Hari ini terdapat pelbagai cara untuk menjana tenaga daripada semua jenis sisa. Penggunaan sisa sebagai sumber untuk menjana tenaga adalah kaedah yang baik untuk menjimatkan bahan mentah dan mengurangkan pergantungan kepada bahan api fosil, yang merupakan masalah alam sekitar yang serius akibat pelepasan karbon dioksidanya.
Contohnya ialah bunga matahari Mexico ( Tithonia diversifolia ), spesies invasif di beberapa kawasan di dunia, terutamanya di Afrika, Australia dan beberapa pulau Pasifik. Walaupun tumbuhan ini menimbulkan ancaman kepada spesies asli di kawasan ini, penyelidik di Nigeria telah menemui cara inovatif untuk menggunakannya: pengeluaran biogas. Dengan mencampurkan najis ayam dengan sisa bunga matahari Mexico, mereka dapat meningkatkan kecekapan biogas yang dihasilkan.
Menjana biogas dan meningkatkan kecekapan
Pengeluaran biogas daripada najis ayam dan bunga matahari Mexico adalah kelebihan yang besar. Di satu pihak, sisa dari ladang ayam digunakan, mengurangkan pencemaran yang dihasilkannya. Sebaliknya, masalah alam sekitar yang penting sedang diserang: kawalan spesies invasif seperti bunga matahari Mexico, yang menggantikan flora tempatan.
Kajian mengenai penghasilan biogas daripada sisa tumbuhan dan haiwan telah pun dijalankan di Nigeria dan China. Kunci kepada kajian ini ialah pencernaan bersama , iaitu penggunaan pelbagai jenis sisa untuk memaksimumkan penghasilan biogas. Dalam kes ini, kajian yang dijalankan oleh Landmark University dan Covenant University di Nigeria, yang diterbitkan dalam jurnal Energy & Fuels , mengesahkan bahawa bunga matahari Mexico mempunyai potensi besar untuk menjana biogas apabila digabungkan dengan najis burung dan menjalani rawatan awal.
Mengambil kesempatan daripada kombinasi ini menawarkan manfaat berganda kerana ia membantu menguruskan sisa daripada ladang ayam dan membendung penyebaran tumbuhan yang dianggap invasif di banyak tempat di dunia. Menurut pakar, bunga matahari Mexico menggantikan spesies tempatan dan menjejaskan kawasan semula jadi yang dilindungi , menimbulkan ancaman serius kepada biodiversiti kawasan sensitif.
Pra-rawatan: Kunci untuk meningkatkan kecekapan
Pencernaan bersama sisa organik bukanlah proses baharu, tetapi kajian terbaru menunjukkan bahawa penggunaan pra-rawatan termo-alkali sebelum pencernaan anaerobik meningkatkan hasil biogas dengan ketara. Pra-rawatan ini melibatkan pendedahan sisa kepada suhu tinggi dan keadaan alkali tertentu, yang memudahkan penguraian bahan organik kompleks dan meningkatkan jumlah metana yang dihasilkan, komponen utama biogas.
Kajian di Nigeria menyimpulkan bahawa hasil biogas meningkat sehingga 54,44% hasil daripada rawatan ini berbanding sisa yang tidak menjalani proses yang sama. Dalam erti kata lain, jumlah tenaga yang diperoleh adalah jauh lebih besar apabila pra-rawatan digunakan, yang penting untuk mengoptimumkan penggunaan sumber-sumber ini untuk penjanaan tenaga rendah karbon.
Untuk mendapatkan keputusan ini, imbangan tenaga telah dijalankan untuk menentukan sama ada tenaga yang dilaburkan dalam proses tersebut adalah kurang daripada tenaga yang diperoleh pada akhirnya. Data menunjukkan imbangan tenaga positif , yang bermaksud prosedur ini menjimatkan kos. Tenaga yang diperoleh jauh melebihi tenaga yang digunakan dalam pra-rawatan, baik dalam bentuk tenaga haba mahupun elektrik.
Kepentingan sisa ayam dalam penghasilan biogas
Sisa ternakan memainkan peranan penting dalam penghasilan biogas apabila digabungkan dengan tumbuhan seperti bunga matahari Mexico. Walau bagaimanapun, adalah penting untuk diingat bahawa sisa ini mengandungi nutrien yang, jika tidak diuruskan dengan betul, boleh memudaratkan alam sekitar. Bahan pencemar ini termasuk hormon, antibiotik, logam berat dan nutrien yang boleh meresap ke dalam tanah dan sumber air, menyebabkan masalah pencemaran.
