Naast water, wind, zon en aardwarmte is biomassa ook een regeneratieve energiebron. Het procentuele aandeel van bio-energie in de bruto elektriciteitsopwekking in 2020 was 7,8% (bron: Statista). Ook voor deze regeneratieve energievoorziening bestaat de mogelijkheid tot verdere uitbreiding.
Hernieuwbare grondstoffen en afvalstoffen worden gebruikt om biogas op te wekken. Dit zijn energiegewassen, organisch afval en voedselresten, maar ook drijfmest en mest. Naast het opwekken van elektriciteit kan biogas worden opgewerkt tot aardgaskwaliteit. Hierdoor kan zonder veel moeite gebruik worden gemaakt van de bestaande infrastructuur (aardgasnet).
Biogas is een brandbaar gas dat wordt geproduceerd door biomassa te vergisten in biogasinstallaties. In de praktijk worden de hoofdcomponenten methaan en kooldioxide evenals andere gassen in verschillende samenstellingen gevormd, afhankelijk van de uitgangssubstraten (maïs, graan, drijfmest, etc.). Bovendien is methaan een efficiënte energiedrager en verbrandt het in aanwezigheid van zuurstof tot kooldioxide en water.
Samenstelling Biogas
Methaan is het component dat in een biogasinstallatie moet worden geproduceerd met het grootste voordeel voor energieopwekking. Koolstof is in zijn meest gereduceerde vorm CH4. In combinatie met zuurstof oxideert de stof en levert energie totdat deze is omgezet in kooldioxide en water.
Koolstofdioxide levert geen energie meer omdat dit de meest geoxideerde koolstofverbinding is.
Net als CO2 is waterdamp een component die door oxidatie geen energie meer kan afgeven.
Ammoniak (NH3) en waterstofsulfide (H2S) zijn ook ongewenste gascomponenten. Met name waterstofsulfide is in meetbare hoeveelheden in elk biogas aanwezig en ligt meestal in het bereik van 0 tot 1500 ppm (10.000 ppm komt overeen met 1 Vol.%). De basisprincipes van de meetbereiken ppm en Vol.% Zijn hier nogmaals te lezen.
Optimaal is een hoge concentratie methaan en een lage concentratie waterstofsulfide.
Biogas is gevaarlijk vanwege de bestanddelen en de daaruit voortvloeiende fysisch-chemische en toxische eigenschappen. Door het methaangehalte kan biogas zeer brandbaar worden en in combinatie met lucht een gevaarlijke, explosieve atmosfeer vormen.
Explosiegebied
De Ex-zones van een biogasinstallatie vallen onder de arbeidsveiligheid en zijn te na te lezen in BG ETEM op het gebied van systematische risicobeoordeling – classificatie van explosiebeveiligingszones in biogasinstallaties. Typische voorbeelden van deze Ex-zones zijn roerwerkaanpassingen, overdruk- en onderdrukbeveiligingen en de directe containeraansluitingen op het gasfolie. Deze zijn vaak gemakkelijk toegankelijk via platforms, trappen of ladders. Bovendien moet altijd met gas rekening worden gehouden bij gasvoerende leidingen, in schachten en vooral in voorputten. Hier dienen passende persoonlijke beschermingsmaatregelen te worden genomen, zoals het dragen van een gaswaarschuwingsapparaat (OLLI).
Toxische gevaren
Naast het explosiegevaar door methaan mogen de toxische gevaren niet worden onderschat. De volgende gevaren kunnen worden veroorzaakt door het giftige gas waterstofsulfide:
- Vernietiging van het rode bloedpigment en daarmee verlamming van de intracellulaire ademhaling.
- Bij contact met slijmvliezen en weefselvloeistof in de ogen, neus, keel en longen kunnen alkalisulfiden een zeer sterke irritatie veroorzaken.
- Schade aan het centrale zenuwstelsel en mogelijk ook het perifere zenuwstelsel.
Effect van waterstofsulfide
Toxiciteit in verschillende ppm-bereiken
Persoonsbeveiliging
In een andere blogpost over het onderwerp biogas gaan we dieper in op de analyse van biogas en de daarmee samenhangende kwaliteit.