ביו גז – אצלך בבית! חלק א'

טכנולוגיה נאותה

את תהליך יצור הביוגז והמעכלים האנאיירובים פגשתי לראשונה לפני כ-6 שנים דרך פעילות במהנדסים ללא גבולות. מאז נושא זה מעניין אותי ביותר ולכן אני משקיע זמן רב בלמידת התהליך לעומק וכיצד ניתן לשפרו. המידע במדריכים הבאים כולו על סמך הניסיון שלי ושל אחרים ונחקר והוכח באקדמיה (על אף שיותר חשוב שזה אשכרא עובד מאשר שזה הוכח באקדמיה). במאמר זה נתמקד בתיאור כיצד עובדת מערכת הביו-גז, נבין לעומק את ליבת המערכת. במדריכים הבאים נדבר על תכנון ביתי (לבית עם חצר או גג) למערכת ודרכים לשפר ולייעל את המערכת.

את תהליך יצור הביוגז והמעכלים האנאיירובים פגשתי לראשונה לפני כ-6 שנים דרך פעילות במהנדסים ללא גבולות. מאז נושא זה מעניין אותי ביותר, לכן אני משקיע זמן רב בלמידת התהליך לעומק וכיצד ניתן לשפרו. המידע במדריכים הבאים כולו על סמך הניסיון שלי ושל אחרים, נחקר והוכח באקדמיה (אולי יותר חשוב…זה עובד!).

במאמר זה נתמקד בתיאור כיצד עובדת מערכת הביו-גז ונבין לעומק את ליבת המערכת. במדריכים הבאים נדבר על תכנון ביתי (לבית עם חצר או גג) למערכת ודרכים לשפר ולייעל את המערכת.

מהו ביו גז?

ביו גז הנו תערובת גזים המופקים מפסולת אורגנית פריקה ביולוגית, פסולת זאת יכולה להיות קומפוסט, צואת בעלי חיים ועוד.

פסול אורגנית- חומר ההזנה:

פסול אורגנית- חומר ההזנה:

הגזים בתערובת הם מתאן 55 %, פחמן דו חמצני 44%, H2S כ-1%, ולחות ברוויה.

התוצר

 

הרכב גזי מלא

הרכב גזי מלא

מה ניתן לעשות בגז

בעיקר בישול, אך גם כן תאורה, חימום והרתחת מים, הפקת חשמל וכל דבר אשר ניתן לעשות מדלק פוסילי.

הנה דוגמה למערכת במשק מודל:

שימושים שונים שניתן לעשות בעזרת המערכת במשק מודל

שימושים שונים שניתן לעשות בעזרת המערכת במשק מודל

יתרונות

היתרון העיקרי של גז זה הוא שזהו משאב אנרגיה מתחדש, איננו דורש השקעת קרקעות, דשנים, מים, ואנרגיה כדי ליצור אותו. לא כמו דלקים מתחדשים אחרים כגון ביואתנול, ביודיזל וביודלקים אחרים הדורשים גידולי שדה מיוחדים באופן מכוון, דבר הגוזל קרקעות ודשנים ששימשו בעבר לגידול מזון.

יתרון נוסף הוא הנוזל היוצא בצידו השני של המערכת, הנוזל כולל ריכוז גבוה של חנקן, זרחן ושאר המינרלים הדרושים לצמח, לכן ניתן להשתמש בנוזל זה כדשן לצמחיה ולגינה (תוך כדי שמירה על כללי זהירות ממגע ישיר עם החומר).

חסרונות

ערכו האנרגתי נמוך ביחס לגזים אחרים.

השוואת ערך קלורי בדלקים שונים

השוואת ערך קלורי בדלקים שונים

החדשות הטובות הן שבעזרת טיפול נכון, נוכל לעלות את ערכו האנרגתי כדי שיהיה קרוב יותר לזה של המתאן (למתקדמים).

כמה גז ניתן להפיק מהפסולת האורגנית?

באופן כימי תאורטי, מקילוגרם אחד של אשפה אורגנית יבשה נוכל ליצור כ0.87 קו"ב ביו גז (446.7 ליטר מתאן ו421.2 ליטר של פחמן דו חמצני, לכן 868 ליטר ביו גז = 0.868 קוב ביו גז). בפועל, מכיוון שלא מתקיים פירוק מלא של החומר האורגני אנו זקוקים לכ-25 קילו גרם של חומר אורגני יבש, שנותן כ1 קו"ב גז מתאן, ששווה ל3 שעות בישול.

המטרה: התנתקות ממקור האנרגיה הפוסילית במטבח, ספק גז חיצוני, האם זה אפשרי?

25 קילו למשל זוהי כמות הפסולת האורגנית (היבשה) שאנו זורק לקומפוסט בשבוע (דירת 3 נפשות), בעזרת בישול נכון במטבח ע"י בישול מרוכז בסיר גדול לכל השבוע, סיר לחץ או בידוד נכון של הסיר (hayBox), התוצאה היא שאנו יכולים לספק לעצמינו את כל האנרגיה הדרושה לנו במטבח! ולשמור את בלון הגז החיצוני רק למקרה חירום.

איך יוצרים ביו גז

בעזרת מעכל אנאיירובי (ללא חמצן), Bio-Digester, איך זה נראה? הנה כמה דוגמאות שונות למערכות בגדלים שונים.

