بیوگاز چیست ؟

در سالهاي اخير روند رو به رشد مصرف انرژي، استفاده از منابع تولید انرژی های تجدیدپذیر را به همراه داشته است. این منابع در سطح جهانی بعنوان منابع استراتژیک مطرح بوده و روند جاری حاکی از توسعه این فناوری است از سوي ديگر محدويت منابع فسيلي، مسائل زیست محیطی، غير قابل تجديدپذير بودن اين منابع و پيش بيني افزايش قيمتها موجب شده تا سياستگذاران و برنامه ريزان بخش انرژي جهان با انجام مطالعات ساختاري، تغييرحاملهاي انرژي و حركت به سوي سوختهاي پاك و انرژيهاي تجديدپذير را در رأس برنامه هاي كاري خود قرار دهند.
در حال حاضر بیوگاز بعنوان یکی از منابع عمده تأمین انرژی در دنیا مطرح است و این گاز را هم بطور مستقیم در تأمین انرژی حرارتی و روشنایی و هم بعنوان یک گزینه مناسب برای استفاده در مولدهای احتراق داخلی، میکرو توربینها، پیلهای سوختی و... جهت تولید برق مورد استفاده قرار می‌دهند.
در فرایند هضم بی هوازی باکتری های ویژه ای واکنش های تجزیه ای و بی هوازی مواد آلی را به منظور تولید بیوگاز انجام می دهند. این گروه باکتری ها قادر به شکستن و تجزیه مواد آلی پیچیده هستند که سرانجام به تولید بیوگاز منجر می شود. مواد باقیمانده نیز بعنوان کودی مغذی و ارگانیک حاوی مواد مورد نیاز برای رشد گیاه است.

تعریف بیوگاز

بیوگاز عبارت است از گازهایی كه در اثر تخمیر بی هوازی ضایعات و پسماندهای گیاهی و جانوری تولید می گردد. باکتریهای مختلفی عمل هضم این مواد آلی تجزیه پذیر را در غیاب اکسیژن انجام می دهند. بیوگاز تولیدی حاوی حدود 60-50 درصد متان (CH4) و حدود 40-30 درصد دی اكسید كربن (CO2) و درصد كمی از گازهای ازت، اكسیژن ، هیدروژن و سولفید هیدروژن (H2S) و رطوبت است.


منابع زيست توده قابل استحصالِ بيوگاز به طور کلی به پنج گروه عمده تقسيم ميشوند كه عبارتند از :
ضايعات و پسماندهاي كشاورزی ، پسماندها و فاضلاب شهري ، فضولات دامي ، ضايعات و زائدات جامد و مايع فسادپذير صنعتي (لجن های صنعتی )
 

اهداف طرح
اهداف كلي اين طرح شامل موارد زير ميباشد:
  • عمل به سیاست‌های ابلاغی اقتصاد مقاومتی توسط رهبر معظم انقلاب
  • كاهش آثار مخرب محيط زيستي ناشي از انتشار گازهاي متصاعدشده و مخصوصاً گازهای گلخانه ای
  • توسعه استفاده از انرژيهاي نو و جايگزين آن با سوختهاي فسيلي
  • كاهش بوي بد منتشر شده در محیط و کمک به بهداشت عمومی
  • بهره گيري از منافع اقتصادي و کاهش هزینه ها
  • اثرات و نتایج مستقیم اجرای طرح
  • حفظ محیط زیست و کاهش گازهای گلخانه ای



  • بیوگاز یکی از منابع انرژی است که آلودگی محیط زیست را کاهش میدهد. برای تولید بیوگاز نیاز به اکسیژن نیست و این بدین معنی است که هوای محیط پاک تر باقی می ماند. در صورت استفاده از بیوگاز سوخت های فسیلی کمتری مصرف می شود که آن هم به نوبه ی خود به کاهش آلودگی محیط زیست کمک می کند. علاوه براین با سوختن بیوگاز تخریب لایه ازن کاهش می یابد. با توجه به آثار تخریبی گاز متان بر لایه ازن، احتراق آن، میزان این تخریب را به یک بیستم کاهش می دهد که بر اساس تعهدات ایران طی پیمانهای کیوتو و پاریس بسیار حائز اهمیت است.




