Практически все виды биомассы могут быть использованы в качестве исходных материалов для производства биогаза. Особенно подходят субстраты с низким содержанием сухого вещества. Биомасса с высоким содержанием лигнина, целлюлозы и гемицеллюлозы (к примеру, солома, древесина) также используются в секторе биогазового производства, но требуют предварительной подготовки и соответствующего контроля сброженных объемов. К методам предварительной подготовки лигнино- и целлюлозосодержащих видов сырья относят аэробное расщепление, дезинтеграцию и др.
В зависимости от доступности и применяемой технологии могут использоваться различные субстраты и смеси субстратов. В основном используются сельскохозяйственные отходы, остатки и возобновляемое сырье, а также органические отходы промышленности, торговли и частных домохозяйств. Основными субстратами для эксплуатации сельскохозяйственных биогазовых станций являются возобновляемые энергетические культуры и экскременты животных (навоз, помет).
Отходы животноводства, как навоз и навозная жижа – практически идеальные виды субстратов для производства биогаза, поскольку имеют значительный энергетический потенциал, до сих пор доступны на безвозмездной основе или по низкой стоимости, поддаются перекачиванию и содержат необходимые для процесса биогазового производства штаммы бактерий. Твердый навоз, а также сухой птичий помет пригоден как для влажной, так и для сухой ферментации.
Все большего распространения в биогазовом производстве приобретает использование энергетических культур. Наиболее распространенной является кукуруза, что объясняется ее высокой эффективностью с единицы площади культивирования. Также используется травяной силос, сахарная свекла, зерновые и другие ориентированные на селекцию культуры.
Объемы биогаза
При соответствующих условиях, в частности путем частичного предварительного компостирования, переработке в биогазовых станциях подлежат остатки газонной травы ландшафтных парков, городов, зеленые и травяные обрезки придорожных обочин и т.п.
Для производства биогаза подходят органические отходы пищевой и кормовой промышленности, а при наличии раздельного сбора мусора, и пищевые отходы населения (биоотходы), которые обеспечивают высокий выход биогаза. При этом, биоотходы предварительно обеззараживают при 70 ° С после чего направляются на сбраживание в биогазовой станции.
Рисунок 1: Выход биогаза и содержание метана в разных видах субстратов для биогазового производства
В зависимости от состава субстрата, пропорции углеводов, белков и жиров, различные субстраты имеют разный потенциал выхода биогаза, а полученный газ характеризуется различным содержанием метана.
Энергетическое преобразование органических отходов и остатков обеспечивает формирование закрытых циклов производства, а питательные вещества, содержащиеся в них, переходят в форму сбалансированных биоудобрений и возвращаются на поля.