Menggunakan sisa jenis ini untuk menjana biogas bukan sahaja menyelesaikan masalah pengumpulannya tetapi juga menawarkan penyelesaian pengeluaran tenaga yang kos efektif dan lestari. Walau bagaimanapun, salah satu penemuan yang paling penting ialah walaupun najis ayam sahaja tidak menguntungkan, menggabungkannya dengan bahan tumbuhan , seperti bunga matahari Mexico, meningkatkan keuntungannya dengan ketara.
Kesan tumbuhan invasif di kawasan lain
Penggunaan tumbuhan invasif untuk pengeluaran biogas bukanlah sesuatu yang unik di Nigeria. Di negara lain, seperti Mexico dan Taiwan, kajian juga sedang dijalankan tentang cara menggunakan pelbagai spesies invasif untuk menjana biobahan api. Satu contohnya ialah gondok air ( Eichhornia crassipes ), satu lagi spesies invasif yang tumbuh pesat di kawasan air. Tumbuhan jenis ini digunakan untuk menghasilkan biometana dan etanol , menawarkan penyelesaian tempatan dan mampan kepada masalah global.
Penggunaan tumbuhan invasif memberikan peluang unik untuk menangani masalah pencemaran tumbuhan di samping menjana tenaga bersih pada masa yang sama. Tumbuhan ini boleh tumbuh tanpa pengurusan intensif, menjadikannya sumber biojisim yang berpatutan dan banyak.
Contoh lain penghadaman bersama: Ladang kilang di Eropah
Di Eropah, terutamanya di Sepanyol, pelbagai projek biogas telah dijalankan menggunakan sisa dari ladang industri. Di kawasan seperti Castilla-La Mancha, di mana pencemaran akuifer oleh buburan menjadi masalah yang semakin meningkat, loji biogas telah digunakan untuk mengurangkan kesan alam sekitar. Walau bagaimanapun, kebanyakan tumbuhan ini terus menghadapi cabaran, seperti keperluan untuk mengimport sisa dari kawasan lain dan kos pengangkutan sisa organik yang tinggi.
Di sebalik cabaran ini, biogas telah terbukti menjadi penyelesaian yang berdaya maju untuk pengurusan buburan dan sisa lain daripada penternakan ternakan intensif, yang sebaliknya akan sangat mencemarkan.
Di kawasan perbandaran seperti Balsa de Ves , di mana loji biogas telah dipasang lebih sedekad yang lalu, pengurangan populasi telah diperhatikan disebabkan oleh pemasangan makro-ladang ini, yang menunjukkan bahawa, walaupun teknologi biogas berkesan, impak sosial dan ekonomi juga mesti dipertimbangkan.
Faktor utama untuk pengeluaran biogas yang cekap
Kejayaan pengeluaran biogas bergantung kepada beberapa faktor:
- Pengurusan sisa: Menjamin aliran bahan mentah yang berterusan.
- Pra-rawatan: Pencernaan anaerobik bertambah baik dengan ketara apabila pra-rawatan yang berkesan dijalankan.
- Imbangan tenaga: Adalah penting bahawa keseimbangan tenaga positif dicapai untuk memastikan keuntungan projek.
- Pengurangan kesan alam sekitar: Menggabungkan amalan yang meminimumkan pelepasan gas rumah hijau dan bahan pencemar.
Akhirnya, penghadaman bersama sisa tumbuhan dan haiwan adalah penyelesaian yang kos efektif, ekologi dan cekap untuk pengeluaran biogas. Memandangkan lebih banyak kajian seperti yang dijalankan di Nigeria dan China terus menunjukkan kebolehlaksanaannya, pendekatan ini berkemungkinan meluas ke wilayah lain yang mempunyai masalah yang sama.
Dalam konteks global di mana mitigasi perubahan iklim menjadi keutamaan, biogas menawarkan alternatif yang mampan kepada bahan api fosil, sambil menyelesaikan masalah alam sekitar kritikal yang lain seperti pengurusan spesies invasif.