Biogaso Schnell 1984 Prelego

El Vikifontaro
Salti al navigilo Salti al serĉilo

Biomaso: Kaj nutraĵo kaj brulaĵo - ĉu biogaso estas la solvo?

Roland Schnell (Dipl.-Chem) Teknika Universitato de Berlino

Biomaso - provizoj kaj produktado[redakti]

Bildo 1: Kvoto de diversaj energiofontoj (2)

La energiokonsumo de la mondo en 1979 estis 300 * 1010 GJ. La energio-ekvivalento de la biomaso, kiu estas produktata jare, do estas la sesobla de la tuta energiobezono de la mondo. Tamen la parto de biomaso inter la energiofontoj estas malgranda. La bildo 1 montras, ke tiu parto estas 14 % por la tuta mondo, sed nur 1 % por la industriaj landoj, dum biomaso liveras preskaŭ la duonon de la energio por la landoj de la Tria Mondo.

Malgraŭ la entute granda kvanto de biomaso, sufiĉe ofte estas problemo, ke ĝi ne troviĝas tie, kie oni bezonas ĝin. En vastaj regionoj de la Tria Mondo, la bezono de hejtmaterialo estas pli granda ol la loka produktado de biomaso, ĉefe de ligno. La kaŭzoj estas diversaj:

  • grandigita nombro de konsumantoj
  • tro granda eksporto de biomaso
  • malgrandiĝanta produktiveco

Konfliktoj inter diversaj utiligmanieroj de biomaso[redakti]

La biomaso havas diversajn funkciojn, kiuj ofte estas neakordigeblaj. Ligno en formo de vivanta arbaro havas multajn utilajn funkciojn en la ekosistemo. Ekzemple ĝi reguligas la akvon, malhelpas inundojn, kiuj forlavas la fekundan grundon. La foruzo de arboj kaj aliaj vegetaĵoj povas detrui la ekosistemon. Sed homoj bezonas brulaĵon por hejti kaj kuiri.

Simile estas la situacio rilate bestofekaĵo. En Hindio kaj Okcidenta Afriko oni uzas la duonon de la bovofekaĵo (800 t/a) por hejtado kaj kuirado. Ĉar oni daŭre forbruligas materialon, kiu estas valora sterkaĵo, la fekundeco de la kampoj foriras. Oni bezonas kemian sterkaĵon, kiun oni devas aĉeti en industrilandoj aŭ por kies produktado oni bezonas aliajn energiofontojn, ekzemple nafton.

Biogaso - brulgaso el natura proceso[redakti]

Biogaso hodiaŭ estas la nomo de gasomiksaĵo (2/3 metano kaj 1/3 karbondioksido), kiu ekestas pro la vivprocesoj de specialaj bakterioj. Ili ekzistas en la naturo, kie ili partoprenas en la malkombino de organikaj materialoj. Ili vivas sen gasa oksigeno, oksigeno eĉ povas esti toksaĵo por ili, tial ili ne kapablas detrui organikan materialon tute ĝis karbondioksido, sed nur parte. La superfluajn karbonoatomojn ili transformigas al metano.

Ekzemple Glukoso

kun aero
sen aero (fermentado)

En la industriaj landoj oni utiligas tiun proceson en la akvopurigejoj. Dum la tempo de la faŝismo en germanio kaj en la jaroj post la dua mondmilito eĉ aŭtomobiloj funkciis per biogaso, ĉar mankis aliaj brulaĵoj (6).

Biogaso en Hindio[redakti]

Bildo 2: Biogaso-instalaĵo laŭ hinda tipo (Gobar Gas)

En Hindio oni komencis en la 50-aj jaroj kun la evoluado de la biogaso-metodo. La rezulto estas la biogaso-instalaĵo laŭ Hinda tipo, kiu ekzistas en dekmiloj da ekzempleroj en Hindio. La bildo 2 montras la tratranĉon de la instalaĵo, kies fermentujo estas puto en la tero.

Miksujo (1) kun malebena fundo (11), kiu ebligas surfundigon de sablo, kaj enkonduka tubo (12). Por eviti gasoperdojn la fino estas vertikale tranĉita.

Fermentujo (2) kun masonitaj muroj (21). La fundo (22) estas el betono aŭ masonita kaj la tuto estas kovrita de cementa kalkaĵo (23). La anguloj estu rondigitaj. La meza muro (20) malhelpas, ke la ŝlimo rapide forlasas la fermentujon.

