بحران انرژی در حال حاضر مهم ترین بحران پیش روی بشر است. دنیایی که با سرعت باور نکردنی در حال تکاپو است و برای این حرکت نیازمند انرژی های نوین و تجدیدپذیر است امروز گازهای گوناگون و مفیدی برای سوخت، وجود دارد که بیش از سه نوع آن در جهان استفاده می شود.
این سه نوع عبارت اند از: گاز مایع (ال.پی.جی) که مخلوطی از بخش های پالایش شده نفت خام از قبیل پروپان، بوتان، پروپیلن و بوتیلن است. این گاز به این علت که به آسانی به مایع تبدیل می شود، برای سوخت سیلندر کاربرد دارد. نوع دوم، گاز طبیعی است که از دو منبع عمده منابع گاز مستقل و گاز همراه (گاز حاصل از تفکیک نفت خام) تأمین می شود؛ و نوع سوم بیوگاز است که با آن در آینده سر و کار بیشتری داریم.
در سال های اخیر به علت مشکلات ناشی از وابستگی گسترده به نفت و محدودیت منابع تجاری انرژی، به استفاده از بیوگاز بیشتر توجه شده است. بیوگاز براثر واکنش های تجزیه ای بی هوازی میکروارگانیسم های زنده در محیطی تولید می شود که مواد آلی در آن وجود دارد.
از این قبیل محیط ها می توان به باتلاق ها و مرداب ها اشاره کرد. گازی که در این محیط ها تولید می شود، به گاز مرداب معروف است. علت نام گذاری این گاز به بیوگاز هم این است که براثر تجزیه بی هوازی مواد آلی و بیولوژیک به وسیله میکروارگانیسم های زنده تولید می شود. بیوگاز مخلوطی از سه ترکیب با نام های متان، دی اکسیدکربن و سولفید هیدروژن ترکیب عمده و قابل اشتعال بیوگاز، متان است که سهم بیشتر این گاز یعنی 60 تا 70 درصد آن را شامل می شود. گاز متان، بی رنگ و بی بو است که اگر یک فوت مکعب آن بسوزد، 252 کیلوکالری انرژی حرارتی تولید می کند که در قیاس با سایر مواد سوختی، رقم قابل توجهی است.
دو ترکیب دیگر بویژه سولفید هیدروژن که سهم آن ناچیز است، جزء ترکیب های سمی به شمار می آیند. از مزیت های مهم متان در برابر دیگر سوخت ها این است که هنگام سوختن، گاز سمی و خطرناک منواکسید کربن تولید نمی کند؛ بنابراین، می توان از آن به منزله سوخت ایمن و سالم در محیط خانه استفاده کرد. همان طور که گفته شد، 60 تا 70 درصد بیوگاز را گاز متان تشکیل می دهد.
این درصد بالای متان، بیوگاز را به منزله منبع عالی و ممتاز انرژی های تجدیدپذیر برای جانشینی گاز طبیعی و دیگر سوخت های فسیلی قرار داده است. امروزه از بیوگاز در گرم کردن دیگ های بخار کارخانه ها، موتور ژنراتورها برای تولید برق، گرم کردن خانه ها و پخت و پز استفاده می شود.
استفاده از فناوری تولید بیوگاز در ایران، تاکنون کاربرد عمومی نیافته است و در مرحله آزمایشگاهی است؛ در حالی که در کشورهای اروپای غربی، جنوب شرقی آسیا و به ویژه چین و هندوستان این فناوری بسیار قابل توجه است و این کشورها با بهره گیری از این فناوری نیاز خود را به سوخت برطرف کرده اند.
سوئد، یکی از بهترین مصرف کنندگان بیوگاز در صنعت حمل و نقل است و برنامه ریزی شده است که تا سال 2050 میلادی 80درصد از نیاز این کشور در بخش حمل و نقل از طریق بیوگاز تأمین شود. براساس این گزارش، هزینه تولید بیوگاز در سوئد از تولید بنزین با صرفه تر است؛ زیرا تولید یک مترمکعب بیوگاز که شامل تولید، اصلاح و متراکم سازی است، حدود 60درصد هزینه های جاری این کشور است.
بررسی ها نشان می دهد در صورت استفاده از بیوگاز در صنعت حمل و نقل، میزان آلاینده دی اکسیدکربن که سبب افزایش گاز گلخانه ای جهان می شود، حدود 65 تا 85 درصد کاهش می یابد.
باکتری های ویژه ای واکنش های تجزیه ای و بی هوازی مواد آلی را به منظور تولید بیوگاز انجام می دهند. این گروه باکتری ها قادر به شکستن و تجزیه مواد آلی پیچیده و ساده اند که سرانجام به تولید بیوگاز منجر می شود.
این باکتری ها از باکتری های مزوفیل و تا حدودی گرمادوست هستند و می توانند در دمای 75 تا 100 درجه فارنهایت زندگی کنند. تحقیقات نشان می دهد بهترین دما برای رشد این گونه باکتری ها 95درجه فارنهایت است که در این دما باکتری ها بیشترین فعالیت آنزیمی را برای تجزیه مواد آلی و تولید بیوگاز دارند.
باتوجه به این موضوع، در فصل زمستان که هوا سرد است، تولید بیوگاز در مرداب ها و باتلاق ها متوقف می شود. از شرایط مطلوب دیگر برای تولید بیوگاز، قلیایی بودن محیط واکنش است. تجزیه و تبدیل فضولات و مواد گندیده آلی که می تواند محصول حیوانات اهلی و یا گیاهان باشد، به وسیله باکتری ها در دو مرحله به بیوگاز و بیوماس تبدیل می شود.
بیوگاز کاربردهای بسیاری دارد و از بیوماس نیز می توان به جای کود آلی بهره برد. در مرحله نخست این واکنش بیولوژیک، باکتری های بی هوازی مواد آلی گندیده را به اسیدهای آلی تبدیل می کنند. در مرحله دوم، گروه دیگری از باکتری ها اسیدهای آلی به وجود آمده را تجزیه می کنند و در نتیجه آن بیوگاز که بخش عمده آن متان است، تولید می شود

منبع: کیهان