По-малко фураж означава повече биогаз
Учените са открили, че производството на биогаз може да се контролира чрез честотата на подаване на системите. Тези, които се хранят само на всеки един или два дни, произвеждат повече метан.
Марсел Николауш тества в лабораторията как може да се контролира производството на биогаз чрез честотата на подаване. (Източник на изображението: UFZ/André Künzelmann)
СЗО Биогазови инсталации в по-големи интервали от време храни, произвежда повече биогаз. Екип от микробиолози от Центъра за изследване на околната среда Helmholtz (UFZ) и инженери от Германски център за изследване на биомасата (DBFZ) както и други международни учени. По този начин производството на биогаз може да се контролира чрез Честота на подаване контролират системите. По-големите интервали от време след това водят до повече биогаз. С това знание приблизително 8000 централи в Германия могат да покрият повече от сегашните седем процента от електричеството, генерирано с биомаса.
В лабораторни условия учените успяха да увеличат производството на метан, най-ценният компонент на биогаза, с до 14 процента. За да произвеждат биогаз според необходимостта, те не поставят субстрата във ферментатора на всеки два часа, а по-скоро на по-дълги интервали от един ден или на всеки два дни. „Ако реакторът се захранва по-рядко, може да се произведе повече електричество“, обобщава изследователят на UFZ д-р Марсел Николауш.
За експеримента изследователите захранват два 15-литрови реактора със зърнен алкохол при идентични условия за общо почти четири месеца. Удивителният резултат: Ако общото количество биомаса се вкара във ферментационния съд само веднъж на ден, производството на метан се увеличава с 14 процента, а на биогаза - с общо 16 процента. Ако се храните на всеки два дни, добивът на метан се увеличава с 13 процента, а добивът на биогаз с 18 процента.
Изследователите обясняват увеличението по следния начин: Поради бързо променящите се условия на околната среда, микробна общност по-гъвкав. Следователно възникват по-функционалните групи бактерии. Изследователят на UFZ обяснява, че това позволява трудно смилаемите компоненти на биомасата да бъдат обработени по-ефективно.
Екипът също така установи, че по-гъвкавото управление на фуражите няма отрицателни ефекти върху стабилността на процеса. Съставът на бактериите обаче варира, като на няколко етапа разгражда компоненти от биомасата като целулоза и протеини до въглероден диоксид, водород и оцетна киселина. Причина: Концентрацията на амониев азот и водород, както и стойността на рН се променят. "Тъй като това създава по-функционални ниши, някои киселинни и хидролизиращи бактерии се възползват", казва Николауш. За разлика от тях, общността на метаногенните археи, които произвеждат метан, вода и въглероден диоксид в края на процеса, остава стабилна, независимо от това колко често реакторът се захранва с биомаса, Родът Methanosarcina винаги е доминирал с дял до 83 процента, изпреварвайки рода Methanobacterium с до 31 процента. "И двата рода очевидно се справят най-добре с променящите се условия", казва ученият.
Изследванията на тема „по-гъвкаво управление на храненето“ са все още в самото начало. Сега изследователите на UFZ искат да задълбочат резултатите от проучването. Необходимо е, казва Николауш, да се потвърдят резултатите от изследванията в по-големи реактори. „Друг вълнуващ въпрос е дали по-високите производствени количества метан могат да бъдат потвърдени и при използване на царевичен силаж или захарно цвекло“, казва Николауш.