Η ΝΗ₃ ακόμη και σε μικρές συγκεντρώσεις είναι τοξική για τους μεθανογόνους πληθυσμούς και είναι η κύρια αιτία αστάθειας και μειωμένης παραγωγής CH₄ στις μονάδες βιοαερίου. Οι μονάδες που χρησιμοποιούν ζωικά απόβλητα για την παραγωγή βιοαερίου ή άλλα πλούσια σε άζωτο υποστρώματα λειτουργούν σε συνθήκες «ασταθούς λειτουργίας» και με απώλειες στην παραγωγή του μεθανίου οι οποίες ανέρχονται στο 30% του δυναμικού σε CH₄, λόγω της τοξικής δράσης της ΝΗ₃. Η πλειοψηφία των μονάδων βιοαερίου στην Ελλάδα λειτουργεί κάτω από αυτές τις συνθήκες καθώς η χρήση όλων των διαθέσιμων οργανικών υποστρωμάτων αποτελεί πλέον αναγκαιότητα. Πρέπει να ειπωθεί ότι τα τελευταία χρόνια οι μονάδες παραγωγής βιοαερίου στην Ελλάδα αναπτύχθηκαν με ταχύς ρυθμούς και η τάση προβλέπεται να είναι αυξητική και τα επόμενα χρόνια και επομένως όλα τα οργανικά απόβλητα είναι απαραίτητα για να διασφαλισθεί η απρόσκοπτη λειτουργία τους.

Ένα άλλο σημαντικό γεγονός είναι η εποχικότητα των οργανικών υποστρωμάτων στην Ελλάδα το οποίο προκαλεί διακύμανση και συχνά απότομες αυξήσεις στις συγκεντρώσεις της NH₃ στον βιοαντιδραστήρα με συνέπεια τη διαταραχή της αναερόβιας ζύμωσης. Η ΝΗ₃ είναι προϊόν μεταβολισμού της αναερόβιας ζύμωσης των οργανικών ουσιών που περιέχουν άζωτο. Κατά τη διάρκεια της αναερόβιας ζύμωσης, οργανικές ενώσεις πλούσιες σε άζωτο (πρωτεΐνες, ουρία) διασπώνται σε λιπαρά οξέα και NH₃. Η NH₃ είναι απαραίτητη ως πηγή αζώτου για την ανάπτυξη της βιομάζας των μικροοργανισμών, καθώς όμως βρίσκεται σε περίσσεια στα ζωικά απόβλητα, δεν καταναλώνεται αλλά υπάρχει στο υδατικό διάλυμα υπό τη μορφή του αμμωνιακού ιόντος ή της ελεύθερης NH₃. Η ελεύθερη NH₃ ακόμη και σε μικρές ποσότητες της τάξης των 150 mg/L επιδρά στο να μειωθεί η παραγωγή του μεθανίου.

Είναι σύνηθες φαινόμενο οι συγκεντρώσεις της ελεύθερης NH₃ στις μονάδες παραγωγής βιοαερίου να υπερβαίνουν ακόμη και τα 1100 mg/L όταν χρησιμοποιούν ζωικά απόβλητα ή απόβλητα σφαγείων. Τρεις μέθοδοι επίλυσης του προβλήματος είναι εμπορικά διαθέσιμες: α) η συγχώνευση με υποστρώματα φτωχά σε άζωτο, β) η λειτουργία της μονάδας με μικρή συγκέντρωση στερεών και γ) η NH₃ stripping μέθοδος (απομάκρυνση NH₃) από τα υποστρώματα. Ωστόσο, η πρώτη δεν μπορεί να εφαρμοσθεί στην Ελλάδα, όπου η τροφοδοσία των μονάδων δεν είναι σταθερή και όπου χρησιμοποιείται το σύνολο της εποχιακά διαθέσιμης οργανικής ύλης. Η δεύτερη και τρίτη είναι οικονομικά ασύμφορες, καθώς η λειτουργία της μονάδας με μικρή συγκέντρωση στερεών έχει χαμηλή απόδοση με υψηλό αρχικό κόστος εγκατάστασης και η υπάρχουσα NH₃ stripping μέθοδος απαιτεί μεγάλες ποσότητες ενέργειας για να πραγματοποιηθεί. Επομένως, είναι επιτακτική ανάγκη να βρεθεί μια εναλλακτική, αξιόπιστη και οικονομικά αποδοτική λύση.

