Biogas là gì? Các công bố khoa học về Biogas

Biogas là một loại khí tự nhiên được tạo ra từ quá trình phân hủy sinh học của các chất hữu cơ trong môi trường không có oxi. Quá trình này xảy ra trong các khu chứa chất thải hữu cơ, nhà máy xử lý chất thải, hồ chứa chất thải động vật và các loại chất thải từ nông nghiệp.

Biogas chủ yếu bao gồm methane (CH4) và carbon dioxide (CO2), cùng với một số lượng nhỏ các khí khác như hydrogen sulfide (H2S), ammonia (NH3), nitrogen (N2) và nước. Methane là thành phần chính trong biogas và có giá trị năng lượng cao, có thể đốt để sản xuất nhiệt và điện.

Biogas có nhiều ứng dụng, bao gồm sử dụng làm nguồn năng lượng tái tạo để nấu ăn, sưởi ấm và điện, sản xuất nhiên liệu cho các phương tiện cơ giới, và làm nguyên liệu cho nhà máy sản xuất hóa chất và phân.

Sự sử dụng biogas có nhiều lợi ích như giảm lượng chất thải, giảm nhu cầu sử dụng năng lượng hóa thạch, giảm khí thải gây hiệu ứng nhà kính và tái chế chất thải hữu cơ thành nguồn năng lượng sạch và bền vững.
Biogas được tạo ra thông qua quá trình phân hủy sinh học, hay còn gọi là quá trình ủ chất hữu cơ. Các chất hữu cơ được ủ bao gồm chất thải hữu cơ từ động vật, chất thải nông nghiệp như phân bò, hèn, cỏ cắt, rơm rạ, thức ăn thừa, các sản phẩm nông nghiệp không dùng đến, rác thải hữu cơ từ bếp và nhà máy xử lý chất thải. Các chất hữu cơ này được đặt trong một môi trường không có oxi, như hồ chứa chất thải hoặc ủ phân nhà máy.

Quá trình ủ chất hữu cơ diễn ra trong ba giai đoạn chính. Trong giai đoạn đầu tiên, các vi khuẩn anaerobic (sống không cần oxi) gọi là vi khuẩn quấy khuếch tán sẽ phân giải chất hữu cơ thành axít hữu cơ như axit axetic và axit propionic. Giai đoạn thứ hai bắt đầu khi axít hữu cơ bị vi khuẩn methanogenic chuyển đổi thành methane và carbon dioxide. Cuối cùng, trong giai đoạn thứ ba, vi khuẩn methanogenic tiếp tục sản xuất methane và carbon dioxide.

Biogas chủ yếu bao gồm methane (50-70%) và carbon dioxide (30-50%), với một số lượng nhỏ các khí khác như hydrogen sulfide (H2S), ammonia (NH3), nitrogen (N2) và nước. Tỷ lệ methane trong biogas quyết định giá trị nhiệt lượng của nó. Biogas có giá trị nhiệt lượng cao và có khả năng cháy thành lửa, tạo ra nhiệt và điện.

Ứng dụng của biogas rất đa dạng. Nó có thể được sử dụng để nấu ăn, sưởi ấm, và cung cấp điện cho gia đình và các cơ sở sản xuất nhỏ. Ngoài ra, biogas cũng có thể được chuyển đổi thành nhiên liệu để sử dụng cho phương tiện cơ giới như ô tô và máy móc nông nghiệp. Các nhà máy và công ty sản xuất hóa chất và phân cũng có thể sử dụng biogas làm nguyên liệu sản xuất.

Việc sử dụng biogas có nhiều lợi ích môi trường và kinh tế. Nó giúp giảm lượng chất thải, giảm ô nhiễm không khí từ các liệu phân đã bị phân hủy không đúng cách, thúc đẩy tái chế và quản lý chất thải hợp lý. Biogas cũng giúp giảm nhu cầu sử dụng năng lượng hóa thạch và giảm khí thải gây hiệu ứng nhà kính, đóng góp vào phát triển năng lượng tái tạo và bền vững.