- Η διαδικασία χωρίζεται σε τέσσερα βιολογικά στάδια: υδρόλυση, οξεογένεση, ακετογένεση και μεθανογένεση.
- Λαμβάνονται δύο κύρια προϊόντα: βιοαέριο (ανανεώσιμη ενέργεια) και χωνεμένο υπόλειμμα (οργανικό λίπασμα).
- Η νομιμότητα του χωνεμένου υπολείμματος εξαρτάται από το εάν πληροί τα κριτήρια της ΕΕ για να χαρακτηριστεί ως προϊόν ή εάν ταξινομείται ως απόβλητο.
- Συμβάλλει στη μείωση των αερίων του θερμοκηπίου δεσμεύοντας μεθάνιο από οργανικά απόβλητα.
Πιθανότατα έχετε ακούσει για το «αέριο του βάλτου» ή έχετε αναρωτηθεί τι συμβαίνει με τα υπολείμματα τροφών και την κοπριά που συσσωρεύονται στην ύπαιθρο. Λοιπόν, όλα αυτά αποτελούν μέρος ενός συναρπαστικού φυσικού φαινομένου που ονομάζεται αναερόβια χώνευση, μιας βιολογικής διαδικασίας που, αν και φαίνεται μαγική, είναι καθαρή χημεία και μικροβιολογία που εργάζονται με πλήρη ταχύτητα για να μετατρέψουν την οργανική ύλη σε καθαρή ενέργεια και λίπασμα υψηλής ποιότητας.
Παρόλο που επί του παρόντος το διαχειριζόμαστε σε βιομηχανικές μονάδες μέσω βιομεθανοποίησης για οικονομικό όφελος, αυτή η διαδικασία συμβαίνει αυθόρμητα σε πετρελαιοπηγές ή σε στάσιμα νερά. Ουσιαστικά, περιλαμβάνει την παροχή άδειας σε μια λεγεώνα μικροοργανισμών να τραφούν με τη βιομάζα σε ένα περιβάλλον όπου το οξυγόνο είναι σπάνιο , με αποτέλεσμα ένα ανανεώσιμο καύσιμο και ένα εξαιρετικά θρεπτικό υπόλειμμα για το έδαφος.
Τα τέσσερα στάδια της βιολογικής διαδικασίας
Για να μετατραπεί η οργανική ύλη σε αέριο, πρέπει να περάσει από ένα είδος βιολογικής «γραμμής συναρμολόγησης» που αποτελείται από τέσσερις κρίσιμες φάσεις:
- Υδρόλυση: Αυτό είναι το πρώτο βήμα, όπου τα πιο σύνθετα μακρομόρια (όπως πρωτεΐνες, λιπίδια και πολυσακχαρίτες) διασπώνται σε απλούστερα κομμάτια όπως σάκχαρα ή αλκοόλες. Εδώ, δρουν τα εξωένζυμα των ζυμωτικών βακτηρίων, τα οποία, όντας προαιρετικά, Δεν είναι επιλεκτικοί με το οξυγόνο..
- Οξεογένεση: Σε αυτή τη φάση, τα οξεογόνα βακτήρια λαμβάνουν αυτά τα απλά μόρια και τα μετατρέπουν σε πτητικά λιπαρά οξέα βραχείας αλυσίδας, υδρογόνο και διοξείδιο του άνθρακα.
- Ακετογένεση: Εδώ η διαδικασία συνεχίζει να βελτιώνεται, μετατρέποντας τα προηγούμενα προϊόντα κυρίως σε οξικό οξύ, CO2 και υδρογόνο.
- Μεθανογένεση: Η κύρια φώκια. Τα μεθανογόνα βακτήρια, τα οποία είναι αυστηρά αναερόβια και πολύ ευαίσθητα στις μεταβολές της θερμοκρασίας, μετατρέπουν όλα τα παραπάνω σε μεθάνιο και διοξείδιο του άνθρακα.
Λειτουργία και πρακτικές εφαρμογές
Όταν θέλουμε να ελέγξουμε αυτήν τη διαδικασία σε έναν βιοχωνευτή, λαμβάνει χώρα πρώτα μια αερόβια φάση, όπου οι μικροοργανισμοί καταναλώνουν το διαθέσιμο οξυγόνο. Μόλις το μέσο γίνει αεροστεγές και απαλλαγμένο από αέρα, ενεργοποιούνται τα αναερόβια βακτήρια. Αυτό το σύστημα είναι απίστευτα αποτελεσματικό, καθώς χρησιμοποιεί το 90% της ενέργειας που διατίθεται στο μείγμα, αφιερώνοντας μόνο το 10% στην ανάπτυξη βακτηρίων.
