Statele Unite ale AmericiiEdit
După numeroasele beneficii ale biogazului, acesta începe să devină o sursă populară de energie și începe să fie folosit mai mult în Statele Unite. În 2003, Statele Unite au consumat 43 TWh (147 trilioane de BTU) de energie din „gazele de la gropile de gunoi”, aproximativ 0,6% din consumul total de gaze naturale din SUA. Biogazul metanic derivat din gunoiul de grajd de vacă este în curs de testare în SUA. Potrivit unui studiu din 2008, colectat de revista Science and Children, biogazul metanic din gunoiul de grajd de vacă ar fi suficient pentru a produce 100 de miliarde de kilowați/oră, suficient pentru a alimenta milioane de case din America. Mai mult, biogazul metan a fost testat pentru a dovedi că poate reduce 99 de milioane de tone metrice de emisii de gaze cu efect de seră sau aproximativ 4% din gazele cu efect de seră produse de Statele Unite.
În Vermont, de exemplu, biogazul generat în fermele de lapte a fost inclus în programul CVPS Cow Power. Programul a fost inițial oferit de Central Vermont Public Service Corporation ca un tarif voluntar, iar acum, în urma unei fuziuni recente cu Green Mountain Power, este acum programul GMP Cow Power. Clienții pot alege să plătească o primă pe factura lor de electricitate, iar această primă este transferată direct fermelor din program. În Sheldon, Vermont, Green Mountain Dairy a furnizat energie regenerabilă ca parte a programului Cow Power. Totul a început atunci când frații Bill și Brian Rowell, proprietarii fermei, au vrut să abordeze unele dintre provocările legate de gestionarea gunoiului de grajd cu care se confruntă fermele de lapte, inclusiv mirosul de gunoi de grajd și disponibilitatea nutrienților pentru culturile de care au nevoie pentru a hrăni animalele. Aceștia au instalat un digestor anaerob pentru a procesa deșeurile provenite de la vaci și de la centrul de muls de la cele 950 de vaci, pentru a produce energie regenerabilă, o așternut care să înlocuiască rumegușul și un îngrășământ favorabil plantelor. Atributele energetice și de mediu sunt vândute în cadrul programului GMP Cow Power. În medie, sistemul administrat de familia Rowell produce suficientă energie electrică pentru a alimenta alte 300 până la 350 de case. Capacitatea generatorului este de aproximativ 300 de kilowați.
În Hereford, Texas, gunoiul de grajd de vacă este folosit pentru a alimenta o centrală electrică pe bază de etanol. Prin trecerea la biogazul de metan, centrala electrică de etanol a economisit 1000 de barili de petrol pe zi. Per ansamblu, centrala electrică a redus costurile de transport și va deschide multe alte locuri de muncă pentru viitoarele centrale electrice care se vor baza pe biogaz.
În Oakley, Kansas, o uzină de etanol considerată a fi una dintre cele mai mari instalații de biogaz din America de Nord folosește Sistemul integrat de utilizare a gunoiului de grajd „IMUS” pentru a produce căldură pentru cazanele sale prin utilizarea gunoiului de grajd, a substanțelor organice municipale și a deșeurilor din uzina de etanol. La capacitate maximă, se așteaptă ca uzina să înlocuiască 90% din combustibilul fosil utilizat în procesul de fabricare a etanolului și a metanolului.
În California, Southern California Gas Company a pledat pentru amestecarea biogazului în conductele de gaze naturale existente. Cu toate acestea, oficialii statului californian au adoptat poziția că biogazul este „mai bine utilizat în sectoarele greu de electrificat ale economiei – cum ar fi aviația, industria grea și transportul cu camionul pe distanțe lungi”. în mod similar, bălegar de vacă diverse materiale vegetale, cum ar fi reziduuriledupă recoltarea culturilor
EuropaEdit
Nivelul de dezvoltare variază foarte mult în Europa. În timp ce țări precum Germania, Austria și Suedia sunt destul de avansate în ceea ce privește utilizarea biogazului, în restul continentului, în special în Europa de Est, există un potențial vast pentru această sursă de energie regenerabilă. Diferitele cadre juridice, sistemele de educație și disponibilitatea tehnologiei se numără printre principalele motive care stau la baza acestui potențial neexploatat. O altă provocare pentru progresul în continuare al biogazului a fost percepția negativă a publicului.
