Hvad er biogas?

Biogas, der almindeligvis kaldes biomethan, er et vedvarende brændstof, der fremstilles ved nedbrydning af organisk materiale (f.eks. husdyrgødning, kommunalt affald, plantemateriale, madrester eller spildevand) af bakterier i et iltfrit miljø gennem en proces kaldet anaerob nedbrydning. Biogasanlæg anvender anaerob nedbrydning til at omdanne disse organiske materialer til biogas, som består af både energi (gas) og værdifulde jordprodukter (væsker og faste stoffer). Det kan anvendes til mange forskellige formål, bl.a. som brændstof til køretøjer og til opvarmning og elproduktion.

Hvilke industrier anvendes biogas i?

Biogas kan produceres gennem forbrændingsprocessen for at producere varme alene. Ved forbrænding producerer en kubikmeter biogas ca. 2,0/2,5 kWh varmeenergi, som forsyner de nærliggende bygninger med den producerede varme. Den uudnyttede varme bliver afvist, og medmindre den opvarmes og omdannes til varmt vand gennem et lokalt rørnetværk til de lokale huse, går den til spilde. Dette koncept med opvarmning af vand og overførsel til husene som en del af centralvarmen er populært i nogle skandinaviske lande.

Biogas er berettiget til støtte under forpligtelsen til vedvarende transportbrændstoffer, fordi forbrænding af biometan fra køretøjer er mere miljøvenlig end forbrænding af transportbrændstoffer som f.eks. moderne benzin og diesel, hvilket bidrager til at reducere drivhusgasemissionerne. Eksempler på vedvarende transportbrændstoffer i køretøjer, der er dannet af biogas, er komprimeret naturgas (CNG) eller flydende naturgas (LNG).

Elektricitet kan produceres ved forbrænding af biogas. Elektricitet er lettere at transportere og måle end varme- og gasforsyning, men kræver den rette infrastruktur for at kunne indgå i nettet, hvilket er dyrt og komplekst. Selv om produktion af grøn elektricitet kan gavne producenterne (husholdninger og lokalsamfund) ved hjælp af feed-in-tarifferne (FiT) eller for større aktører ved at maksimere Renewable Obligation Certificates (ROC) til industriel produktion, hvilket fører til en reduktion af omkostningerne og er bedre for miljøet.

Andre brancher omfatter hotel- og restaurationsbranchen, fremstillingsvirksomhed, detailhandel og engroshandel.

Hvilke gasser indeholder biogas? 

Biogas består hovedsagelig af metan og kuldioxid. Det mest almindelige forhold er 60 % CH4 (metan) og 40 % CO2 (kuldioxid), men de respektive mængder varierer afhængigt af den type affald, der indgår i produktionen af den resulterende biogas, og derfor vil det mest almindelige forhold være 45-75 % metan og 55-25 % kuldioxid. Biogas indeholder også små mængder af svovlbrinte, siloxaner og en vis mængde fugt.

Hvad er de vigtigste fordele?

Der er flere grunde til, at biogasteknologi er nyttig som en alternativ form for teknologi: Først og fremmest fordi det anvendte råmateriale er meget billigt, og for landmændene er det praktisk talt gratis, idet biogassen kan anvendes til en række husholdnings- og landbrugsformål. Afbrænding af biogas producerer ikke skadelige gasser og er derfor miljømæssigt ren. En af de mest praktiske fordele ved biogas er, at den teknologi, der kræves til produktionen, er relativt enkel og kan reproduceres i stor eller lille skala uden behov for en stor startkapitalinvestering. Da denne energitype er en vedvarende, ren energikilde, der er baseret på en kulstofneutral proces, frigives der ikke nye mængder kulstof til atmosfæren, når man bruger biogas. Desuden bidrager det til at undgå at deponere madaffald, hvilket har en positiv indvirkning på miljøet og økonomien. Biogas bidrager også til at reducere jord- og vandforurening fra animalsk og menneskeligt affald, hvilket gør det muligt at opretholde et sundt og sikkert miljø for mange samfund verden over. Da metan bidrager til klimaændringerne, bidrager biogas til at reducere udledningen af metan til atmosfæren, hvilket bidrager til at modvirke klimaændringerne og dermed muligvis hjælper til at mindske den umiddelbare indvirkning på miljøet.

Biogas som energikilde har dog også ulemper, bl.a. at biogasproduktionen er afhængig af en biologisk proces, som ikke kan kontrolleres fuldt ud. Desuden fungerer biogas bedre i varmere klimaer, hvilket derfor betyder, at biogas ikke har kapacitet til at være lige tilgængelig i hele verden.

Er biogas godt eller skidt?

Biogas er en fremragende kilde til ren energi, da den har en mindre indvirkning på miljøet end fossile brændstoffer. Selv om biogas ikke har en nulvirkning på økosystemerne, er den kulstofneutral. Det skyldes, at biogas produceres af plantemateriale, som tidligere har bundet kulstof fra kuldioxid i atmosfæren. Der opretholdes en balance mellem den mængde kulstof, der frigives som følge af produktionen af biogas, og den mængde kulstof, der optages fra atmosfæren.

