Final-biogas report2 2008

UPEI Department of Engineering 





 550 University Avenue





 Charlottetown 





 PEI C1A 4P3 
Page
10 
of 55 
Energy Conversion 
Gas, once produced and collected contains significant chemical energy, but that energy must be 
converted to a useful form to be of any value to the farmer. The generated biogas can be burned 
directly for heating in devices designed for natural gas, or it can fuel a modified diesel engine 
either as a stationary generator to produce electricity or as a vehicle fuel.
The specific use for which the gas is intended has a huge impact on the feasibility of a biogas 
digestion system. In principle, we would like to replace the highest-cost energy form on a farm.
The trade-off is in capital cost of gas upgrading storage and combustion equipment versus the 
value of the end-product energy that is replaced by biogas. All gas-powered devices require 
some upgrading of the biogas. The three major uses of biogas on the farm could be: 
a)
Vehicle fuel: Internal combustion engines are routinely operated on natural gas or 
propane. In theory, biogas could be used in a modified vehicle engine. In practice, 
however, the varying load on vehicle engines and the limited storage capacity of onboard 
fuel tanks means that the gas must first be treated to remove the CO2, moisture and 
corrosive compounds, and then compressed to get sufficient natural gas in a small tank.
Thus, transport fuel is the most technically-demanding application for biogas. 
b)
Generator fuel: An internal combustion engine that is shaft-coupled to an electric 
generator can be fueled with biogas. The biogas must be dried, with any H
2
S removed 
prior to use. It need not have the CO
2
removed if the engine is run at a steady load and if 
the engine controls (fuel/air ratio) are adjusted to burn the methane/CO
2
biogas mixture.
It need not be compressed, so long as there is a steady supply at adequate pressure for the 
gas-fuel injectors. In some cases, spark ignition is a required modification to diesel 
engines. 
c)
Boiler fuel: Direct combustion in a gas-fired boiler requires little, if any, upgrading of the 
biogas provided the burner fuel nozzle is properly sized. The boiler or burner can be 
operated in the same way, using the same controls as with other fuels once the correct 
nozzle is installed. 
The majority of stationary energy consumption on many large farms is electrical.[31] Part of the 
work of this project was to look at three examples of PEI farms to understand their specific 
energy demands, and recommend the best way to retrofit biogas on a typical PEI farm.

---

II.