- このプロセスは、加水分解、酸生成、酢酸生成、メタン生成の4つの生物学的段階に分けられます。
- 得られる主な生成物は、バイオガス（再生可能エネルギー）と消化液（有機肥料）の2種類である。
- 消化液の合法性は、それがEUの基準を満たして製品とみなされるか、あるいは廃棄物として分類されるかによって決まる。
- 有機廃棄物からメタンガスを回収することで、温室効果ガスの削減に貢献する。
「沼ガス」という言葉を聞いたことがある方や、田舎に溜まる生ごみや肥料がどうなるのか疑問に思ったことがある方もいるかもしれません。実は、これらはすべて嫌気性消化と呼ばれる興味深い自然現象の一部なのです。この生物学的プロセスは、まるで魔法のようですが、有機物をクリーンエネルギーと最高品質の肥料に変えるために、化学と微生物学がフルスピードで作用しているのです。
現在、私たちは経済的な利益を得るために工業プラントでバイオメタン化という手法を用いてこのプロセスを管理していますが、このプロセスは油田や停滞水域では自然に発生します。本質的には、酸素が乏しい環境で無数の微生物がバイオマスを分解することで、再生可能な燃料と土壌にとって非常に栄養価の高い残渣が生成されるというものです。
生物学的プロセスの4つの段階
有機物が気体になるには、4つの重要な段階からなる一種の生物学的「組み立てライン」を経る必要がある。
- 加水分解： これは最初のステップで、最も複雑な高分子（タンパク質、脂質、多糖類など）が糖やアルコールなどのより単純な断片に分解されます。ここで、発酵細菌の外酵素が作用します。 彼らは酸素に関しては特にこだわりがない。.
- 酸生成: この段階では、酸生成細菌がこれらの単純な分子を取り込み、短鎖揮発性脂肪酸、水素、二酸化炭素に変換する。
- 酢酸生成: ここではプロセスがさらに改良され、以前の製品は主に 酢酸、二酸化炭素、水素.
- メタン生成: マスターシール。メタン生成細菌は、厳密な嫌気性菌であり、温度変化に非常に敏感で、上記のすべてを メタンと二酸化炭素.
操作と実用的応用
バイオダイジェスターでこのプロセスを制御する場合、まず好気性段階が起こり、微生物が利用可能な酸素を消費します。培地が気密になり空気がなくなると、嫌気性細菌が活動を開始します。このシステムは非常に効率的で、混合物中のエネルギーの90%を利用し、細菌の増殖にはわずか10%しか割り当てません。
この方法は、畜産業からの廃棄物（スラリーや糞尿）、都市廃棄物、および農産食品産業からの余剰廃棄物の管理に最適なソリューションです。このプロセスから、2つの主力製品が得られます。
- バイオガス： 通常、メタン70％と二酸化炭素30％、微量の硫化水素からなる混合物。ボイラーや電気モーターに使用できる。高度化処理を施すと、… バイオメタンは、天然ガスとほぼ同じである。 化石燃料だが再生可能。
- ダイジェスト： 結果として生じる液体またはペースト状の残留物です。窒素、リン、カリウムが豊富に含まれているため、 吸収の速い有機肥料 これは、集約的な耕作によって損傷を受けた土壌の回復に役立つ。
消化物の法的枠組みと分類
すべてが生物学的な知識というわけではなく、事務手続きも必要になります。スペインでは、嫌気性消化は法律7/2022に基づきR0302というコードで分類される処理方法です。消化対象物（例えば、食用に適さない動物副産物（ABP）など）によっては、合法的に操業するために特定の行政許可が必要となります。
重要な点は、消化液が製品とみなされるか、廃棄物とみなされるかという点です。EU肥料製品とみなされるためには、規則（EU）2019/1009（特にカテゴリーCMC5）に準拠する必要があります。これらの基準を満たさない場合は、関連するEWCコードに基づき廃棄物として分類され、認可を受けた廃棄物管理事業者によって適切に処理されなければなりません。
消化液と生物安定化物質を混同しないことが非常に重要です。後者は混合廃棄物の機械生物処理プラントから得られるものであり、消化液とは異なり、肥料や製品とはみなされず、EWCコード19 06 99に基づき厳密に廃棄物として分類されます。
環境的および経済的利点
これらのプラントを導入することは、規制遵守に役立つだけでなく、計り知れないほどのプラスの効果をもたらします。通常であれば大気中に放出されるメタンを回収することで、温室効果ガスを大幅に削減できます。さらに、消化液に含まれる窒素は化学肥料に含まれる窒素よりも植物に吸収されやすく、作物の成長を促進し、肥沃な土壌の浸食を防ぎます。
バイオメタン化は、炭素循環を完結させる絶好の機会であり、問題（廃棄物）をエネルギーと農業の解決策へと転換することで、企業が運営コストを削減し、持続可能な方法で環境負荷を軽減することを可能にする。
この包括的な生物学的システムにより、有機物は加水分解、酸生成、酢酸生成、メタン生成の各段階を経て、バイオガスと消化液を生成する。前者は汎用性の高い燃料または注入可能なバイオメタンとして利用でき、後者は強力な有機肥料として機能する。ただし、単なる廃棄物として扱われないよう、法的および環境規制を遵守する必要がある。