Identifikation af lækager fra naturgasrørledninger på sikker afstand

Brugen af naturgas, hvoraf metan er hovedkomponenten, er stigende på verdensplan. Det har også mange industrielle anvendelser, såsom fremstilling af kemikalier som ammoniak, methanol, butan, ethan, propan og eddikesyre; det er også en ingrediens i produkter så forskellige som gødning, frostvæske, plast, lægemidler og stoffer.

Naturgas transporteres på flere måder: gennem rørledninger i gasform; som flydende naturgas (LNG) eller komprimeret naturgas (CNG). LNG er den normale metode til transport af gassen over meget lange afstande, f.eks. Rørledninger er det foretrukne transportvalg for lange afstande over land (og undertiden offshore), såsom mellem Rusland og Centraleuropa. Lokale distributionsselskaber leverer også naturgas til kommercielle og indenlandske brugere på tværs af forsyningsnet inden for lande, regioner og kommuner.

Regelmæssig vedligeholdelse af gasdistributionssystemer er afgørende. Identificering og udbedring af gaslækager er også en integreret del af ethvert vedligeholdelsesprogram, men det er notorisk vanskeligt i mange by- og industrimiljøer, da gasrørene kan være placeret under jorden, overhead, i lofter, bag vægge og skotter eller på anden måde utilgængelige steder som låste bygninger. Indtil for nylig kan formodede lækager fra disse rørledninger føre til, at hele områder afspærres, indtil lækagens placering blev fundet.

Netop fordi konventionelle gasdetektorer - som dem, der anvender katalytisk forbrænding, flammeionisering eller halvlederteknologi - ikke er i stand til at detektere fjerngas og derfor ikke er i stand til at detektere gaslækager i svært tilgængelige rørledninger, har der været en masse nyere forskning i måder at detektere metangas eksternt på.

Fjernregistrering

Banebrydende teknologier er nu ved at blive tilgængelige, som gør det muligt at fjerndetektere og identificere lækager med præcis nøjagtighed. Håndholdte enheder kan f.eks. nu detektere metan i afstande på op til 100 meter, mens flymonterede systemer kan identificere lækager en halv kilometer væk. Disse nye teknologier er ved at ændre den måde, naturgas lækager opdages og håndteres.

Telemåling opnås ved hjælp af infrarød laserabsorptionsspektroskopi. Fordi metan absorberer en specifik bølgelængde af infrarødt lys, udsender disse instrumenter infrarøde lasere. Laserstrålen er rettet mod, hvor lækagen er mistænkt, såsom et gasrør eller et loft. Da noget af lyset absorberes af metan, giver det modtagne lys tilbage en måling af absorptionen af gassen. Et nyttigt træk ved disse systemer er det faktum, at laserstrålen kan trænge ind i gennemsigtige overflader, såsom glas eller belægningsstof, så det kan være muligt at teste et lukket rum, før det kommer ind i det. Detektorerne måler den gennemsnitlige metangastæthed mellem detektoren og målet. Aflæsninger på de håndholdte enheder er angivet i ppm-m (et produkt af koncentrationen af metansky (ppm) og stilængde (m)). På denne måde kan metanlækager hurtigt bekræftes ved at pege en laserstråle mod den formodede lækage eller langs en undersøgelseslinje, for eksempel.

En vigtig forskel mellem den nye teknologi og konventionelle metandetektorer er, at de nye systemer måler den gennemsnitlige metankoncentration i stedet for at detektere metan på et enkelt punkt – dette giver en mere præcis indikation af lækagens sværhedsgrad.

Applikationer til håndholdte enheder omfatter:

  • Pipeline-undersøgelser
  • Gasværk
  • Undersøgelser af industriel og kommerciel ejendomsret
  • Nødopkald
  • Overvågning af gas fra lossepladser
  • Undersøgelse af vejbelægning

Kommunale distributionsnet

Fordelene ved fjernteknologi til overvågning af rørledninger i bymiljøer er nu ved at blive realiseret.

Fjerndetekteringsanordningernes evne til at overvåge gaslækager på afstand gør dem yderst nyttige værktøjer i nødsituationer. Operatører kan holde sig væk fra potentielt farlige lækagekilder, når de kontrollerer tilstedeværelsen af gas i lukkede lokaler eller lukkede rum, da teknologien giver dem mulighed for at overvåge situationen uden faktisk at få adgang. Ikke alene er denne proces lettere og hurtigere, men det er også sikkert. Desuden påvirkes det ikke af andre gasser, der er til stede i atmosfæren, da detektorerne er kalibreret til kun at detektere metan – derfor er der ingen fare for at få falske signaler, hvilket er vigtigt i nødsituationer.

Princippet om fjerndetektering anvendes også ved inspektion af risers (de overjordiske rør, der transporterer gas til kundernes lokaler og normalt løber langs bygningen uden for vægge). I dette tilfælde peger operatørerne enheden mod røret efter dets rute; de kan gøre dette fra jordoverfladen uden at skulle bruge stiger eller få adgang til kundernes ejendomme.