Το NH₃END στοχεύει στο να αναπτύξει μία καινοτόμα μέθοδο εμπλουτισμού και διατήρησης μικτών μεθανογόνων πληθυσμών στους αναερόβιους βιοαντιδραστήρες ικανές να ανταποκρίνονται πλήρως στα σημερινά επίπεδα συγκεντρώσεων NH₃ που λειτουργούν οι μονάδες βιοαερίου στην Ελλάδα. Επιπρόσθετα, για τη βελτίωση του περιβαλλοντικού αποτυπώματος των μονάδων παραγωγής βιοαερίου, στα πλαίσια του NH₃END θα αναπτυχθεί μία συνδυασμένη τροποποιημένη μέθοδος όπου θα γίνεται ανάκτηση της διαλυμένης NH₃ στα υγρά εκροής της μονάδας βιοαερίου υπό τη μορφή βιομάζας (φυκιών) συμβάλλοντας στη μείωση του αζώτου αλλά και του φωσφόρου στα επεξεργασμένα υποστρώματα.

Περαιτέρω, το ΝΗ₃END θα ενισχύσει την αυτοματοποιημένη λειτουργία των μονάδων βιοαερίου με την ανάπτυξη ενός προβλεπτικού ελεγκτή ο οποίος θα ελέγχει τις λειτουργικές παραμέτρους του βιοαντιδραστήρα βελτιστοποιώντας τη διαδικασία. Ο συνδυασμός των καινοτόμων δράσεων που θα αναπτυχθούν στα πλαίσια του NH₃END θα οδηγήσουν σε αύξηση της παραγωγής του μεθανίου κατά 30%. Αυτό σημαίνει ότι το ετήσιο κέρδος θα αυξηθεί κατά 45% (τα έσοδα θα αυξηθούν κατά 30%, ενώ το κόστος παραμένει το ίδιο) και για 1 MWe εγκατάσταση μονάδας βιοαερίου η περίοδος αποπληρωμής θα μειωθεί κατά 1.2 χρόνια κάνοντας την επένδυση πιο ελκυστική.

Το επιχειρηματικό πλάνο του έργου NH3end με την περάτωση του δίνει το εναρκτήριο λάκτισμα για τα ακόλουθα βήματα:

Q-METHANE: Εμπορική αξιοποίηση του κεφαλαίου που αναπτύχθηκε από τη νεοσυσταθείσα εταιρεία Qlab

ΔΙΕΥΡΥΜΕΝΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ: H Q-methane θα προωθήσει το προϊόν της που είναι οι προαναφερθείσες υπηρεσίες σε όλους τους ενδιαφερόμενους φορείς (όπως π.χ. σύνδεσμος μονάδων βιοαερίου, επενδυτές κτλ.). Η δράση της, δε, θα επεκτείνεται στην Κύπρο και τις βαλκανικές χώρες.

ΦΙΛΙΚΗ ΦΙΛΟΣΟΦΙΑ: Με επιτόπια μελέτη των χαρακτηριστικών της μονάδας, της τροφοδοσίας και των λοιπών παραμέτρων θα δίνει στον πελάτη έκθεση στην οποία θα αναφέρεται λεπτομερώς το οικονομικό όφελος που θα έχει η μονάδα με την χρήση των υπηρεσιών της Q-methane σε ετήσιο κύκλο.

Περισσότερα στην ιστοσελίδα του έργου: https://nh3end.gr/