  • کاهش پسماندهای دامی و کشاورزی
  • در صورت استفاده از پسماندهای دامی در سیستم بیوگاز مواد ورودی تجزیه شده و ضمن تولید بیوگاز، کودمغذی برای کشاورزی تولید می شود.

  • اشتغال زایی
  • راهبری سیستم بیوگاز نیاز به اپراتور دارد بنابراین یکی از مزیت های این سیستم اشتغال زایی است و این اشتغال زایی برای روستاها، مزارع و حاشیه شهرها، اهمیت بیشتری پیدا می کند .

  • صرفه جویی در هزینه ها
  • از بیوگاز تولیدی می توان برای مصارف حرارتی و یا تولید برق استفاده نمود و هزینه های انرژی را تقلیل داد. علاوه براین با مصرف کود تولیدی سیستم بیوگاز میزان خرید کود شیمیایی و هزینه های خرید کود نیز کاهش می یابد.

  • کمک به بهداشت عمومی
  • یکی از نکات مثبت دیگر استفاده از این انرژی به وجود آمدن محیط بهداشتی و سالم، آلوده نشدن آب‌های مصرفی و جلوگیری از شیوع بیماری‌های انگلی در مکان‌های مورد استفاده است. در طی عملیات تخمیر و فراوری کود، اکثر پاتوژنها و عوامل انگلی و بیماری زا از بین می روند که این امر موجب کاهش چشمگیر هزینه های اجتماعی می شود.
    استفاده از كودهاي حيواني براي رشد گياهان علت اصلي انتقال بيماريهاي عفوني روده اي به انسان است. در طی فرایند هضم بی هوازی در دستگاه بیوگاز و طی مدت زمان ماند مواد در داخل هاضم، باکتریهایی مانند تیفوئید، وبا، اسهال خونی و نیز تخم علفهای هرز و تخم حشرات از بین خواهد رفت.
    بطورکلی نتایج مفید احداث واحد بیوگاز، كنترل آلودگي‌هاي زيست‌محيطي، حذف بوهاي مشمئزكننده و كنترل مگس، جانوران و حشرات موذي و بهبود وضعیت بهداشت عمومی است.

  • افزایش تولید محصولات کشاورزی در واحد سطح
  • براساس تحقیقات و اسناد معتبر منتشر شده جهانی، استفاده از کود تولیدی سیستم بیوگاز در بخش کشاورزی، ضمن کاهش چشمگیر میزان علف های هرز، باعث افزایش راندمان برداشت محصول به میزان 30-10 درصد می شود.

  • اثرات و نتایج غیرمستقیم
  • کاهش بیماری های سرطانی
  • بر اساس آمار منتشر شده از سوی وزارت بهداشت، ایران رتبه نخست ابتلا به سرطان دستگاه گوارش را در بین کشورهای جهان به خود اختصاص داده است. همانطور که اشاره شد، آلوده بودن اغلب محصولات کشاورزی به فلزات سنگین نظیر سرب و کادمیم و تجمع بیش از اندازه نیترات در این محصولات که ناشی از مصرف بی رویه و نامتعادل انواع نهاده ها در این بخش می باشد، مهمترین و موثرترین عامل در شیوع این بیماری مهلک درسطح جامعه بوده و در این بین نیترات تجمع یافته در محصولات کشاورزی از جایگاه بسیار مهمی برخوردار می باشد. در اثر مصرف بی رویه انواع کود های شیمیایی محتوی نیتروژن و کاهش مصرف کودهای محتوی پتاسیم، نیتروژن نیتراتی در محصولات کشاورزی تجمع یافته و به انواع اسید های آمینه و پروتئین تبدیل نمی گردد.
    نیترات تجمع یافته در محصول کشاورزی پس از مصرف در محیط دستگاه گوارش به دلیل حاکم بودن شرایط بی هوازی به یون نیتریت و سپس نیتروز آمین که ترکیب اصلی ایجاد کننده سرطان در دستگاه گوارش می باشد تبدیل می گردد. بیماری که متاسفانه به راحتی علاج پذیر نیست و علاوه بر ضایعات انسانی و احساسی ناشی از آن، سالانه میلیون ها دلار هزینه درمان بر گرده دولت و البته خانواده ها تحمیل می نماید. اینجاست که ارتباط بین "کشاورزی دانش بنیان" با "اقتصاد کلان ملی" و البته تاثیر گذاری "امنیت غذایی" بر مقوله "امنیت ملی" بیش از پیش رخ می نماید.