În februarie 2009, Asociația Europeană a Biogazului (EBA) a fost înființată la Bruxelles ca organizație non-profit pentru a promova implementarea producției și utilizării durabile a biogazului în Europa. Strategia EBA definește trei priorități: stabilirea biogazului ca parte importantă a mixului energetic al Europei, promovarea separării la sursă a deșeurilor menajere pentru a crește potențialul de gaz și sprijinirea producției de biometan ca și combustibil pentru vehicule. În iulie 2013, aceasta număra 60 de membri din 24 de țări din Europa.
UKEdit
În septembrie 2013, în Regatul Unit există aproximativ 130 de instalații de biogaz din afara apelor uzate. Cele mai multe sunt la fermă, iar unele instalații mai mari există în afara fermei, care preiau deșeuri alimentare și de consum.
La 5 octombrie 2010, biogazul a fost injectat pentru prima dată în rețeaua de gaze din Marea Britanie. Apele uzate de la peste 30.000 de locuințe din Oxfordshire sunt trimise la stația de epurare Didcot, unde sunt tratate într-un digestor anaerob pentru a produce biogaz, care este apoi curățat pentru a furniza gaz pentru aproximativ 200 de locuințe.
În 2015, compania de energie verde Ecotricity și-a anunțat planurile de a construi trei digestori de injectare în rețea”.
ItaliaEdit
În Italia, industria biogazului a început în 2008, datorită introducerii unor tarife avantajoase de alimentare. Ulterior, acestea au fost înlocuite cu prime de alimentare, iar preferința a fost acordată subproduselor și deșeurilor agricole, ceea ce a dus la o stagnare a producției de biogaz și a energiei termice și electrice derivate începând cu 2012.Începând cu septembrie 2018, în Italia există peste 200 de instalații de biogaz cu o producție de aproximativ 1,2GW
GermaniaEdit
Germania este cel mai mare producător de biogaz din Europa și lider de piață în ceea ce privește tehnologia biogazului. În 2010 existau 5.905 instalații de biogaz în funcțiune în întreaga țară: Saxonia Inferioară, Bavaria și landurile federale estice sunt principalele regiuni. Cele mai multe dintre aceste instalații sunt utilizate ca centrale electrice. De obicei, instalațiile de biogaz sunt conectate direct la o centrală de cogenerare care produce energie electrică prin arderea biometanului. Energia electrică este apoi introdusă în rețeaua electrică publică. În 2010, capacitatea electrică totală instalată a acestor centrale electrice a fost de 2 291 MW. Furnizarea de energie electrică a fost de aproximativ 12,8 TWh, ceea ce reprezintă 12,6% din totalul energiei electrice regenerabile generate.
Biogazul din Germania este extras în principal prin cofermentarea culturilor energetice (numite „NawaRo”, o abreviere de la nachwachsende Rohstoffe, resurse regenerabile în limba germană) amestecate cu gunoi de grajd. Principala cultură utilizată este porumbul. Deșeurile organice și reziduurile industriale și agricole, cum ar fi deșeurile din industria alimentară, sunt, de asemenea, utilizate pentru generarea de biogaz. Din acest punct de vedere, producția de biogaz în Germania diferă semnificativ de cea din Regatul Unit, unde biogazul generat din depozitele de deșeuri este cel mai frecvent.
Producția de biogaz în Germania s-a dezvoltat rapid în ultimii 20 de ani. Principalul motiv este reprezentat de cadrele create prin lege. Sprijinul guvernamental pentru energia regenerabilă a început în 1991 cu Legea privind alimentarea cu energie electrică (StrEG). Această lege a garantat producătorilor de energie din surse regenerabile alimentarea în rețeaua publică de electricitate, astfel încât companiile de electricitate au fost obligate să preia toată energia produsă de la producătorii privați independenți de energie verde. În 2000, Legea privind alimentarea cu energie electrică a fost înlocuită cu Legea privind sursele de energie regenerabilă (EEG). Această lege a garantat chiar și o compensație fixă pentru energia electrică produsă pe o perioadă de 20 de ani. Suma de aproximativ 8 ¢/kWh a oferit fermierilor posibilitatea de a deveni furnizori de energie și de a obține o sursă suplimentară de venit.