מעכל בדרום מזרח אסיה

מעכל בדרום מזרח אסיה

מעכל

 
פסולת חזירים
מעכל אנאיירובי בנפאל שנבה ע"י מהנדסים ללא גבולות בטכניון

מעכל אנאיירובי בנפאל שנבה ע"י מהנדסים ללא גבולות- טכניון

אופן הפעולה

אופן הפעולה מאוד פשוט, מצד אחד המערכת מוזנת מפסולת ומים (1), הפסולת מתפרקת לביוגז במעכל האנאיירובי (ללא חמצן) (2), השאריות של המים יחד עם חומרי דשן יוצאים מצד שני וטובים לדישון הגינה (3), הגז נאסף ויוצא למטבח בעזרת הצינור (4) (5), מדי פעם יש לבחוש את תוכן המערכת (6).

שימו לב כי קו מפלס המים בתמונה של (7)ו (1) זהה, ואילו (8) יהיה זהה או נמוך להם בעקבות לחץ הגז, פרט זהה יהיה חשוב לתכנון מערכת האישית.

שרטוט הסברה.

שרטוט הסברה.

כיצד עובד התהליך

חיידקים מטוגנזיס

חיידקים מטוגנזיס

מילת הקסם חיידקים, חיידקים אנ-אירובים (ללא נוכחות חמצן), בשם מטוגנזיס. קיימים כ6 קבוצות חיידקים שתפקידם לפרק את החומר האורגני, להפוך אותו לתוצרי ביינים ולבסוף לביו גז (למתקדמים אשמח לתת הסבר מפורט).

למי שבכל זאת רוצה לראות את אופן פעולתם המדהים של חיידקים ואיננו מפחד מצרפתית, הנה סרטון מומלץ מאוד.

 

טווחי טמפרטורת העבודה:

  • מזופילי: 30-40oC
  • תרמופילי: 50-60oC (יותר יעיל, אך חלק מהמתאן הנוצר ילך לחימום הריאקטור)
  • תמיד יש לשמור מעל 20 מעלות, ולא התהליך יאט מאוד, דבר שידרוש נפחים גדולים ביותר.

זמן

למערכת לוקח כחצי שנה עד 8 חודשיים כדי להתחיל לפעול, הדרך בה אנו מזרזים אותה היא ע"י הבאת ביומסה (חיידקים) ממעכל אנ-אירובי אחר, זמן השהייה הרצוי במערכת הוא לפחות כחודש (4 עד 8 שבועות), לכן יש לתכנן את נפח המערכת כך שיתאים לספיקות הדרושות.

בחודש הראשון של הפעלת המערכת כדי לגרום לאוכלוסיית החיידקים להתייצב (כדי שלא יהיה חוסר איזון בן משפחות החיידקים – מופיע הסבר בסרטון) נזין את המערכת בחומר אורגני יותר מעובד (צואת בעלי חיים למשל) ופחות עשיר בסוכרים, לאחר תקופת ההתנעה הביו-מסה יהיה יציב מספיק ולכן יורד החשש מהפרת האיזון.

סיכום

קיימים מדריכים רבים וחומר רב ברשת. נושא הביוגז זהו נושא עתיק שמוכר עוד מסין לפני כאלפי שנים, ויחד עם זאת כדי לקבל תוצאות טובות יש לעשות זאת בדרך הנכונה. במדריך הבא אתן שרטוט ראשוני ואת העקרונות התכנונים שיש לקחת בחשבון כדי לבנות מעכל אנ-אירובי ביתי, בניני או שכונתי.

תודה

לתוכן זה נכתבו 27 תגובות

  • משה ארגוב |

    היי שלום
    אני מבין כי דרוש מיכל של קוב. כניסה לכל השופכין, של הדירה, ןכניסה לאשפה ביתית
    צינור לגז בחלק העליון. ויציאה השומרת על גובה המים במיכל. מים אלה ישמשו להשקיה.
    זה פשוט רק תאשר שהבנתי.

    • משה שלום,
      המערכת יותר מורכבת מזה, אני הייתי ממליץ לך להתייעץ עם איש מקצוע. ישנה חברה ישראלית מצוינת שעושה חיל שמה homebiogas.
      אני מאוד ממליץ לך לדבר איתם.
      ישר כוח

  • משה כהן |

    היי ליאור
    אכן תחום זה מרתק וחשוב
    היות ובישראל יש עשרות של מתקנים בהם ניתן להפיק תועלת מגז המתאן
    (כגון מט"שים ומפעלים להפקת חלב ומיצים) אך לא עושים כך במדינתינו וחבל.

    החזון שלי הוא לבנות מתקן עיכול שבאמת ייכנס לכל בית בישראל או בניין מרוכז ובכך יופק חשמל לצריכה משותפת או ביתית.

    אשמח אם נוכל לשתף פעולה בנושא .

    אני מהנדס חשמל במקצועי ובעל תואר שני בהנדסת אנרגיה.

    כך שהתחום קרוב מאוד לליבי.

    מחזק את פועלך

    משה

  • קרן קסטנבנד |

    תודה ליאור .

    שאלה : האם היו לך נסיוניות עם חומרים אורגנים שונים ליצרת ביו גז? למשל חומר אורגני מאוורות סוסים ?
    מעוניינת לנסות לבנות מערכת קטנה בקיבוץ קטורה – לומדת במכון ערבה .
    אשמח ליעוץ אם יש לך ידע בנושא ספציפי לגבי horse manure

    חוצמזה תודה ממש על כל המידע פה .
    האם המדריך מוכן ?

    ימים טובים
    קרן .

עליך להתחבר כדי לבצע פעולה זו...

הצטרפות

דילוג לתוכן