Farlige områder

Ud over at detektere gaslækager fra kommunale distributionsnet, eksplosionssikre, kan ATEX-godkendte enheder bruges i zone 1 farlige områder såsom petrokemiske anlæg, olieraffinaderier, LNG-terminaler og skibe samt visse minedriftsapplikationer.

Ved inspektion af en LNG/LPG underjordisk tank kræves der f.eks. en eksplosionssikker anordning inden for 7,5 meter fra selve tanken og en meter omkring sikkerhedsventilen. Operatørerne skal derfor være fuldt ud klar over disse begrænsninger og udstyret med den relevante udstyrstype.

GPS-koordinering

Nogle instrumenter gør det nu muligt at foretage spotmetanaflæsninger på forskellige steder omkring et sted – f.eks. en LNG-terminal – og automatisk generere GPS-sporing af måleaflæsninger og -steder. Dette gør hjemrejsen til yderligere undersøgelser langt mere effektiv, samtidig med at den giver en god registrering af bekræftet inspektionsaktivitet – ofte en forudsætning for overholdelse af lovgivningen.

Detektion fra luften

Ud over håndholdte anordninger er der også fjernmetandetektorer, som kan monteres på fly, og som registrerer lækager fra gasrørledninger over hundreder af kilometer. Disse systemer kan detektere metanniveauer i koncentrationer helt ned til 0,5 ppm op til 500 meter væk og omfatte en realtidsflytning kortvisning af gaskoncentrationer, som undersøgelsen udføres.

Den måde, disse systemer fungerer på, er relativt enkel. En fjerndetektor er fastgjort under flyets skrog (normalt en helikopter). Som med den håndholdte enhed producerer enheden et infrarødt lasersignal, som afbøjes af enhver metanlækage inden for dens vej; højere metanniveauer resulterer i mere stråleafbøjning. Disse systemer også udnytte GPS, så piloten kan følge en real-time bevægelige kort GPS rute visning af rørledningen, med en real-time visning af fly sti, gas lækager og koncentration (i ppm) præsenteret for besætningen på alle tidspunkter. En hørbar alarm kan indstilles til en ønsket gaskoncentration, så piloten kan nærme sig til nærmere undersøgelse.

Konklusion

Rækken af fjernandetektionssystemer stiger hurtigt, og der udvikles hele tiden nye teknologier. Alle disse enheder, uanset om håndholdte eller monteret på fly, giver hurtig, sikker og meget målrettet identifikation af lækager - enten under fortovet, i en by eller på tværs af hundredvis af kilometer alaskanske tundra. Dette er ikke kun med til at forhindre spild og dyre emissioner – det sikrer også, at personale, der arbejder på eller i nærheden af rørledningerne, ikke udsættes for unødig fare.

Fordi brugen af naturgas er stigende på verdensplan, forudser vi hurtige teknologiske fremskridt inden for fjerngasdetektion i applikationer så forskellige som lækageundersøgelse, transmissionsintegritet, anlægs- og facilitetsstyring, landbrug og affaldshåndtering samt procestekniske applikationer som koks- og stålproduktion. Hvert af disse områder har situationer, hvor det kan være vanskeligt at få adgang, kombineret med behovet for at sætte personalebeskyttelse øverst på dagsordenen. Mulighederne for fjerntliggende metandetektorer vokser derfor hele tiden.

 

Overvågning og analyse af deponeringsgasser

Efterhånden som genanvendelse bliver mere almindelig, reduceres brugen af deponeringsanlæg, men det er stadig et vigtigt middel til bortskaffelse af affald. F.eks. viser tal for 2012-13 fra Defra (departementet for miljø, fødevarer og landdistrikter) for England, at 8,51 mio. ton eller 33,9 % af det affald, der indsamles af lokale myndigheder, gik til deponering.

Fortsæt læsning "Overvågning og analyse af deponeringsgasser"

Krydskalibrering af Pellistor (Katalytisk flamme) Sensorer‡

Efter sidste uges komparative letsindighed i denne uge drøfter jeg noget noget mere alvorligt.

Når det kommer til at opdage kulbrinter, vi ofte ikke har en cylinder af målgas til rådighed til at udføre en lige kalibrering, så vi bruger en surrogat gas og krydskalibrere. Dette er et problem, fordi pellistor's give relative reaktioner på forskellige brændbare gasser på forskellige niveauer. Derfor, med et lille molekyle gas som metan en pellistor er mere følsomme og giver en højere læsning end en tung kulbrinte som petroleum.

Fortsæt med at læse "Cross Kalibrering af Pellistor (Katalytisk Flamme) Sensorer‡"

Hvordan man bedst studerer ko bøvser?

Vi har dækket nogle alvorlige emner i løbet af de sidste par uger, så jeg tænkte denne gang ville jeg tale om noget lidt mere munter, i det mindste på forsiden af det.

Tilbage i januar i år var der meldinger fra Tyskland om en eksplosion – en flok køer tog næsten taget af laden på grund af den mængde metan, de frigav, da en statisk elektrisk ladning fik den til at eksplodere. Eksplosionen beskadigede taget af laden og en ko (ud af omkring 90) fik mindre forbrændinger.

Fortsæt med at læse "Hvordan man bedst studerer ko bøvser?"