Υποστρώματα για την αναερόβια χώνευση

Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένα ευρύ φάσμα τύπων βιομάζας ως υπόστρωμα (πρώτη ύλη) για την παραγωγή βιοαερίου από την αναερόβια χώνευση. Οι πιο κοινές κατηγορίες πρώτης ύλης που χρησιμοποιούνται στην παραγωγή του βιοαερίου στην Ευρώπη παρατίθενται παρακάτω:

• Ζωικά περιττώματα και πολτοί
• Γεωργικά υπολείμματα και υποπροϊόντα
• Οργανικά απόβλητα που μπορούν να υποστούν χώνευση από τρόφιμα και αγροτοβιομηχανίες (φυτικής και ζωικής προέλευσης)
• Το οργανικό μέρος των αστικών αποβλήτων και από τις επιχειρήσεις εστίασης (φυτικής και ζωικής προέλευσης)
• Λυματολάσπη
• Ειδικές ενεργειακές καλλιέργειες (π.χ. αραβόσιτος, μίσχανθος, σόργο, τριφύλλι)

Η χρήση των ζωικών περιττωμάτων και υγρής κοπριάς ως πρώτη ύλη για την αναερόβια χώνευση έχει μερικά πλεονεκτήματα λόγω των ιδιοτήτων τους:

• Του φυσικού περιεχομένου τους σε αναερόβια βακτηρίδια
• Του υψηλού περιεχομένου τους σε νερό (4-8% ξηρά ουσία (DM) στην υγρή κοπριά), το οποίο ενεργεί ως διαλύτης για τα άλλα υποστρώματα και εξασφαλίζει την κατάλληλη ανάμιξη και ροή της βιομάζας.
• Του χαμηλού κόστους της πρώτης ύλης.
• Της υψηλής προσβασιμότητας, καθώς αποτελούν απόβλητα/υποπροϊόντα που συλλέγονται καθημερινά.

Κατά τη διάρκεια των τελευταίων ετών, σε πολλές χώρες έχει εξεταστεί και εισαχθεί μια άλλη κατηγορία πρώτων υλών αναερόβιας χώνευσης  οι αποκλειστικές ενεργειακές καλλιέργειες, οι οποίες καλλιεργούνται αποκλειστικά για την παραγωγή ενέργειας, άρα αντίστοιχα και βιοαερίου. Οι συγκεκριμένες καλλιέργειες μπορεί να είναι ποώδεις (χλόη, αραβόσιτος, ελαιοκράμβη κ.λπ.) αλλά και ξυλώδεις καλλιέργειες (ιτιά, λεύκα, βελανιδιά), αν και οι ξυλώδεις καλλιέργειες δεν αποτελούν την καλύτερη πρώτη ύλη για αναερόβια ζύμωση μιας και χρειάζονται ειδική προ-επεξεργασία για την απολιγνίτωσή τους πριν την χώνευση.

Τα διάφορα υποστρώματα της αναερόβιας χώνευσης μπορούν να ταξινομηθούν με διάφορα κριτήρια: π.χ. την προέλευσή τους, την ποσότητα ξηράς ουσίας, την απόδοση σε μεθάνιο κ.λπ. Υποστρώματα με περιεκτικότητα σε ξηρή ουσία χαμηλότερη από 20% χρησιμοποιούνται για την λεγόμενη υγρή χώνευση (υγρή ζύμωση). Σε αυτήν την κατηγορία ανήκουν ζωικοί ιστοί και κοπριές καθώς επίσης και διάφορα υγρά οργανικά απόβλητα από βιομηχανίες τροφίμων. Όταν η περιεκτικότητα σε ξηρά ουσία είναι υψηλή (π.χ. 35%), τότε μιλάμε για ξηρά χώνευση (ξηρά ζύμωση), που είναι χαρακτηριστική για την απλή ζύμωση μόνο ενεργειακών καλλιεργειών και τις χορτονομές (ενσίρωμα). Η επιλογή του τύπου και της ποσότητας της πρώτης ύλης η οποία θα αποτελέσει το μίγμα του υποστρώματος της αναερόβιας χώνευσης εξαρτάται από την περιεκτικότητα σε ξηρά ουσία (DM) καθώς επίσης και από την περιεκτικότητα σε σάκχαρα, λιπίδια και πρωτεΐνες.

Η πιθανή παραγωγή μεθανίου αποτελεί ένα από τα σημαντικότερα κριτήρια αξιολόγησης των διαφορετικών υποστρωμάτων της χώνευσης. Αξιοσημείωτο είναι ότι τα ζωικά περιττώματα έχουν μια σχετικά χαμηλή παραγωγή μεθανίου. Στην πράξη, τα ζωικά περιττώματα δεν χωνεύονται μόνα τους, αλλά αναμιγνύονται και με άλλα υποστρώματα, με υψηλή παραγωγή μεθανίου, προκειμένου να προωθηθεί η παραγωγή βιοαερίου. Τα πιο κοινά υποστρώματα που προστίθενται για συγχώνευση μαζί με τα περιττώματα και τους πολτούς είναι ελαιούχα υπολείμματα από τις βιομηχανίες τροφίμων, αλιείας και τροφών, αλκοολούχα απόβλητα από τις βιομηχανίες ζυθοποιίας και ζάχαρης ή ειδικές για ενεργειακή χρήση καλλιέργειες.

Μια πιθανή πρώτη ύλη που δύναται να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή βιοαερίου μπορεί να περιέχει χημικούς, βιολογικούς ή φυσικούς μολυσματικούς παράγοντες οι οποίοι εκτός από την ανάσχεση της διαδικασίας της ζύμωσης μπορούν να προκαλέσουν μια ανεπίστρεπτη μόλυνση στο παραγόμενο κομπόστ. Ο ποιοτικός έλεγχος όλων των τύπων πρώτης ύλης είναι ουσιαστικός προκειμένου να εξασφαλιστεί η ασφαλής διάθεση του κομπόστ ως λίπασμα. Στον πίνακα που ακολουθεί παρουσιάζεται το πιθανό φορτίο των ακαθαρσιών, οι μολυσματικοί παράγοντες και οι παθογόνοι οργανισμοί που δύναται να συναντηθούν σε ορισμένους τύπους πρώτων υλών.