Неблагоприятная экологическая ситуация в современном мире (иссякающие запасы сырья и природных ресурсов, парниковый эффект, рост объема отходов жизнедеятельности пропорционально росту населения), возрастающие потребности человечества в тепле и энергии заставляют искать новые решения и оптимизировать существующие. В 1997 г. был подписан Киотский протокол – международное соглашение, принятое в дополнение к Рамочной конвенции ООН об изменении климата, которое обязывает страны мира сократить или стабилизировать выбросы парниковых газов и, как следствие, рационально использовать и обрабатывать имеющиеся в распоряжении ресурсы, в т.ч. рассматривать их в качестве альтернативных источников энергии.
В мировой практике на сегодняшний день накоплен достаточный опыт использования возобновляемых источников энергии, и одним из наиболее перспективных видов альтернативного топлива является биогаз, который сегодня все чаще используют в качестве замены традиционных источников энергии, поскольку это достаточно выгодно и экологически эффективно. Источниками для получения биогаза считаются такие органические отходы, как навоз, птичий помёт, отходы производства спирта и пива, фекальные осадки, трава, кукуруза, водоросли, бытовые отходы, отходы рыбного и забойного цехов, молокозаводов, производства соков, крахмала, переработки картофеля, кофейных зерен.
Традиционно биогаз подразделяется на три основных вида:
– биогаз из канализационных очистных сооружений (процесс происходит в метантенках);
– биогаз от сельскохозяйственных производств, получаемый при сбраживании в биогазовых установках;
– биогаз со свалочных полигонов бытовых отходов, получаемый за счет обеспечения на объекте газосборной и газораспределительной систем.
Если не утилизировать данные отходы полезным образом, то газы, образующиеся в процессе разложения органических компонентов, проникают в атмосферу, и вносят свою лепту в парниковый эффект. Биогаз на 50–87 % состоит из метана, на 13–50 % из CO2 и незначительных примесей H2 и H2S, и технологически является результатом водородного или метанового брожения биомассы. Метановое разложение биомассы происходит под воздействием трёх видов бактерий, а в цепочке питания последующие бактерии питаются продуктами жизнедеятельности предыдущих. После очистки биогаза от СО2 получается биометан – полный аналог природного газа. Общий объем выхода биогаза зависит от содержания сухого вещества в исходном сырье. Высокое же содержание метана в биогазе, а следовательно, и высокая теплота сгорания предоставляют широкие возможности применения данного вида топлива.