A home-scale biogas reactor for circular economy education : A handbook for low-tech biogas technology applications

Abstract

Tämän kirjan tarkoitus on antaa yleiskuva biokaasuntuotannosta sekä sen soveltamisesta pienessä mittakaavassa opetuskäyttöön. Biokaasu on uusiutuvan energian lähde, joka tukee monin tavoin kestävää kehitystä ja kiertotaloutta. Biokaasu on anaerobisen hajoamisen tuote, jota voidaan käyttää polttoaineena. Biokaasu voidaan tuottaa monista orgaanisista biomassoista, kuten lannasta tai biojätteistä, ja siksi sillä on suuri potentiaali korvata fossiilisia polttoaineita erityisesti kehittyvissä maissa. Jokainen meistä tuottaa jätteitä ja niistä ei yleensä tarvitse maksaa. Erilaisia orgaanisia jätejakeita syntyy suhteellisen tasaisesti, mikä mahdollistaa tasaisen energian saannon. Myös mädätejäännös voidaan hyödyntää kierrätyslannoitteena. Pienen mittakaavan biokaasuntuotanto on energia- ja ympäristötehokasta trooppisissa maissa, kuten Afrikassa, eteläisessä Aasiassa tai Väli- ja Etelä-Amerikassa, jossa se tukee lannoite- ja energiaomavaraisuutta sekä tehostaa jätehuoltoa. Biokaasu palaa puhtaasti, millä on vaikutuksia myös sisäilman terveyteen esimerkiksi korvattaessa polttopuita. Biokaasuntuotanto on biologinen prosessi. Lämpö on biokaasuntuotannossa tärkeä tekijä, koska mikrobit tarvitsevat toimiakseen suotuisat olosuhteet. Prosessi ei kompostoinnista poiketen itsessään tuota lämpöä. Suomessa on liian kylmä ilmasto, jotta reaktori voisi toimia ilman lisälämmitystä. Suomessa tämän teoksen ohjeita voidaan kuitenkin hyödyntää harrastemielessä sekä osana koulutusta. Tämä kirja onkin tehty oppimateriaaliksi kaikille, jotka ovat kiinnostuneet pienen mittakaavan biokaasuntuotannosta. Oppimateriaalia voi käyttää erityisesti ammatti- ja korkeakouluasteella opetuksen tukena. Kirja on syntynyt pääasiassa kirjoittajan oman ympäristöteknillisen koulutuksen ja kokemusten tuloksena. Myös erilaisia taustalähteitä on hyödynnetty paljon.The purpose of this book is to give an overview of biogas production and its application on a small scale for education. Biogas is a product of anaerobic degradation that can be used as a fuel. Biogas is a source of renewable energy that supports many ways of sustainable development and circular economy. Biogas can be produced from many organic biomasses, such as manure or biowaste, and therefore it has great potential to replace fossil fuels, especially in developing countries. Everyone produces waste and normally you don’t have to pay for it, unlike fossil fuels and firewood. Usually, organic waste are produced evenly, which also allows for a steady energy yield and the digestate can be utilized as a fertilizer. Small-scale biogas production is energy and eco-efficient in tropical countries such as Africa, South Asia or Central and South America, where it supports fertilizer and energy self-sufficiency and improves waste management. Biogas burns cleanly, which also has an impact on indoor air health. Biogas production is a biological process and heat is an important factor in biogas production because the process requires heat and it does not produce heat itself. In Finland, the climate is too cold for the reactor to operate without extra heating. In Finland, however, these guidelines can be used in recreational activities and as part of education. This book has been made as a learning material for anyone interested in small-scale biogas production. Learning materials can also be used in vocational or higher education to support teaching. The book was born mainly as a result of the author’s own academic environmental education and experience. Various background sources have also been refered