Gastenilo el ŝtalo (3) kun kontraŭrusta farbado. La diferenco de la akvonivelo en (31) kaj ekster la gasotenilo montras la uzeblan premon. La flankoj de la gasotenilo estas plej rustemaj (32). Sub la gasotenilo ĉeestas naĝanta ŝlimokovrilo (33), kiu estas rompebla per la rungoj (34) de la gasotenilo, kiu estas turnebla ĉirkaŭ la centra akso (35).

Instalaĵo por forpreni la ŝlimon (40). La elkonduka tubo (41) havas diametron de 10 cm. Sub la malsupra fino (12) kolektiĝas dika ŝlimo. Per la gasokonduka sistemo (50), kiu konsistas el gasotubo (53) kun krano (51) oni povas forpreni la gason, kies akvo kolektiĝas en la kolektilo (52).

Fonto biogaso
m3/kg
kvanto
kg/d
biogaso ricevebla
m3/d
1 bovido 0.035 5 0.175
1 bovo 0.035 10 0.35
1 bubalo 0.035 15 0.525
1 porko 0.05 2.5 0.125
1 persono 0.025 1.0 0.025
pajlo (seka) 0.035
rizoŝeloj 0.10


La organika materialo, (miksata kun akvo al ŝlimo) precipe bovofekaĵo, sed ankaŭ restaĵoj de plantoj kaj homa fekaĵo, eniras la instalaĵon per enkonduka tubo. Ĝi restas en la maldekstra ĉambro, sed malrapide, dum la taga aldono de nova materialo, iras al la dua ĉambro kaj forlasas la instalaĵon tra la elkonduka tubo. Oni kolektas la ŝlimon por meti gin kiel sterkaĵon al la kampoj.

La rezulto estas kontentiga. Per la biogaso-instalaĵo oni ricevas brulgason kaj ŝlimon, kiu enhavas preskaŭ ĉiun sterkaĵon de la bestofekaĵo. La perdo de nitrogeno dum fermentado estas nur la duono de la perdo de mulfarado, sed ĝi estas gajno kompare al bruligo.

Sed la instalaĵoj ne estas sen problemoj. La problemo ne estas la funkciigo. Kutime ili funkcias bone kaj homoj estas kontentaj. Sed la instalaĵo estas relative multekosta. Tial ĝi ĝis nun ne plibonigis la vivon de la plej malriĉaj, sed nur de tiuj, kiuj jam estis sufiĉe riĉaj por ekkonstrui biogaso-instalaĵon.

En Hindio ekzistas speciala institucio, kiu esploras kaj varbas pri biogaso, la Gobar-Gas instituto (Gobar estas Hinda vorto por bovofekaĵo). Ili evoluis la hodiaŭan tipon, kiu estas konstruata plejparte el materialoj, kiuj estas loke haveblaj aŭ almenaŭ produktitaj en Hindio.

La "Gobar-Gas"-instituto ankaŭ esploras pri kromaj utilaj aparatoj por utiligi la gason, lampojn, fornojn ktp. Ĝi proponis planon (5), kiu antaŭvidas, ke en la jaro 2000 povas esti eble kovri 90 % de la energiobezono en la kamparaj regionoj per biogaso el pli ol 1,6 milionoj da instalaĵoj. Krom la energio ili liverus 42 tunojn da nitrogenosterkaĵo, la duonon de la bezono. Aliaj estimoj intencas kovri la tutan energiobezonon nur per biogaso.

Biogaso-instalaĵo laŭ Ĉina tipo[redakti]

Bildo 3: Biogaso instalaĵo laŭ ĉina tipo

La ĉina tipo estas pli simpla ol la hinda tipo. Ankaŭ ĝi troviĝas sub la tero, sed nur havas unu ĉambron. La formo estas cilindro, kies diametro kutime estas 2 metra. La plafono estas kupolforma. La konstrumaterialo estas betono. La bildo 3 prezentas tratranĉon de la ĉina tipo.

La kvanto de biogaso, kiu estas produktata tage, estas kvinono de la volumeno de la instalaĵo. Tio signifas, ke la kutima instalaĵo de 5 - 7 m donas 1 m3 biogaso po tago, kvanto kiu sufiĉas por kuirado kaj lumigado de kvarpersora familio.

