V podsaharski Afriki je več kot 600 milijonov ljudi – to je več kot polovica prebivalstva, ki še vedno nima dostopa do elektrike. Malavi ima eno najnižjih stopenj dostopa do električne energije na svetu – le 14,1 % celotnega prebivalstva ima dostop do glavnega omrežja.
V iskanju rešitev za energetsko revščino v teh skupnostih sta se Ehiaze Ehimen in Thomas Robin osredotočila na bioplinarne. Gre za majhne naprave, ki iz organskih odpadkov proizvajajo bioplin, primeren za kuhanje in celo proizvodnjo elektrike. Njune ugotovitve kažejo, da bi tovrstni sistemi lahko imeli pomembno vlogo pri zagotavljanju trajnostne, decentralizirane energije za oddaljene skupnosti.
Zakaj so bioplinarne tako dobra ideja?
Bioplinarne so razmeroma preproste za postavitev, cenovno dostopne in temeljijo na lokalno dostopnih materialih, kot so živalski gnoj, rastlinski odpadki in kmetijski ostanki. Lahko jih zgradimo iz cementa in opeke, njihovo delovanje pa je zasnovano tako, da energijo proizvajajo blizu kraja uporabe. To je bistveno za območja, kjer povezava z nacionalnim omrežjem ni smiselna ali je predraga.
Pomembna prednost je tudi okoljska korist. Namesto da bi organski odpadki gnili na odlagališčih in sproščali škodljivi metan v ozračje, jih bioplinarna pretvori v uporaben vir energije. Poleg tega zmanjšujejo odvisnost ljudi od tradicionalnih biomasnih goriv, kot so drva ali oglje, ki povzroča krčenje gozdov in onesnaženje zraka v zaprtih prostorih. Med letoma 2002 in 2023 je Malavi izgubil kar 21 % svojih vlažnih primarnih gozdov, prebivalci pa se vse pogosteje spopadajo s kroničnim kašljem zaradi kuhanja na lesnem ognju.
Kaj je bioplinarna?
Bioplinarna je naprava, ki pretvarja organske odpadke, kot so živalski gnoj, kmetijski ostanki, živilski odpadki in celo blato iz čistilnih naprav, v plin. To naredi s postopkom, imenovanim anaerobna razgradnja. Tu organske materiale razgradijo mikroorganizmi v okolju brez kisika, kot je notranjost zaprtega bobna.
Pri tem nastaja bioplin, ki je sestavljen predvsem iz metana in ogljikovega dioksida. Lahko se uporablja kot obnovljiv vir energije za proizvodnjo električne energije, ogrevanje in kuhanje.
Življenjska doba bioplinarne je 20 let in je lahko zgrajena na več načinov. Tipična bioplinarna vključuje:
- Podstavek s pravokotno obliko.
- Na vrhu je kupola iz opeke in betona ter plastična plast. To je lahko nad tlemi ali pod njimi, da ohranja enakomerno temperaturo v digestorju in omeji temperaturna nihanja.
- Osrednji del reaktorja je pod zemljo.
- Obstajata dva pomožna rezervoarja za shranjevanje surovine in digestata (kar ostane).
- Dodatek tanke betonske plošče za preprečevanje puščanja v tleh.
Primer iz Malavija v Afriki
V raziskavi so preverili, ali je mogoče s pomočjo bioplinarne proizvajati elektriko za podeželske kmete v Malaviju. Pred tem sta v državi obstajali le dve majhni bioplinarni, ena v bolnišnici Zomba in druga v zaporu Mikuyu, ki pa sta služili le za potrebe kuhanja.
V poskusni izvedbi so postavili bioplinarno s prostornino 15 m³, katere gradnja je stala 1.540 ameriških dolarjev. Bioplinarna te velikosti lahko mesečno zagotovi dovolj energije za kuhanje v družini do pet članov.
Največji delež stroškov – kar 1.089 USD – je predstavljal cement in delo usposobljenih zidarjev, ki so razumeli nepropustnost in izolacijo ter so lahko zagotovili uporabo kakovostnih materialov.
Pri delovanju so uporabljali gnoj šestih krav, ki so skupaj dnevno proizvedle približno 10,8 kg gnoja. Ocenjuje se, da se količina proizvedenega metana znatno poveča, če se kravji gnoj pomeša s pokošeno travo in koruznimi listi. Pregnito blato, ki ostane po anaerobni presnovi, je zelo bogato s hranili, kot so dušik, kalij in fosfor in ga je mogoče neposredno uporabljati kot naravno gnojilo na kmetijskih zemljiščih.
Kakšni so izzivi za bioplinarne v Malavi?
Največji izziv ostaja dostop do financiranja, zlasti za male kmete in pobude v skupnosti. Malavi je ena najrevnejših držav na svetu, kjer kar 72 % prebivalcev živi z manj kot 2,15 USD na dan. Tipičen kmet v ruralnem okolju zasluži okoli 380 USD letno, kar pomeni, da si postavitve bioplinarne ne more privoščiti brez pomoči.
Poleg tega primanjkuje lokalnega znanja in veščin za vzpostavitev in vzdrževanje proizvodnje bioplina, zlasti na nekaterih podeželskih območjih. Potrebni bi bili programi usposabljanja.
Raziskava je pokazala, da bi bila gradnja večjih bioplinskih naprav stroškovno in operativno učinkovitejša, saj bi zagotovili več energije za večje število ljudi z nižjimi stroški na osebo. Toda prevoz ogromnih količin surovin iz biomase s tovornjaki ni vzpostavljen.
Bioplinarne predstavljajo obetavno rešitev za trajnostno energetsko oskrbo revnih podeželskih skupnosti v Malaviju in širše po Afriki. Za širšo implementacijo pa bo ključnega pomena finančna podpora vlad, nevladnih organizacij in mednarodnih razvojnih agencij, pa tudi izobraževanje lokalnega prebivalstva.
S pravilnim pristopom bi lahko ta tehnologija bistveno izboljšala življenje milijonom ljudi brez elektrike – z obnovljivo, lokalno pridelano energijo, ki obenem varuje okolje.
Avtor: M.B.
Vir: theconversation.com
Viri slik: Freepik, theconversation.com