  • کمک به حفظ پوشش گیاهی
  • مصرف بی رویه کودهای شیمیایی، گذشته از تحمیل هزینه ای گزاف بر کشاورزی، اثرات زیانباری را نیز در پی دارد. از جمله: مسمومیت ناشی از استفاده زیاد از این عنصر که در اثر جذب بیش از حد آن اتفاق می افتد و باعث بالارفتن غلظت این عنصر در بافت های گیاهی و به هم خوردن تعادل عناصر غذایی می شود. - کاهش کمیت و کیفیت محصول
    - تجمع بور، کادمیوم و سایر فلزات سنگین در گیاه
    - کاهش جذب مس، آهن و سایر ریز مغذی ها توسط ریشه
    - تخریب ساختمان خاک
    از طرفی، آلودگی آب ها به فسفر بالا و عناصر سنگین فوق الذکر، تجمع و سپس انتقال زیاد فسفر از طریق آب های روان به منابع آبی راکد مانند مرداب ها و دریاچه ها باعث افزایش رشد جلبک ها و خزه ها و در نتیجه به هم خوردن نسبت موجودات زنده در این آب ها می شود. این پدیده یکی از دلایل مهم کاهش جمعیت و حتی مرگ و میر آبزیان به ویژه در نواحی شمالی ایران از جمله تالاب بین المللی انزلی، روخانه سفیدرود و زرجوب و... است.
    این درحالی است که کودهای زیستی حاوی فسفات مانند کود تولیدی سیستم بیوگاز علاوه بر صرفه جویی و کاهش مصرف کود شیمیایی فسفاته، باعث جذب بیشتر فسفر توسط گیاهان و در نتیجه افزایش رشد آن شده و مقاومت گیاه به بیماری را افزایش می دهد. علاوه بر آن مصرف کودهای زیستی باعث کاهش آلودگی های زیست محیطی می شود. از طرفی از کود مایع تولیدی واحد بیوگاز نیز به دلیل مزایای زیر حائز اهمیت است.
    اما نکته ای که در مصرف کودهای شیمیایی حائز اهمیت است مصرف نامتعارف انواع این کودهاست. به بیان دیگر اغلب کشاورزان در ایران، اطلاع کافی از نوع و میزان مصرف کود شیمیایی و زمان و شیوه ی استفاده از آنها ندارند. بصورت سنتی، اکثر کشاورزان، هر نوع کودی را که در بسته بندی های موجود در بازار تحت عنوان کود شیمیایی معرفی شوند بدون توجه به نوع و مقدار عناصر غذایی موجود در آن و البته بدون در نظر گرفتن نیاز خاک و محصولی که کشت نموده اند مصرف می نماید. نتیجه این شیوه ی مصرف، تحمیل هزینه های گزاف تامین کود بر نظام اقتصادی کشور و البته خود مصرف کننده کود، کاهش مواد آلی و فرسایش پذیری خاک، آلودگی منابع آب و تجمع بیش از اندازه برخی عناصر سمی در محصول تولید شده، تداخل در جذب عناصر غذایی ضروری و در نهایت حتی کاهش عملکرد می باشد. این در حالیست که در همه جای دنیا امروزه مصرف انواع کودهای شیمیایی و حتی کود های آلی منوط به انجام آزمون خاک، بررسی غلظت عناصر غذایی موجود در خاک، نوع محصول و نیاز آن به عناصر غذایی و ده ها فاکتور دیگر می باشد. متاسفانه هنوز این نکته که کارکرد کود شیمیایی در خاک همانند کارکرد دارو در بدن انسان است مورد پذیرش بهره برداران و حتی بسیاری از کارشناسان و متولیان امر قرار نگرفته است.


