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Test BMPColture energetiche e piante intere (WCS)

Reed canary grass — BMP: 12 studi, media ponderata 290 m³ CH₄/t SV

Reed canary grass: 12 record di dati BMP tratti da 5 pubblicazioni, media ponderata 290 m³ CH₄/t SV, intervallo 180–430.

valutazione: buonaCH₄ ≈ 53 % (stima)

Pubblicato Aggiornato 2 min di letturaRedazione FeedstockData

Foto Robert Flogaus-Faust / Wikimedia Commons, licenza CC BY 4.0, file di origine; modifiche: ritaglio

Media ponderata
290m³ CH₄/t SV
Intervallo
180–430m³ CH₄/t SV
Record
12studi
Pubblicazioni
5fonti
Temperature
35 °C, 38 °Cdel test

Metano nel biogas

Contenuto medio di metano · ≈ 5,3 kWh/m³ di biogas

stima in base al tipo di substrato Gli studi raccolti non contengono misurazioni. L’intervallo deriva dalla composizione approssimativa (proteine dall’azoto totale (N 1,8 % SS × 6,25)) e dalle rese dei gruppi di composti secondo la FNR.

Come lo calcoliamo e che cosa significano le zone

Valutazione per gli impianti di biogas

buona — valutazione redazionale per gli impianti di biogasStabile, di solito accettato senza tariffa

Potenziale per tonnellata di sostanza fresca: alto (73 m³ CH₄/t); nessuna minaccia particolare per la stabilità. Costi di gestione: fibre, strato galleggiante, degradazione lenta.

Perché? Fattori della valutazione

Potenziale per tonnellata +2

  • +2potenziale 73 m³ CH₄/t di sostanza fresca (BMP 290 × SS 27,9 % × SV 90,8 %)

Stabilità del processo 0

  • 0nessun fattore

Gestione e costi −1

  • −0,5fibre, strato galleggiante — triturazione e miscelazione intensa
  • −0,5degradazione lenta — lungo tempo di ritenzione

Punteggio totale: 1 · soglie: ≥ 2,5 molto buona, ≥ 1 buona, sotto — neutra; negativa in caso di rischio di processo cumulativo.

Valutazione redazionale secondo la metodologia · affidabilità della valutazione: alta · esclusi i prezzi di mercato

Aggiungi al calcolatore di codigestione Dati CSV

Curve BMP da 12 studi

Media ponderata Singoli record

Curve BMP: Reed canary grassProduzione cumulata di metano nel tempo per 12 record e la media ponderata di 290 m³ CH₄/t SV. 12 delle curve sono curve del modello (cinetica del primo ordine).01002003004005000510152025303540tempo [d]m³ CH₄/t SVLehtomaki (2006) · 1: 340 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Lehtomaki (2006) · 2: 430 m³ CH₄/t SV (curva del modello)1. Paavola (2010): 280 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Paavola (2007) · 1: 180 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Paavola (2007) · 2: 280 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Paavola (2007) · 3: 340 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Paavola (2007) · 4: 350 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Czubaszek et al. (2021) · 1: 189 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Czubaszek et al. (2021) · 2: 238 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Ruf i Emmerling (2018) · 1: 277 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Ruf i Emmerling (2018) · 2: 284 m³ CH₄/t SV (curva del modello)Ruf i Emmerling (2018) · 3: 290 m³ CH₄/t SV (curva del modello)media290

Le linee tratteggiate sono una curva del modello (cinetica del primo ordine, B(t) = B₀·(1 − e−kt)); il punto finale proviene dalla pubblicazione. Tutte le curve sono curve del modello.

Produzione cumulata di metano nel corso del test [m³ CH₄/t SV]. La linea spessa è la media ponderata di tutti i record (290); i punti indicano i valori finali riportati nelle pubblicazioni. Posizionare il puntatore sul grafico per leggere i valori; fare clic su una voce della legenda per nascondere o mostrare un record.