Producția germană de biogaz agricol a primit un nou impuls în 2004 prin implementarea așa-numitului NawaRo-Bonus. Aceasta este o plată specială acordată pentru utilizarea resurselor regenerabile, adică a culturilor energetice. În 2007, guvernul german și-a subliniat intenția de a investi în continuare eforturi și sprijin în îmbunătățirea aprovizionării cu energie regenerabilă pentru a oferi un răspuns la provocările climatice din ce în ce mai mari și la creșterea prețului petrolului prin „Programul integrat pentru climă și energie”.
Această tendință continuă de promovare a energiei regenerabile induce o serie de provocări în ceea ce privește gestionarea și organizarea aprovizionării cu energie regenerabilă, care are, de asemenea, mai multe efecte asupra producției de biogaz. Prima provocare care trebuie remarcată este consumul mare de suprafață al alimentării cu energie electrică din biogaz. În 2011, culturile energetice pentru producția de biogaz au consumat o suprafață de aproximativ 800 000 ha în Germania. Această cerere ridicată de suprafețe agricole generează noi competiții cu industriile alimentare, care nu existau până acum. În plus, au fost create noi industrii și piețe în regiuni predominant rurale, ceea ce a dus la apariția unor noi actori diferiți, cu un context economic, politic și civil. Influența și acțiunile acestora trebuie să fie guvernate pentru a beneficia de toate avantajele oferite de această nouă sursă de energie. În cele din urmă, biogazul va juca în continuare un rol important în aprovizionarea cu energie regenerabilă a Germaniei, dacă se va pune accentul pe o bună guvernare.
Țări în curs de dezvoltareEdit
Plantele de biogaz domestice transformă gunoiul de grajd și solul de noapte în biogaz și în tulburel, gunoiul de grajd fermentat. Această tehnologie este fezabilă pentru micii proprietari de animale care produc 50 kg de gunoi de grajd pe zi, echivalentul a aproximativ 6 porci sau 3 vaci. Acest gunoi de grajd trebuie să poată fi colectat pentru a-l amesteca cu apă și a-l introduce în instalație. Se pot conecta toalete. O altă condiție prealabilă este temperatura, care afectează procesul de fermentare. Cu o temperatură optimă de 36 C°, tehnologia se aplică în special pentru cei care locuiesc într-un climat (sub)tropical. Acest lucru face ca tehnologia pentru micii deținători din țările în curs de dezvoltare să fie adesea potrivită.
În funcție de dimensiune și locație, o instalație tipică de biogaz cu cupolă fixă din cărămidă poate fi instalată în curtea unei gospodării rurale, cu o investiție cuprinsă între 300 și 500 USD în țările asiatice și până la 1400 USD în contextul african. O instalație de biogaz de înaltă calitate necesită costuri minime de întreținere și poate produce gaz timp de cel puțin 15-20 de ani fără probleme majore și reinvestiții. Pentru utilizator, biogazul oferă energie curată pentru gătit, reduce poluarea aerului din interior și reduce timpul necesar pentru colectarea tradițională a biomasei, în special pentru femei și copii. Bălegarul este un îngrășământ organic curat care crește potențial productivitatea agricolă.
Energia este o parte importantă a societății moderne și poate servi ca unul dintre cei mai importanți indicatori ai dezvoltării socio-economice. Oricât de mult ar fi existat progrese în tehnologie, chiar și așa, aproximativ trei miliarde de oameni, în principal în zonele rurale din țările în curs de dezvoltare, continuă să își acceseze necesarul de energie pentru gătit prin mijloace tradiționale, prin arderea resurselor de biomasă, cum ar fi lemnul de foc, reziduurile de recoltă și bălegarul de animale, în sobe tradiționale rudimentare.
Tehnologia biogazului menajer este o tehnologie dovedită și stabilită în multe părți ale lumii, în special în Asia. Mai multe țări din această regiune au demarat programe pe scară largă privind biogazul domestic, cum ar fi China și India.
