Ce este biogazul? Este sustenabil?

Biogazul este un gaz combustibil produs din biomasă, fie prin descompunere, fie prin procese chimice. Biogazul conține între 50% și 75% metan, în timp ce procentul rămas este dioxid de carbon și urme de alte compuși.

Când este redus la metan aproape pur, biometanul poate înlocui „gaz natural” pe bază de combustibili fosili pentru generarea de electricitate, transport, încălzire și gătit acasă. În Statele Unite, aproape tot biogazul este produs pentru a fi utilizat în generarea de electricitate.

Cum se produce biogazul?

Materia organică naturală, cum ar fi reziduurile de culturi, gunoi de grajd, precum și deșeurile forestiere și de prelucrare a lemnului, sunt descompuse în biodigestoare, care folosesc digestia anaerobă (fără oxigen) pentru a produce biogaz. Biogazul poate proveni și din recuperarea metanului din gropile de gunoi și din nămolul stațiilor de epurare a apelor uzate.

Majoritatea biogazului din Statele Unite provine din deșeurile solide municipale (gropi de gunoi), în timp ce în Europa provine din deșeurile de culturi și gunoiul de grajd, iar în China predominant din gunoi de grajd.

Beneficiile de mediu ale biogazului

Biogazul poate avea beneficii de mediu, unele mai evidente decât altele. De exemplu, spre deosebire de energia eoliană și solară, biogazul poate fi utilizat la cerere atunci când alte resurse regenerabile nu sunt disponibile. Dezvoltarea biocombustibililor regenerabili ca sursă de energie de rezervă permite dezvoltarea energiei eoliene și solare fără carbon, eliminând, sau cel puțin reducând, necesitatea energiei provenite din combustibili fosili neregenerabili.

Reducerea emisiilor din gropile de gunoi

Gropile de gunoi contribuie cu până la 20% din emisiile antropice de metan și, în Statele Unite, reprezintă a treia sursă principală de emisii de metan. Captarea gazului din gropile de gunoi și conversia acestuia în biogaz face parte din eforturile multor țări de a-și reduce emisiile de gaze cu efect de seră (GES). Dar transformarea acestor surse de gaz din gropile de gunoi în biogaz înainte ca acestea să ajungă la groapa de gunoi reprezintă o utilizare mai eficientă a resurselor și reduce, de asemenea, alte probleme de poluare.

De exemplu, transformarea nămolului de ape uzate în biogaz necesită mai puțină energie decât transformarea acestuia în compost. Conversia gunoiului de grajd și a deșeurilor de culturi în biogaz previne scurgerea acestor potențiali poluanți în cursurile de apă. Arderea biogazului din frunzele pre-tratate produce, de asemenea, mai puține emisii de GES decât compostarea lor. Compromisul este o scădere a disponibilității unui îngrășământ organic important.

Aproximativ 30% până la 40% din alimente sunt irosite și ajung în gropile de gunoi, făcând din deșeurile alimentare cea mai mare categorie unică de material din gropile de gunoi. Acordarea unei valori economice deșeurilor alimentare scade prezența acestora în gropile de gunoi și reduce costurile municipale și emisiile de metan provenite din putrezirea alimentelor.

Combaterea defrișărilor

Biogazul poate contribui la reducerea defrișărilor în zonele lumii în care lemnul de foc este principala sursă de combustibil pentru gătit și încălzire acasă. Jumătate din toată producția de lemn din păduri la nivel mondial este destinată lemnului de foc, dintre care o treime este recoltată în mod nesustenabil. În Africa Subsahariană, se estimează că 70% din defrișări se datorează colectării lemnului de foc.

Trecerea la biogaz poate reduce consumul de lemn de foc cu aproape jumătate. Ca urmare, reduce, de asemenea, cu până la jumătate timpul petrecut cu colectarea lemnului de foc, o sarcină cel mai frecvent îndeplinită de femei și copii de vârstă școlară, reducând sarcina de muncă pentru primele și crescând oportunitățile educaționale pentru aceștia din urmă.

