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廃棄物からのバイオ燃料:し尿がどのように住宅に電力を供給できるか

スタジオ提供/ゲッティイメージズ

卵を炒めるときも、パンを焼くときも、西洋世界の多くでは、ノブを回すかボタンを押すだけで料理ができます。しかし、僻地や農村地域、そしてグローバル・サウスの大部分では、多くの人が料理に薪ストーブに頼っています。しかし現在、世界中で可燃性のメタンと二酸化炭素の混合物をクリーンに燃焼させる一種のバイオ燃料を使用する人口が増えています。このガスは、バクテリアを使用するバイオガス消化装置として知られる装置のおかげで、生ゴミ、動物の糞尿、人間の糞便などの有機廃棄物から生成されます。

バイオガス消化装置は、調理にかかるコストと労力を大幅に削減するのに役立ちます。 2021 年の BBC の記事では、マラウイ南部の刑務所がバイオガス消化装置を設置したことで薪の消費量が約半分に減り、毎月数百ドルを節約できた様子について説明しています。バイオガス消化装置を設置する前、刑務所では毎日の調理に約 70 立方フィートの木材 (約 4 フィート強の四辺の薪立方体) を使用していました。

バイオガス消化装置が設置されたときの料理人の懸念にもかかわらず、生成されたガスは深い青色の炎で燃え、原料の臭いが移りません。有機廃棄物をバイオガスに変えることのプラスの効果は明らかになりつつあり、世界中の他の機関がバイオガス消化装置を設置し、各家庭向けの小型システムが市場に投入されています。

廃棄物を燃料に変える

ダニエル・ヤロシュ/シャッターストック

バイオガス消化装置は、さまざまな種類のバクテリアの懸命な働きのおかげで、生ゴミ、農業廃棄物、さらには糞便さえも調理用ガスに変えることができます。有機廃棄物はバイオガス消化装置のチャンバーに入れられ、そこで水に浸されて嫌気性環境、つまり酸素のない環境が作られます。次に、微生物は複数段階の発酵プロセスを通じて廃棄物をリサイクルし、メタンと二酸化炭素からなるガスを生成し、有機肥料として使用できる有機汚泥副産物を残します。

まず、廃棄物は加水分解と呼ばれるプロセスを経て、バクテリアが炭水化物、タンパク質、その他の複雑な分子を糖とアミノ酸に分解します。次に、酸生成細菌はこれらの化合物を二酸化炭素、水素、アンモニア、有機酸に変換します。その後、酢酸生成菌がそれらの有機酸を酢酸に変換します。最後に、メタン生成菌として知られる一種の細菌が、これらの生成物を受け取り、メタンと二酸化炭素に変換します。バイオガスとして知られるガスの混合物は、通常約 60% のメタンと 40% の二酸化炭素ですが、メタンが 45% 程度のものから 75% 程度まで変化する場合があります。

空気を浄化するのに役立ちます

アフリカンウェイ/ゲッティイメージズ

バイオガスを使用したストーブは効率が高く、薪ストーブよりも室内の空気の質がはるかに優れています。薪の火から出る煙には微粒子が含まれており、肺に入り込み、時間が経つと健康上の問題を引き起こす可能性がありますが、バイオガスストーブの真っ青な炎ははるかにクリーンです。バイオガスの使用は、薪の需要を減らすことで環境にも貢献し、マラウイや他の国々で経験されている深刻な地球環境問題である森林破壊と戦うのに役立ちます。

さらに、埋め立て地の有機廃棄物は、バイオガス消化装置で行われるのと同じ嫌気性消化を受けることになり、その結果生じるメタンの危険性の 1 つは、メタンが二酸化炭素よりも気候温暖化に対して 20 ~ 30 倍強力であることです。バイオガスを燃やすと代わりに二酸化炭素が生成されますが、有機廃棄物に含まれる炭素は大気から取り出されたものであるため、カーボン ニュートラルとみなされます。

バイオガス消化装置からの副産物も有用です。残ったスラリーには、庭や農場の肥料として使用できる大量の栄養素が含まれています。アフリカ諸国では、一部のバイオガス利用者がこの副産物の販売を開始し、追加の収入源を与えています。

木材の消費量を削減し、空気を浄化し、肥料を生産する方法として、バイオガス消化装置は世界中で人気が高まっています。奇妙に思えるかもしれませんが、うんちを調理用ガスに変えることは、次の大きな出来事になる可能性があります。


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