Organizația de Dezvoltare a Țărilor de Jos, SNV, sprijină programele naționale privind biogazul domestic care au ca scop stabilirea unor sectoare de biogaz domestic viabile din punct de vedere comercial, în cadrul cărora companiile locale comercializează, instalează și întrețin instalații de biogaz pentru gospodării. În Asia, SNV lucrează în Nepal, Vietnam, Bangladesh, Bhutan, Cambodgia, Laos, Pakistan și Indonezia, iar în Africa: Rwanda, Senegal, Burkina Faso, Etiopia, Tanzania, Uganda, Kenya, Benin și Camerun.
În Africa de Sud se fabrică și se vinde un sistem de biogaz prefabricat. O caracteristică cheie este că instalarea necesită mai puțină îndemânare și este mai rapidă, deoarece rezervorul digestorului este din plastic prefabricat.
IndiaEdit
În India, biogazul se bazează în mod tradițional pe gunoiul de grajd ca materie primă, iar aceste instalații de gaz „gobar” au funcționat o perioadă lungă de timp, în special în India rurală. În ultimele 2-3 decenii, organizațiile de cercetare care se concentrează pe securitatea energetică rurală au îmbunătățit proiectarea sistemelor, rezultând modele mai noi, eficiente și cu costuri reduse, cum ar fi modelul Deenabandhu.
Modelul Deenabandhu este un nou model de producere a biogazului popular în India. (Deenabandhu înseamnă „prietenul celor neajutorați”.) Unitatea are de obicei o capacitate de 2 până la 3 metri cubi. Este construită cu ajutorul cărămizilor sau printr-un amestec de ferociment. În India, modelul din cărămidă costă puțin mai mult decât cel din ferocement; cu toate acestea, Ministerul Energiei Noi și Regenerabile din India oferă o anumită subvenție pentru fiecare model construit.
Biogazul, care este în principal metan/gaz natural, poate fi, de asemenea, utilizat pentru generarea de furaje bogate în proteine pentru bovine, păsări de curte și pești, în sate, în mod economic, prin cultivarea culturii de bacterii Methylococcus capsulatus, cu o amprentă mică de teren și apă. Dioxidul de carbon produs ca produs secundar de aceste plante poate fi utilizat pentru producerea mai ieftină a uleiului de alge sau a spirulinei din algicultură, în special în țările tropicale precum India, care poate înlocui petrolul brut în viitorul apropiat. Guvernul indian al Uniunii pune în aplicare numeroase programe de utilizare productivă a deșeurilor agricole sau a biomasei în zonele rurale, în vederea creșterii economiei rurale și a potențialului de locuri de muncă. Cu ajutorul acestor instalații, biomasa necomestibilă sau deșeurile de biomasă comestibilă sunt transformate în produse de mare valoare, fără poluarea apei și fără emisii de gaze cu efect de seră (GES).
GPL (gaz petrolier lichefiat) este o sursă cheie de combustibil pentru gătit în India urbană, iar prețurile sale au crescut odată cu prețurile globale ale combustibililor. De asemenea, subvențiile mari acordate de guvernele succesive pentru promovarea GPL ca și combustibil pentru gătit la domiciliu au devenit o povară financiară care reînnoiește atenția asupra biogazului ca alternativă de combustibil pentru gătit în unitățile urbane. Acest lucru a dus la dezvoltarea de digestori prefabricați pentru implementări modulare, în comparație cu structurile din RCC și ciment, a căror construcție durează mai mult timp. Accentul reînnoit pe tehnologia de procesare, cum ar fi modelul de procesare Biourja, a sporit statura digestoarelor anaerobe la scară medie și mare din India ca o alternativă potențială la GPL ca și combustibil primar pentru gătit.