Mai curat decât combustibilii fosili

Comparativ cu motorina, utilizarea biometanului ca și combustibil pentru vehicule reduce emisiile de GES și particulele cu până la 75%. Comparativ cu arderea metanului fosil pentru generarea de electricitate, biometanul reduce emisiile de GES cu 62% până la 80%. Combinarea unei centrale electrice care funcționează cu biogaz cu tehnologia de captare a carbonului poate reduce emisiile de GES și mai mult (până la 87%), deși tehnologiile de captare și stocare a carbonului nu au atins încă viabilitatea comercială.

Consecințele arderii biogazului

Deși poate fi regenerabil și poate avea beneficii de mediu, arderea biogazului emite totuși gaze cu efect de seră și alți poluanți în atmosferă.

Regenerabil, dar cât de sustenabil?

Transportul și stocarea atât a biomasei, cât și a biogazului, au ca rezultat emisii de CO₂ și particule. La fel ca în cazul metanului provenit din combustibili fosili, emisii fugitive reprezintă o preocupare la instalațiile de biogaz. În ambele cazuri, emisiile de metan rezultă atunci când biogazul este ars incomplet. Atunci când rezervoarele de digestie anaerobă sunt lăsate neacoperite, beneficiile biogazului asupra metanului fosil în ceea ce privește emisiile de GES dispar.

Ciclul carbonului implicat în utilizarea produselor agricole pentru producerea biogazului poate fi regenerabil. Cu toate acestea, luând în considerare întregul ciclu de viață al producției de biogaz — inclusiv emisiile agricole, transportul, rafinarea și arderea — utilizarea biogazului ca sursă de combustibil nu este în niciun caz neutră din punct de vedere al carbonului.

Poluanți atmosferici

Arderea biogazului poate duce, de asemenea, la emisia de dioxid de sulf, monoxid de carbon, compuși organici volatili (COV) și, cel mai important, oxizi de azot, unde emisiile de biogaz sunt mai mari decât cele ale arderii gazului natural. De asemenea, s-au găsit niveluri mai ridicate de componente în urme ale altor poluanți la instalațiile de biogaz, inclusiv agenți cancerigeni precum arsenicul, comparativ cu centralele pe gaz natural.

Proiectele de conversie a gunoiului de grajd în biogaz și alte proiecte de biogaz bazate pe agricultura animalieră industrială sunt adesea situate în apropierea comunităților cu venituri mici sau a comunităților de culoare, expunându-le la poluanți și deversând nitrați în apele subterane locale. Aceste cazuri transformă producția de biogaz într-o preocupare pentru justiția de mediu.

Schimbări în utilizarea terenurilor

Pe măsură ce piața biogazului crește, la fel cresc și schimbările negative în utilizarea terenurilor, unde culturile sunt cultivate special pentru producția de biogaz. În Italia și Germania, producția de biogaz s-a extins semnificativ în primul deceniu al secolului XXI, ducând la creșterea prețurilor alimentelor și a chiriei terenurilor, pe măsură ce creșterea suprafețelor pentru producția agricolă intensivă a crescut.

În Indonezia, utilizarea efluentului de ulei de palmier crește rentabilitatea industriei uleiului de palmier, încurajând extinderea plantațiilor de palmier în una dintre cele mai importante păduri primare din lume.

Este biogazul neutru din punct de vedere al carbonului?

Biogazul este prezentat ca fiind „regenerabil”, „sustenabil” și „neutru din punct de vedere al carbonului”, în special de către promotorii săi. Dar numirea biogazului ca fiind neutru din punct de vedere al carbonului nu ia în considerare întregul ciclu de viață al produsului.

Carbonul care este eliberat atunci când biogazul este ars provine din plante și alte surse care au extras inițial acel carbon din atmosferă, făcând ca simpla ardere a materialului în sine să fie neutră din punct de vedere al carbonului. Dar, privind întregul ciclu de viață al biogazului, inclusiv producția și transportul acestuia, precum și tot carbonul încorporat în echipamentele utilizate în aceste procese, industria biogazului devine un contributor net de carbon la atmosferă.