    موارد استفاده و خصوصیات محصولات
    الف- بیوگاز
    می توان از بیوگاز تولیدی برای تولید گرما، تولید برق، و نیز بعنوان سوخت خودروها و … بشرح زیر استفاده کرد و این را می توان یک مزیت بزرگ برای این سیستم ها بشمار آورد.
    ایجاد حرارت: یک مترمکعب بیوگاز حدود 6000 -5200 کیلوکالری انرژی حرارتی آزاد می‌کند و این مقدار برای پخت یک وعده غذایی یک خانواده 6 نفره کافی است.
    سوخت مکمل برای موتورهای احتراق داخلی: بیوگاز با استفاده از تاسیسات مربوطه قابل تبدیل به CNG می باشد.
    تولید نیروی برق: از انرژی بیوگاز مانند اغلب انرژی‌ها می‌توان در تولید الکتریسیته استفاده کرد. با استفاده از سیستمهای CHP می توان بیوگاز را تبدیل به برق نمود و همزمان از حرارت تولیدی نیز برای مقاصد مورد نظر بهره برد. در حالت کلی به ازاء هر متر مکعب بیوگاز حدود 1/8 کیلووات ساعت انرژی الکتریکی تولید می شود.
    ب- کود کشاورزی
    طی چند دهه اخیر به علت افزایش جمعیت و تقاضای روزافزون برای موادغذایی، مصرف کودهای شیمیایی به منظور افزایش مقدار تولید در واحد سطح بشدت افزایش یافته است، که علاوه بر افزایش هزینه‌‌های تولید، پیامدهای نامطلوبی در افزایش آلودگی منابع آب و خاک نیز به همراه داشته است. همچنین مصرف بی‌‌رویه کودهای شیمیایی موجب عدم تعادل عناصر و مواد غذایی موجود در خاک، کاهش بازده محصولات کشاورزی و به خطر افتادن سلامت انسان‌ها و دیگر موجودات زنده خواهد شد. به همین علت امروزه استفاده از کودهای بیولوژیک با منشاء باکتری، قارچ، جلبک یا دیگر موجودات خاکزی مورد توجه قرار گرفته است که مکانیسم عمل آنها قابلیت جذب عناصر غذایی گیاه در خاک را افزایش می‌دهد. کودهای بیولوژیک نه‌تنها از مزایای اقتصادی و زیست‌محیطی فراوانی برخوردارند، بلکه علاوه بر ایجاد و حفظ پایداری منابع موجود در خاک، توان تولید در بلندمدت را افزایش داده و آلودگی‌های زیست‌محیطی را کاهش می‌دهند.
    با توجه به آزمایشات انجام شده توسط این شرکت و براساس تحقیقات دانشمندان حوزه بیوگاز در سطح جهان درصد عناصر مفید برای رشد و نمو گیاهان در کود تولیدی بیوگاز در مقایسه با کود تازه دامی و نیز کود کمپوست افزایش چشمگیری داشته است.
     

     


    علاوه براین، کود تولیدی سیستم بیوگاز تا حدود زیادی عاری از عواملی مضر از قبیل بسیاری از پاتوژنها، تخم علفهای هرز، تخم حشرات موذی و ... است و از طرف دیگر راندمان تولید محصولات کشاورزی 30-10 درصد افزایش می یابد. استفاده از کود زیستی باعث کاهش مصرف کود شیمیایی شده و توسعه محصولات ارگانیک را به همراه دارد.
    آنالیز کود تولیدی بیوگاز در مقایسه با کود تازه گاوی و درصد عناصر به تفکیک در جدول زیر آمده است:
     

    اثرات اقتصادي
    1- ايجاد درآمد از طريق فروش انرژي (بيوگاز، برق، حرارت) و كود کشاورزی
    2- تصفيه مواد زائد جامد بدون هزينه‌هاي اجتماعی نظير آلودگي آب و خاك
    3- بهبود وضعیت خاك و افزایش بهره‌وري كشاورزي
    4- جلوگيري از خروج ارز با توجه به توليد كود آلي جهت كاهش مصرف كود شيميايي و كاهش تقاضا براي سموم دفع آفات و علفهاي هرز و همچنين كاهش تقاضا براي سوختهاي فسيلي.

    اثرات اجتماعي

    1- كنترل آلودگي‌هاي زيست‌محيطي، حذف بوهاي مشمئزكننده و كنترل مگس، جانوران و حشرات موذي
    2- ايجاد اشتغال در بخش بازيافت و همچنين در قسمت نيروگاه بيوگازي .
    3- بهينه‌سازي وضعيت بهداشتي به خصوص براي افرادي كه در بخش ضايعات اشتغال داشته و يا فعاليت دارند.
    4- بهبود وضع كشاورزي به دليل دسترسي محلي به كود آلي غني و عاري از عوامل بيماري‌زا و تخم علف‌هاي هرز

    SHAYANIT / شایانیت