În India, Nepal, Pakistan și Bangladesh, biogazul produs prin digestia anaerobă a gunoiului de grajd în instalații de digestie la scară mică se numește gaz gobar; se estimează că astfel de instalații există în peste 2 milioane de gospodării din India, 50.000 în Bangladesh și mii în Pakistan, în special în nordul Punjabului, din cauza populației înfloritoare de animale. Digestorul este o groapă circulară etanșă din beton, realizată din beton și prevăzută cu o conductă de legătură. Gunoiul de grajd este direcționat către groapă, de obicei direct de la adăpostul de vite. Groapa este umplută cu o cantitate necesară de apă uzată. Conducta de gaz este conectată la căminul din bucătărie prin intermediul unor supape de control. Arderea acestui biogaz are foarte puțin miros sau fum. Datorită simplității implementării și a utilizării de materii prime ieftine la sate, este una dintre cele mai ecologice surse de energie pentru nevoile rurale. Un tip al acestor sisteme este Digestorul Sintex. Unele modele folosesc vermicultura pentru a valorifica și mai mult tulbureala produsă de instalația de biogaz în vederea utilizării ca compost.
În Pakistan, Rețeaua de Programe de Sprijin Rural gestionează Programul de Biogaz Intern Pakistanez care a instalat 5.360 de instalații de biogaz și a instruit peste 200 de zidari cu privire la această tehnologie și are ca scop dezvoltarea sectorului biogazului în Pakistan.
În Nepal, guvernul oferă subvenții pentru construirea de instalații de biogaz la domiciliu.
ChinaEdit
Cinezii au experimentat cu aplicațiile biogazului încă din 1958. În jurul anului 1970, China a instalat 6.000.000 de digestori în efortul de a face agricultura mai eficientă. În ultimii ani, tehnologia a întâlnit rate de creștere ridicate. Aceasta pare a fi cea mai timpurie evoluție în generarea de biogaz din deșeuri agricole.
Construcția de biogaz în mediul rural din China a arătat o tendință de dezvoltare crescută. Creșterea exponențială a aprovizionării cu energie cauzată de dezvoltarea economică rapidă și starea de ceață severă din China au determinat biogazul să devină cea mai bună energie ecologică pentru zonele rurale. În județul Qing, provincia Hebei, se dezvoltă în prezent tehnologia de utilizare a paielor de cultură ca material principal pentru generarea de biogaz.
China avea 26,5 milioane de instalații de biogaz, cu o producție de 10,5 miliarde de metri cubi de biogaz până în 2007. Producția anuală de biogaz a crescut la 248 de miliarde de metri cubi în 2010. Guvernul chinez a sprijinit și finanțat proiecte de biogaz în mediul rural, dar numai aproximativ 60% dintre acestea funcționau în mod normal. În timpul iernii, producția de biogaz în regiunile nordice ale Chinei este mai mică. Acest lucru este cauzat de lipsa tehnologiei de control al căldurii pentru digestori, astfel încât co-digestia diferitelor materii prime nu a reușit să se finalizeze în mediul rece.
ZambiaEdit
Lusaka, capitala Zambiei, are două milioane de locuitori, peste jumătate din populație locuind în zonele periurbane. Majoritatea acestei populații utilizează latrine cu gropi ca toalete, generând aproximativ 22.680 de tone de nămol fecal pe an. Aceste nămoluri sunt gestionate în mod inadecvat: Peste 60% din nămolul fecal generat rămâne în mediul rezidențial, compromițând astfel atât mediul, cât și sănătatea publică.
În ciuda faptului că lucrările de cercetare și punerea în aplicare a biogazului au început încă din anii 1980, Zambia a rămas în urmă în ceea ce privește adoptarea și utilizarea biogazului în Africa subsahariană. Gunoiul de grajd și reziduurile de recoltă sunt necesare pentru furnizarea de energie pentru gătit și iluminat. Finanțarea insuficientă, absența unei politici, a unui cadru de reglementare și a unor strategii privind biogazul, politica monetară nefavorabilă investitorilor, expertiza inadecvată, lipsa de conștientizare a beneficiilor tehnologiei biogazului în rândul liderilor, al instituțiilor financiare și al localnicilor, rezistența la schimbare datorată culturii și tradițiilor localnicilor, costurile ridicate de instalare și întreținere a digestoarelor de biogaz, cercetarea și dezvoltarea inadecvate, gestionarea necorespunzătoare și lipsa de monitorizare a digestoarelor instalate, complexitatea pieței carbonului, lipsa stimulentelor și a echității sociale se numără printre provocările care au împiedicat achiziționarea și implementarea durabilă a producției interne de biogaz în Zambia.