Un impianto di biogas è un digestore anaerobico che produce biogas da rifiuti animali o colture energetiche. Le colture energetiche sono colture a basso costo coltivate allo scopo di biocarburanti, piuttosto che cibo. I biocarburanti sono combustibili liquidi, gassosi o solidi costituiti da materiale organico vivo o morto di recente noto come biomassa, al contrario dei combustibili fossili, che sono composti da antichi materiali biologici. Il biogas è un tipo di biocarburante creato tramite digestione anaerobica, o priva di ossigeno, della materia organica da parte dei batteri. Un impianto di biogas è composto da un digestore e da un detentore del gas.
Il digestore è un contenitore ermetico in cui i rifiuti vengono scaricati e decomposti, e il contenitore del gas è un serbatoio che imbriglia i gas emessi dal liquame. I batteri all’interno del serbatoio del digestore scompongono i rifiuti e, mentre si decompongono, vengono rilasciati gas come monossido di carbonio, metano, idrogeno e azoto. Attraverso un sistema pressurizzato, il contenitore del gas conduce il flusso di questi gas verso l’alto in un foro nel suo tamburo. Il foro è appositamente progettato per consentire ai gas di passare liberamente nel supporto, impedendo al contempo la fuoriuscita di gas nel digestore. In un ambiente controllato, i gas vengono successivamente bruciati, o fatti reagire, con l’ossigeno per creare una fonte di energia per processi come il riscaldamento e la propulsione dei veicoli.
La costruzione di un impianto di biogas può variare a seconda della quantità di gas necessaria, della quantità di rifiuti a portata di mano e se il digestore è progettato per l’alimentazione discontinua o continua. I sistemi di alimentazione batch utilizzano principalmente rifiuti solidi che vengono aggiunti al serbatoio a rate, mentre i modelli di alimentazione continua alimentano principalmente liquidi al digestore. Un impianto di biogas può essere realizzato sia sopra che sotto terra, con vantaggi e svantaggi per entrambi i modelli. Un impianto a biogas fuori terra è più facile da mantenere e beneficia del riscaldamento solare, ma è più curato nella costruzione perché deve essere costruito per gestire la pressione interna del digestore. Un impianto di biogas interrato è più economico da costruire e più facile da alimentare, ma è più difficile da mantenere.
Per facilitare la rapida decomposizione con una produzione di gas ottimale, i digestori sono spesso mantenuti tra le temperature di 29°C e 41°C (84.2°F-105.8°F). Nel tentativo di neutralizzare l’impasto liquido, verrà creato più anidride carbonica acida, che è un gas desiderato. Anche il liquame all’interno del serbatoio deve essere mescolato frequentemente per evitare che si formi una crosta dura sopra i rifiuti. Una crosta può intrappolare i gas all’interno del liquame e impedire la capacità del macchinario di sfruttare i gas.
Il biogas è sempre più preferito ai combustibili fossili, oa combustibili ricavati da antica materia organica come carbone o petrolio. Il carbonio, in piccole quantità, è un componente vitale di un’atmosfera sana, ma diventa problematico quando se ne aggiunge troppo in circolazione. Il carbonio contenuto nei combustibili fossili è rimasto sepolto per così tanto tempo che non fa più parte del ciclo del carbonio. Quando viene rilasciato attraverso la combustione di combustibili fossili, aumenta la concentrazione di carbonio. Il biogas, tuttavia, proviene da organismi vivi o morti di recente il cui contenuto di carbonio è ancora all’interno del ciclo, quindi bruciare questi combustibili altera meno la concentrazione di carbonio nell’atmosfera.
Oltre alla produzione di carbonio, il biogas è spesso preferito ai combustibili fossili perché è una fonte di energia rinnovabile a basso costo e utilizza materiali altrimenti di scarto. Il biogas è anche una preziosa fonte di energia per i paesi in via di sviluppo, poiché può essere prodotto in siti su piccola scala. Il combustibile biogas, tuttavia, ha anche i suoi critici. Alcuni sostengono che le colture energetiche sminuiscano l’agricoltura alimentare e creeranno una carenza alimentare globale. I biocarburanti possono anche causare deforestazione, inquinamento idrico, erosione del suolo e un impatto economico negativo sulle nazioni produttrici di petrolio.