Αυτή η μέθοδος αποτελεί την ιδανική λύση για τη διαχείριση αποβλήτων από την κτηνοτροφική βιομηχανία (πολτός και κοπριά), αστικών αποβλήτων και πλεονασμάτων από την αγροδιατροφική βιομηχανία. Από αυτή τη διαδικασία, λαμβάνουμε δύο κορυφαία προϊόντα:
- Βιοαέριο: Ένα μείγμα που αποτελείται συνήθως από 70% μεθάνιο και 30% διοξείδιο του άνθρακα, με ίχνη υδρόθειου. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε λέβητες ή ηλεκτροκινητήρες. Εάν υποβληθεί σε διαδικασία αναβάθμισης, λαμβάνουμε... βιομεθάνιο, το οποίο είναι σχεδόν πανομοιότυπο με το φυσικό αέριο ορυκτά καύσιμα αλλά ανανεώσιμα.
- Το Digest: Είναι το προκύπτον υγρό ή πολτώδες υπόλειμμα. Όντας πλούσιο σε άζωτο, φώσφορο και κάλιο, λειτουργεί ως οργανικό λίπασμα ταχείας απορρόφησης που βοηθά στην αποκατάσταση εδαφών που έχουν υποστεί ζημιές από την εντατική καλλιέργεια.
Το νομικό πλαίσιο και η ταξινόμηση του χωνεμένου υπολείμματος
Δεν είναι μόνο βιολογία. Υπάρχουν και γραφειοκρατικές διαδικασίες. Στην Ισπανία, η αναερόβια χώνευση είναι μια διαδικασία επεξεργασίας με κωδικοποίηση R0302 βάσει του νόμου 7/2022. Ανάλογα με το τι χωνεύεται, όπως ζωικά υποπροϊόντα ακατάλληλα για ανθρώπινη κατανάλωση (ABP), απαιτούνται συγκεκριμένες διοικητικές άδειες για τη νόμιμη λειτουργία.
Ένα βασικό σημείο είναι το αν το χωνεμένο υπόλειμμα θεωρείται προϊόν ή απόβλητο. Για να θεωρηθεί προϊόν λιπάσματος της ΕΕ , πρέπει να συμμορφώνεται με τον κανονισμό (ΕΕ) 2019/1009 (συγκεκριμένα την κατηγορία CMC5). Εάν δεν πληροί αυτά τα πρότυπα, ταξινομείται ως απόβλητο σύμφωνα με τον σχετικό κωδικό EWC και πρέπει να διαχειρίζεται σωστά από εξουσιοδοτημένο φορέα διαχείρισης αποβλήτων .
Είναι σημαντικό να μην συγχέεται το χωνεμένο υπόλειμμα με το βιοσταθεροποιημένο υλικό . Το τελευταίο προέρχεται από μονάδες μηχανικής-βιολογικής επεξεργασίας για μικτά απόβλητα και, σε αντίθεση με το χωνεμένο υπόλειμμα, δεν μπορεί να θεωρηθεί λίπασμα ή προϊόν, παραμένοντας αυστηρά ταξινομημένο ως απόβλητο σύμφωνα με τον κωδικό EWC 19 06 99.
Περιβαλλοντικά και οικονομικά πλεονεκτήματα
Η εφαρμογή αυτών των μονάδων όχι μόνο βοηθά στη συμμόρφωση με τους κανονισμούς, αλλά έχει και τεράστιο θετικό αντίκτυπο. Δεσμεύοντας το μεθάνιο που κανονικά θα διέρρευε στην ατμόσφαιρα, μειώνουμε δραστικά τα αέρια του θερμοκηπίου . Επιπλέον, το άζωτο στο χωνεμένο υπόλειμμα είναι πολύ πιο εύκολα διαθέσιμο στα φυτά από ό,τι στα χημικά λιπάσματα, γεγονός που επιταχύνει την ανάπτυξη των καλλιεργειών και αποτρέπει τη διάβρωση των γόνιμων εδαφών.
Η βιομεθανοποίηση αποτελεί μια χρυσή ευκαιρία για το κλείσιμο του κύκλου του άνθρακα, μετατρέποντας ένα πρόβλημα (απόβλητα) σε μια ενεργειακή και γεωργική λύση που επιτρέπει στις εταιρείες να εξοικονομούν λειτουργικά κόστη και να βελτιώνουν το οικολογικό τους αποτύπωμα με βιώσιμο τρόπο.
Αυτό το ολοκληρωμένο βιολογικό σύστημα επιτρέπει στην οργανική ύλη να υποβληθεί σε φάσεις υδρόλυσης, οξεογένεσης, ακετογένεσης και μεθανογένεσης για την παραγωγή βιοαερίου και χωνεμένου υπολείμματος. Ενώ το πρώτο χρησιμεύει ως ευέλικτο καύσιμο ή ενέσιμο βιομεθάνιο, το δεύτερο λειτουργεί ως ισχυρό οργανικό λίπασμα, υπό την προϋπόθεση ότι τηρούνται οι νομικοί και περιβαλλοντικοί κανονισμοί για να αποφευχθεί η απλή επεξεργασία του ως απόβλητο.