Lavet i samarbejde med Ph.D. Kristian Frandsen, forsker i enzymer til bæredygtige løsninger som bioethanol og bioplastik ved Institut for Plante- og Miljøvidenskab på Københavns Universitet.
I denne explainer zoomer vi helt ind på, hvad biogas består af, og hvordan det dannes. Den viden giver et bedre grundlag for at forstå biogasanlæg, som er smarte, fordi de genskaber en naturlig forrådnelsesproces i stor industriel skala.
Læs også: Biogas fra landbrugsdyr: Er det bæredygtigt?
Betegnelsen “biogas” dækker over en blanding af gasser – hovedsageligt metan og mindre dele kuldioxid, brint og svovlbrinte. Det dannes ved nedbrydning af biologisk materiale såsom planterester og døde dyr.
FAKTA: Forrådnelse sker, når dødt organisk materiale bliver nedbrudt af forskellige mikroorganismer.
Nedbrydningen sker i et biogasanlæg, som har et tætsluttet indvendigt miljø uden noget ilt. Det igangsætter helt automatisk en forrådnelsesproces, hvor dødt organisk materiale nedbrydes af specielle mikroorganismer.
Man bruger typisk husdyrgødning fra landbruget og biomasse i form af organiske restprodukter (for eksempel indmad, tarme, knogler, fjer, korn, frø, fiskeskind, rejeskaller med mere fra slagteri-, landbrug- og fiskeri-industrien).
Gødningen indeholder metanbakterier, og det er dem, der omdanner biomasse til biogas. De producerer nemlig forskellige specialiserede enzymer, som tilsammen giver en produktion af metan. Hele processen kan opdeles i fire trin:
- Det første er hydrolyse, hvor proteiner nedbrydes til aminosyrer, kulhydrater til monosakkarider og fedtstoffer til enkelte fedtsyrer.
- Det andet trin er fermentering, hvor produkterne yderligere nedbrydes til kortere fedtsyrer.
- Under det tredje trin acetogenese oxideres produkterne, og der dannes eddikesyre, kuldioxid og brint.
- I det fjerde og sidste trin metanogenesen omdannes eddikesyre til metan og kuldioxid, som ydermere kan danne metan ved at reagere med brint.
Det sidste trin er helt afgørende for biogasproduktionen.
Biogas består nemlig mest af metan. Og metan er et effektivt brændstof, fordi man kan udvinde 55.000 kilojoule energi (kJ) pr. gram afbrændt gas. Det er vel at mærke to til tre gange mere end henholdsvis fossile kilder som kul og træ (de ligger på 20 til 30 kJ).
Metan er desuden en let gas af molekyler med hver fire brintatomer (hydrogen) forbundet til ét centralt kulstofatom.
Læs også: Primitiv landsby i Bangladesh bruger biogasanlæg til røgfrit komfur
Derfor er det et ”rent” brændstof, der ved afbrænding omdannes fuldstændigt til vand og kuldioxid og praktisk talt til ingen luftforurenende stoffer. Gassen er også lettere end atmosfærisk luft, hvilket er en fordel ift. udvindelsen, fordi den stiger hurtigt til vejrs og er nemmere at opsamle inde i selve biogasanlægget.
FAKTA: I naturen sker det helt naturligt, at metan dannes under iltfri forhold. Det kan være i moser med stillestående vand og i fordøjelsessystemer hos køer.
Alt i alt er biogas en attraktiv energikilde, fordi det er et effektivt, ”rent” og ikke-fossilt brændstof som let kan udvindes.
Det udnyttes i dag i biogasanlæg, som vinder mere og mere frem i Danmark.
Her blandes gødning og biomasse i to modtagertanke og derefter en blandetank. Det foregår i reaktorer ved op til 52°C over et par uger, og den resulterende gas indeholder ren metan, som kan opsamles og distribueres på naturgasnettet. Det tilbageværende “biomasse affald” kan bruges som alternativ bio-gødning på markerne.
Biogas er en CO2-neutral og mere klimavenlig energikilde end naturgas, der også består hovedsageligt af metan men som udvindes fossilt fra undergrunden. Det er nemlig dannet fra biomasse, som allerede har optaget CO2 fra atmosfæren.
Bruger man biogas, genbruger man derfor den samme CO2 frem for at tilføje mere til atmosfæren, som ellers er tilfældet ved afbrænding af olie, naturgas og kul.