Record e fonti

Scarica il CSV
FonteBMP
m³ CH₄/t SV		TemperaturaCampioneCurva
Lehtomaki (2006) · 134035 °C · mesofiloReed canary grasspunto finale (curva del modello)
Lehtomaki (2006) · 243035 °C · mesofiloReed canary grasspunto finale (curva del modello)
1. Paavola (2010)28035 °C · mesofiloReed canary grasspunto finale (curva del modello)
Paavola (2007) · 118035 °C · mesofiloReed canary grasspunto finale (curva del modello)
Paavola (2007) · 228035 °C · mesofiloReed canary grasspunto finale (curva del modello)
Paavola (2007) · 334035 °C · mesofiloReed canary grasspunto finale (curva del modello)
Paavola (2007) · 435035 °C · mesofiloReed canary grasspunto finale (curva del modello)
Czubaszek et al. (2021) · 1 DOI189—Phalaris arundinacea (PAr), dry fermentationpunto finale (curva del modello)
Czubaszek et al. (2021) · 2 DOI238—Phalaris arundinacea (PAr), wet fermentationpunto finale (curva del modello)
Ruf i Emmerling (2018) · 1 DOI27738 °C · mesofiloreed canary grasspunto finale (curva del modello)
Ruf i Emmerling (2018) · 2 DOI28438 °C · mesofiloreed canary grasspunto finale (curva del modello)
Ruf i Emmerling (2018) · 3 DOI29038 °C · mesofiloreed canary grasspunto finale (curva del modello)
Media ponderata290media aritmetica 290, SD 70

Composizione tipica

Sostanza secca (SS)
27,9% (intervallo 21,5–40,8)
Solidi volatili (SV)
90,8 % SS (intervallo 88,5–92,8)
Azoto
1,8 % SS
Rapporto C/N
26,5

Mediana e intervallo delle determinazioni riportate nelle pubblicazioni alla base dei record BMP di questo substrato (lette da: CROPGEN D4, MY-D); sostanza secca: 10 determinazioni, solidi volatili: 3 determinazioni.

Fonti: Lehtomaki (2006); 1. Paavola (2010); Paavola (2007); Ruf et al. (2018).

La composizione della materia prima varia da un lotto all’altro: per i calcoli dell’impianto utilizzare l’analisi di un campione proprio. Il calcolatore inserisce automaticamente valori tipici.

Proprietà di processo

  • fibroso
  • stagionale
  • a lenta degradazione
  • classificazione redazionale

Codigestione — con che cosa abbinarlo, a che cosa prestare attenzione

Dosaggio

Fonti dei dati di processo

  1. Paavola, T., Lehtomäki, A., Seppälä, M., Rintala, J. (2007) Methane production from reed canary grass. Proc. 8th Finnish Conference of Environmental Sciences 234-237
  2. Weiland, P. (2010) Biogas production: current state and perspectives. Applied Microbiology and Biotechnology
  3. Lehtomaki, A. Viinikainen, T.A. Rintala, J.A (2006) Screening boreal energy crops and crop residues for methane biofuel production. Submitted to Biomass and Bioenergy
  4. 1. Paavola, T., Lehtomäki, A., Seppälä, M., Rintala, J. 2. Rissanen, S.P (2010) Methane production from reed canary grass 2. Effect of storage on methane production potential and nutrient composition of energy crops and leachates. Proc. 8th Finnish Conference of Environmental Sciences 234-237
  5. Dahunsi, S. (2019) Mechanical pretreatment of lignocelluloses for enhanced biogas production: Methane yield prediction from biomass structural components. Bioresource Technology 280, 18–26
  6. Hendriks, A.T.W.M.; Zeeman, G. (2009) Pretreatments to enhance the digestibility of lignocellulosic biomass. Bioresource Technology
  7. Czubaszek, R.; Wysocka-Czubaszek, A.; Wichtmann, W.; Banaszuk, P. (2021) Specific Methane Yield of Wetland Biomass in Dry and Wet Fermentation Technologies. Energies 14(24), 8373
  8. Ruf, T.; Emmerling, C. (2018) Site-adapted production of bioenergy feedstocks on poorly drained cropland through the cultivation of perennial crops. A feasibility study on biomass yield and biochemical methane potential. Biomass and Bioenergy 119, 429–435

Il calcolatore di codigestione valuterà una specifica miscela contenente questo substrato.

