Când ne gândim la energia regenerabilă, ne vine în mod obișnuit în minte energia eoliană și cea solară. Cu toate acestea, Africa are un potențial enorm în ceea ce privește utilizarea gazului regenerabil pentru producerea de energie electrică. Anumite microorganisme naturale sunt capabile să descompună materia organică în absența oxigenului pentru a produce diferite tipuri de gaz creat biologic –„biogazul”, care constă în principal din metan și dioxid de carbon. Energia regenerabilă din biogaz are avantajul suplimentar de a putea produce o sursă constantă de energie, „sarcină de bază”, și nu doar atunci când soarele strălucește sau bate vântul. De asemenea, poate fi utilizată pentru producerea combinată de energie termică și electrică cu eficiență ridicată, oferind o sursă utilă de încălzire sau răcire regenerabilă.
Sucuri de fructe Elgin – Grabouw / Provincia Capului de Vest
Materialul organic necesar pentru producerea biogazului este disponibil într-o gamă largă de forme pe continentul african, unele dintre ele fiind unice. Acesta include biogazul provenit din gropile de gunoi – gazul din depozitele de deșeuri, biogazul provenit din deșeurile umane – gazul din canalizare, biogazul provenit din deșeurile alimentare sau din materiale agricole și, în final, biogazul natural, precum cel găsit în lacurile din Rwanda și Camerun sau în unele mine din Africa de Sud.
Biogazul este un gaz format dintr-o varietate de microorganisme anaerobe. Aceste microorganisme se hrănesc cu carbohidrați și grăsimi, producând metan și dioxid de carbon ca produse reziduale metabolice. Acest gaz poate fi exploatat de om ca sursă de energie durabilă. Biogazul este considerat un combustibil regenerabil, deoarece provine din materiale organice create din carbonul atmosferic de către plantele cultivate în ultimele sezoane de creștere. Producerea biogazului este denumită și biometanizare. Gazele de origine biologică sunt produse ca produse metabolice ale două grupuri de microorganisme numite bacterii și Archaea. Aceste microorganisme se hrănesc cu carbohidrați, grăsimi și proteine, apoi, printr-o serie complexă de reacții, inclusiv hidroliza, acetogeneza, acidogeneza și metanogeneza, produc biogaz compus din dioxid de carbon și metan.
Bissar Road, Africa de Sud
Componenta organică a deșeurilor menajere constă în principal din deșeuri alimentare și hârtie. Când acestea sunt trimise la o groapă de gunoi (o rampă de depozitare amenajată) și deșeurile ating o adâncime de aproximativ 10 metri, sunt compactate și devin anaerobe. În condiții anaerobe, microorganismele care produc biogaz se dezvoltă. Dacă groapa de gunoi este proiectată și gestionată corect, gazul rezultat poate fi extras, captat și utilizat pentru producerea de energie electrică. La Bisassar Road, în Durban, gazul din depozitul de deșeuri este extras și utilizat pentru a genera 6,4 MW de energie electrică regenerabilă furnizată rețelei locale de energie electrică. Într-o țară mică din punct de vedere geografic, precum Marea Britanie, Clarke Energy a furnizat echipamente de generare a energiei electrice alimentate cu gaz de depozit de deșeuri de aproape 500 MW.
Deșeurile alimentare provenite din fabrici sau gospodării pot fi colectate separat de alte fluxuri de deșeuri. Grăsimile și carbohidrații din deșeuri reprezintă o sursă potențială valoroasă de hrană pentru microbii anaerobi. Un digester anaerob sau o instalație de biogaz este o instalație de tratare artificială a materialelor organice. De obicei, aceasta constă dintr-o zonă de recepție, o zonă de pretratare pentru îndepărtarea contaminanților, cum ar fi hârtia sau plasticul, tocătoare și o serie de rezervoare pentru producerea de biogaz în condiții controlate. Ca regulă generală, 20.000 de tone de deșeuri alimentare pe an produc aproximativ 1 MW de energie electrică. Elgin Fruit din Africa de Sud utilizează pulpa de fructe rămasă în urma procesului de producție a sucului ca materie primă pentru digestia anaerobă într-o instalație care produce 500 kW de energie electrică regenerabilă. Deșeurile din industria agricolă pot fi, de asemenea, utilizate în acest mod. Fabrica de biogaz Tropical Power de lângă Lacul Naivasha din Kenya poate produce 2,6 MW de energie din materiale agricole pentru utilizare locală.
În cazul deșeurilor umane, utilizarea acestora pentru producerea de gaz de canalizare se bazează, de obicei, pe colectarea centralizată a materialului printr-un sistem de canalizare. Deoarece deșeurile umane au fost deja digerate de o persoană, o mare parte din carbohidrați și grăsimi au fost deja utilizate. De asemenea, acestea au un conținut ridicat de apă. Acest lucru înseamnă că este nevoie de o cantitate mare de deșeuri umane pentru a produce biogaz. Colectarea și tratarea centralizată a deșeurilor umane are avantaje suplimentare, cum ar fi îmbunătățirea condițiilor de igienă și reducerea poluării. Dacă stația de tratare a apelor uzate include digestori anaerobi, procesele de formare a biogazului pot fi exploatate artificial pentru a capta și utiliza gazul pentru producerea de energie electrică. În Marrakesh și Fez, în Maroc, există o serie de stații de epurare a apelor uzate care prelucrează deșeurile umane pentru a produce 5,4 MW de energie electrică regenerabilă.
Lacul Kivu, Rwanda
Continentul african dispune, de asemenea, de surse naturale de biogaz extrem de neobișnuite, cum ar fi cele care se găsesc în adâncurile lacului Kivu din Rwanda și Republica Democratică Congo. Acest lac produce biogaz din acțiunea combinată a microorganismelor anaerobe din adâncuri, care se hrănesc cu materie organică în descompunere, alături de procesele asociate activității geotermale. În plus, alte forme de biogaz natural sunt prezente în minele din Africa de Sud. Archaea este un grup de microorganisme care se hrănesc cu compuși anorganici din rocile minelor pentru a produce biogaz de înaltă calitate. Acest gaz este de obicei extras prin sisteme de ventilație, dar a fost și ars pentru a asigura siguranța lucrătorilor, însă poate fi folosit și ca sursă valoroasă de combustibil pentru producerea de energie electrică.
Pe scurt, Africa are un potențial uriaș neexploatat pentru utilizarea diferitelor materiale organice și anorganice în producerea de energie regenerabilă și descentralizată. În următorii ani, biogazul va juca un rol important în mixul energetic al continentului.
