Biodujos

Biodujos – dujos, pagamintos iš biomasės ir (ar) biologiškai skaidomos atliekų dalies. Anaerobiniame procese skylant organinėms medžiagoms ir susidarant biodujoms dalyvauja dešimtys rūšių bakterijų ir ištisos bendrijos įvairiausių tarpusavyje organiškai susijusių mikroorganizmų. Kuo palankesnės aplinkos sąlygos, tuo mikroorganizmai aktyvesni, greičiau auga ir dauginasi, o tuo pačiu intensyvėja visas organinių medžiagų skaidymas ir didėja susidarančių biodujų kiekis.

Istorija

Pirmas tirti biodujas pradėjo italų mokslininkas Aleksandras Voltas, sugebėjęs sugauti pelkių dujas 1770 m. užpelkėjusiame ežere šiaurės Italijoje. Toliau jis pradėjo eksperimentus degindamas šias dujas. Anglų fizikas Maiklas Faradėjus taip pat eksperimentavo su pelkių dujomis. Tik 1821 m. tyrinėtojas Amadėjus Avogadras nustatė cheminę metano formulę. Garsus prancūzų bakteriologas Luji Pasteras 1884 m. atliko bandymus su biodujomis, išskirtomis iš kieto mėšlo. Jis pirmasis pasiūlė mėšlą iš arklidžių panaudoti dujų gamybai ir Paryžiaus gatvių apšvietimui.

Gamybos procesas

Biodujų gamyba yra sudėtingas biologinis-cheminis procesas, kurio metu organines medžiagas veikia skirtingų rūšių bakterijos. Pagrindinė žaliava – įvairiausios kilmės organinės atliekos, susidarančios žemdirbystėje, gyvulininkystėje, dalis miestų komunalinių atliekų, miestų vandens valymo įmonių dumblas bei maisto perdirbimo pramonės įmonių technologinės atliekos (jei jos nepanaudojamos pašarams ar kitiems tikslams). Vienos atliekos yra sunkiai skaidomos ir iš jų gaunama mažiau biodujų, kitos – lengviau ir iš jų gaunamas didesnis biodujų kiekis su aukštesne metano koncentracija. Iš skirtingų žaliavų gaunamas skirtingas biodujų kiekis. Biodujų energinė vertė tiesiogiai susijusi su metano koncentracija. Esant metano daugiau negu 55%, biodujos laikomos vertingu kuru.
Biodujos yra metano ir anglies dvideginio mišinys. Pagrindiniai biodujų komponentai yra metanas ir anglies dvideginis. Priklausomai nuo žaliavos sudėties, būna labai maži vandenilio, sieros vandenilio, azoto ir kitų medžiagų kiekiai. Dažniausiai biodujose metano būna nuo 55 iki 70%, anglies dvideginio – nuo 30 iki 45%, vandenilio – iki 1% ir sieros vandenilio iki 3%.
Biodujų gamybai naudojami įvairūs įrenginiai: generatoriai, dujų surinkimo ir saugojimo talpos, biomasės pašildymo, maišymo kontrolės, valdymo ir kiti priedai, žymiai padidinantys sistemos efektyvumą. Bioreaktoriuje sudaromos kuo palankiausios sąlygos mikroorganizmų veiklai.

Panaudojimas

Biodujos – perspektyvi atsinaujinančios energijos rūšis. Jų gamybai tinkama tik tam tikra atliekų dalis. Pagrindinės biodujų naudojimo sritys: šilumos ir garo gamyba, elektros arba elektros ir šilumos gamyba (kogeneracija), autotransporto kuras, tiekimas į gamtinių dujų tinklą, cheminių medžiagų gamyba.
Šiuo metu biodujos yra ekologiškiausias automobilių kuras. Kai biodujos naudojamos kaip automobilių kuras, jos išvalomos iki 97% metano lygio. Vienas kubinis metras išvalytų biodujų apytikriai prilygsta vienam litrui benzino.
Biodujos yra gamtos ciklo dalis, todėl grynasis anglies dioksido išmetimas į atmosferą yra nulinis. Tai idealus kuras, nes gali būti gaminamas toje pačioje teritorijoje, kurioje yra sunaudojamas. Jame nėra sieros ir kitų pavojingų komponentų, todėl išmetamosios dujos lieka švarios ir bekvapės. Automobilių varikliai lengvai pertvarkomi biokuro naudojimui. Jau nemažai metų eksploatuojami lengvieji automobiliai, autobusai ir sunkvežimiai, naudojantys biokurą, auga biokuro degalinių tinklas.