Che cosa mostra la raccolta

La raccolta comprende 12 record del potenziale metanigeno (BMP) per il substrato “Reed canary grass” tratti da 5 pubblicazioni relativi al periodo 2006–2021. I risultati vanno da 180 a 430 m³ CH₄/t SV e la media ponderata è 290 m³ CH₄/t SV (media aritmetica 290, deviazione standard 70).

I test sono stati condotti a 35, 38 °C (regime: mesofilo). Le differenze di temperatura, inoculo, durata del test e preparazione del campione sono cause tipiche della dispersione dei risultati tra i laboratori.

Per 12 record la pubblicazione riporta solo il valore finale. La linea nel grafico è allora una curva del modello (cinetica del primo ordine) e serve solo a confrontare le forme: dalla pubblicazione proviene soltanto il punto finale.

Come utilizzare questi dati

Il BMP descrive il potenziale ottenuto in un test in batch in condizioni di laboratorio. In un impianto a scala reale la resa dipende inoltre dal tempo di ritenzione, dal carico del digestore, dalla miscelazione e dalla composizione dell’alimentazione. Per i calcoli preliminari conviene utilizzare la media ponderata, mentre per la valutazione del rischio l’intero intervallo dei risultati. Nella pianificazione di una specifica alimentazione conviene commissionare un proprio test BMP su un campione rappresentativo.

La metodologia in breve

Il BMP è la quantità di metano ottenuta dai solidi volatili (SV) in un test in batch, espressa in m³ CH₄ per tonnellata di SV (numericamente uguale a NmL CH₄/g SV nelle pubblicazioni) e convertita in condizioni normali (0 °C, 101,325 kPa). La media ponderata attribuisce a ogni pubblicazione un peso complessivo pari a 1, ripartito in parti uguali tra i suoi risultati per il substrato: un articolo che testa venti varietà non pesa più di un articolo con un solo campione. Nei programmi interlaboratorio l’unità è il laboratorio (peso complessivo 1) e, al suo interno, il peso di una prova cresce con il numero di bottiglie (repliche). I risultati dopo pretrattamento (ad es. termico, chimico, enzimatico) sono presentati separatamente e non rientrano nella media.

Le linee continue sono curve misurate nei test. Quando una pubblicazione riporta solo il risultato finale, tracciamo un modello cinetico del primo ordine, B(t) = B₀·(1 − e−kt): dalla pubblicazione proviene soltanto il punto finale e la forma della curva serve unicamente come visualizzazione: da essa non si deve ricavare la produzione di un determinato giorno. Per questo substrato si è assunto k = 0,085 d−1 (mediana delle costanti di velocità k riportate nelle fonti e/o adattate alle curve medie misurate).

Le statistiche descrivono la dispersione dei risultati pubblicati: una raccolta descrittiva, non una meta-analisi né una garanzia della resa dell’impianto.

Metodologia completa e politica di correzione

Bibliografia

  1. Lehtomaki, A. Viinikainen, T.A. Rintala, J.A (2006). Screening boreal energy crops and crop residues for methane biofuel production. Submitted to Biomass and Bioenergy.
  2. 1. Paavola, T., Lehtomäki, A., Seppälä, M., Rintala, J. 2. Rissanen, S.P (2010). Methane production from reed canary grass 2. Effect of storage on methane production potential and nutrient composition of energy crops and leachates. Proc. 8th Finnish Conference of Environmental Sciences 234-237.
  3. Paavola, T., Lehtomäki, A., Seppälä, M., Rintala, J. (2007). Methane production from reed canary grass. Proc. 8th Finnish Conference of Environmental Sciences 234-237.
  4. Czubaszek, R.; Wysocka-Czubaszek, A.; Wichtmann, W.; Banaszuk, P. (2021). Specific Methane Yield of Wetland Biomass in Dry and Wet Fermentation Technologies. Energies 14(24), 8373. DOI: 10.3390/en14248373 DOI
  5. Ruf, T.; Emmerling, C. (2018). Site-adapted production of bioenergy feedstocks on poorly drained cropland through the cultivation of perennial crops. A feasibility study on biomass yield and biochemical methane potential. Biomass and Bioenergy 119, 429–435. DOI: 10.1016/j.biombioe.2018.10.007 DOI

Tutte le fonti del sito: bibliografia.

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