Disgwyl i’r prosiect cyntaf erioed i gynhyrchu biohydrogen o ddŵr gwastraff ar raddfa lawn leihau carbon a gynhyrchir

Mae ymchwilwyr ym Mhrifysgol De Cymru (PDC) yn rhan o brosiect newydd fydd yn gyfrifol am waith peirianneg system dau gam treulio anaerobig llawn cyntaf y byd i gynhyrchu biohydrogen o fiosolidau dŵr gwastraff - fydd yn helpu i leihau miliynau o dunelli o sgil-gynhyrchion carbon y flwyddyn.

Mae PDC yn gweithio gyda Dŵr Cymru, Marches Biogas, AD Ingenuity a Phrifysgol Caerfaddon i arddangos y broses hon gyda biosolidau carthion. Mae cyllid ar gyfer cam dichonoldeb a dylunio'r prosiect wedi ei ddyfarnu drwy Raglen Arloesi Hydrogen BECCS y llywodraeth a ariennir drwy’r Portffolio Arloesi Sero Net (NZIP), sy'n  darparu cyllid i gefnogi arloesedd mewn technolegau hydrogen BECCS (bio-ynni gyda thechnolegau dal a storio carbon).

Mae BIOHYGAS yn system treulio anaerobig dau gam/biomethan newydd sy'n gallu cynyddu adferiad ynni o wastraff bioddiraddadwy gan hyd at 37%, o'i gymharu â phrosesau trin gwastraff presennol.

Ynghyd â phartneriaid, bydd y prosiect hwn yn ymchwilio i ddichonoldeb defnyddio proses BIOHYGAS i droi biosolidau carthion hydrolysedig thermol yn hydrogen ar raddfa lawn mewn safle trin dŵr gwastraff gweithredol trwy drosi system dreulio 2,200m3 yn system dreulio dau gam.

Mae biosolidau dŵr gwastraff yn borthiant sydd ar gael yn helaeth, ac mae'r isadeiledd ar gyfer ei gasglu a'i drin eisoes ar waith. Yn flynyddol, mae 1.5 miliwn tunnell o fiosolidau dŵr gwastraff yn cael eu cynhyrchu yn y DU a allai gael eu troi’n 143 miliwn kg o hydrogen gwerth £891m, gan arbed 1.6 miliwn tunnell o garbon y flwyddyn. Mae dull arloesol PDC yn defnyddio system dreulio dau gam.

Yng ngham un, bydd bacteria anaerobig yn cael eu defnyddio i gynhyrchu hydrogen yn uniongyrchol o fiosolidau carthion mewn adweithydd sy'n llawer llai ac yn gyflymach na threuliwr anaerobig confensiynol, gan leihau'r gofynion gwariant cyfalaf a gweithredol. Yng nghyfnod dau, mae'r allbwn o'r bioadweithydd hydrogen  yn cael ei fwydo i dreuliwr methan confensiynol. Mewn arbrofion labordy gwelwyd bod y system dreulio dau gam, yn gweithio gyda chyd-gynnyrch bwyd, yn cynhyrchu 37% yn fwy o'i gymharu â'r treuliwr un cam.  Bydd y prosiect BIOHYGAS hwn yn ymchwilio i'r posibilrwydd o ddefnyddio biosolidau carthion mewn system o'r fath ac yn datblygu cynllun i'w ddefnyddio ar raddfa lawn. 

Bydd y prosiect yn gwerthuso'r cynhyrchiant hydrogen posibl a geir pan fydd methan o'r system hon yn cael ei anfon at ailffurfiwr stêm i'w droi'n hydrogen o safon tanwydd. Bydd y prosiect hefyd yn penderfynu ar werth ychwanegol defnyddio'r carbon deuocsid,  sy'n cael ei gyd-gynhyrchu yn y ddau gam treulio, fel cadwolyn mewn pecynnu bwyd.  

Bydd y prosiect BIOHYGAS ei hun yn ffocysu ar y broses dreulio dau gam a bydd yn gweithio'n agos gyda Dŵr Cymru i ymchwilio i’r posibilrwydd o ddefnyddio’r broses ailffurfio methan stêm (sy'n troi methan yn hydrogen)  yn y prosiect HyValue sydd wedi ei ariannu’n ddiweddar.

Os bydd yr astudiaeth dichonoldeb yn llwyddiannus, bydd proses BIOHYGAS yn cael ei gymhwyso i’w ddefnyddio mewn treuliwr methanogenig ar raddfa lawn gan drin hyd at 14 tunnell o solidau sych y dydd. Hwn fydd y tro cyntaf i hynny ddigwydd unrhyw le yn y byd, gan olygu y bydd y DU ar flaen y gad o ran cynhyrchu hydrogen o biosolidau carthion.

Dywedodd yr Athro Alan Guwy, o Ganolfan Ymchwil Amgylchedd Cynaliadwy Prifysgol De Cymru: "Mae ymchwil sydd eisoes wedi’i gwneud gan Brifysgol De Cymru, ynghyd â'r gallu i weithio'n agos gyda'r partneriaid ar y prosiect hwn, yn cynnig cyfle unigryw i ddangos y math datblygedig hwn o dreulio anaerobig ar waith ar raddfa lawn mewn safle trin gwastraff gweithredol.

"Ar ôl 20 mlynedd o weithio ar systemau biohydrogen, mae'n cynnig cyfle pwysig iawn i’w defnyddio ar raddfa lawn mewn safle arddangos – yn troi dŵr gwastraff yn hydrogen yn un o weithfeydd Dŵr Cymru."

Dywedodd Dr Jaime Massanet-Nicolau, sydd hefyd yn gweithio yng Nghanolfan Ymchwil Amgylchedd Cynaliadwy Prifysgol De Cymru: "Mae'r prosiect hwn yn gyfle unigryw i adeiladu a gweithredu system dau gam i gynhyrchu biohydrogen o fiosolidau dŵr gwastraff ar raddfa lawn am y tro cyntaf yn y byd."