La gaso, kiu akumuliĝas sub la kupolo kreas premon, kiu movas ŝlimon tra la dekstra tubo al la dekstra baseno, kiu funkcias kiel hidraŭlika baseno. Kiam oni foruzas la gason, la ŝlimo revenas en la instalaĵon.

La enkonduka tubo (1) havas diametron de 25 cm kaj kies malsupra fino (11) ĉiam devas esti sub la akvonivelo. La fermentujo (2) kun masonitaj muroj (21), kiuj estas kovritaj kun cementa stuko (22). La kirlilo (23) estas konsilinda. La gasotenejo (3) kolektas la biogason. La diferenco inter la akvonivelo en la akvobaseno (31) kaj la engasotenejo (32) montras la uzeblan gasopremon. La movebla kovrilo (33) ebligas eniri la fermentujon por riparoj.

Akvobaseno (31), kiu prenas la akvon forpremitan de la gaso el la fermentujo.

La gaso iras tra la gasotubo (5) al la brulejo.

La spertoj de Hindio kaj Ĉinio kun biogaso-instalaĵoj ne restis sekretaj. En kelkaj landoj de la Tria Mondo kun simila situacio ekestis intereso, sed nenie ĝis nun ili estas uzataj tiel multnombre.


Tabelo 3: Nombro de konstruitaj biogaso-instalaĵoj en 1979
Lando Instalaĵoj
Cinio 7.000.000
Hindio 70.000
Koreio 30.000
Nepalo 350
Tajlando 300
Filipinoj 200
Pakistano 80
Indonezio 20
Fiĝioj 15

La intereso pri biogaso kreskis en la sepdekaj jaroj, kiam la prezoj de nafto altiĝis. Kutime la landoj de la Tria Mondo elspezis grandan parton de la enspezoj por aĉeto de nafto. Sed la prezo de la ĉefa eksportaĵoj, (agrikulturaj produktoj kaj minaĵoj), ne kreskis. Tial por multaj landoj estis ege necese rapide trovi alian enlandajn fontojn de energio. Biogaso nur estas unu ebleco por solvi la energioproblemon. Sed ĝi ne nur estas utila rilate al energio. La enkonduko de biogaso-instalaĵoj havas multajn bonajn efikojn por enlogantoj de kamparaj regionoj. Menciita estis la konservo de la sterko. Krom tio la fermentado detruas ĉiujn trudherbojn. Sed ankau la arbaroj profitas. Oni kalkulis, ke unu biogaso-instalaĵo savas ĉiun jaron 200 m da arbaro (5). Krom la efikoj al la ekosistemo estas efikoj al la socio. La virinoj ne plu devas foruzi grandan parton de sia tempo por kolekti brulaĵojn. Ili povas okupiĝi pri ĝardenoj aŭ zorgi pri infanoj en la libera tempo. Gravaj estas ankaŭ la higienaj plibonigoj. La pligrandigo de la gasokvanto instigas al konstruo de latrinoj, kiuj rekte estas ligataj kun la biogaso-instalaĵo. Biogaso nur estas unu elemento por plibonigi la ĉiutagan vivon de la homoj en la kamparaj regionoj de la Tria Mondo per simplaj, efikaj iloj, kiujn ili povas produkti el lokaj materialoj kaj kun konataj spertoj. La celo estas, ke homoj restu en la vilaĝo. Se ili havas malpli mizeran vivon, anstataŭ iri al la grandaj urboj, kie la problemoj iĝas nesolveblaj. Tial UN kaj siaj fak- kaj suborganizoj subtenas tiujn evoluprogramojn.

Literaturo[redakti]

  • (1) Strub, A., Chartier, P., Schleser, G.(Eds), Energy from Biomass (2nd Conference), Applied Science Publishers Ltd, Barking, 1983
  • (2) Hall, D.O., Food versus fuel. A world problem? in (1) paĝo 43 - 50
  • (3) Montalembert, M.R.de, Biomass Resources for Energy in (1) paĝo 82 - 93.
  • (4) BORDA (Bremen Overseas Research and Development Association), Biogas-Handbuch BORDA, Bremen, 1979
  • (5) Xie Zhiheng, Konstruado kaj mastrumado de metanbaseno, El Popola Ĉinio (4/1981) 37 - 39
  • (6) Schnell, R., Biogas-Geschichte, Schriftenreihe des VFAV, München, 1984