Что такое биогаз?

Технологии производства биогаза.

Постоянные повышения цен на газ, структурные кризисы и рыночные спекуляции на фоне политической нестабильности послужили толчком для развития технологий получения газа искусcтвенно, через использование отходов разных производств. За два десятилетия бурного развития биогазовая отрасль стала мощной, и инженеры разработали технически надежные решения производства достаточного количества энергии из биоотходов децентрализовано. Сегодня в Германии функционирует более 7 000 биогазовых установок мощностью от 500 кВт/час до 2 МВт/час. Биогаз производится на биогазовых установках везде, где доступны биоотходы или энергетически ценное растительное сырье.  

Что такое биогаз?

Биогаз – обобщенное название горючей газовой смеси, получаемой при естественном разложении веществ органического происхождения в результате анаэробного микробиологического процесса (метанового брожения). Для того, чтобы процесс разложения не длился тысячи лет, а исчислялся днями, для жизнедеятельности нескольких видов бактерий создают наиболее благоприятные условия . Температуру жизни  и «еду» для бактерий готовят тщательно. Смесь, которую загружают в биореактор называется биосубстрат. Биосубстрат чаще всего состоит из смеси навоза и измельченного кукурузного силоса ( на фото слева).

Кукурузный силос для биогаза крупный план     Кукурузный силос- сырье для биогаза

 

 

 

 

 

 

 

Сегодняшние биогазовые установки все больше проектируются с целью утилизации бытовых органических отходов, поэтому состав биосубстрата подбирают для БГУ индивидуально.

Процесс выделения биогаза можно наблюдать через небольшое окошко в ферментере. 

Окошко ферментера биогазовой установки Пузырьки биогаза

 

Процесс химических преобразований внутри биогазовой установки отражает такая схема:

Маленькие пузырьки на поверхности плавно двигающегося биосубстрата, это и есть биогаз.

Биогаз – это всегда смесь метана с другими побочными газами. В состав биогаза входят: 

метан

(CH4)

 углекислый газ  

(CO2)

 сероводород 

(H2S)

 аммиак 

(NH3

 водород 

(H2)

60-70%  около 25-30% небольшое количество

В зависимости от вида органических компонентов для биосубстрата, который использует БГУ, состав биогаза может отличаться, процентное содержание метана может быть или выше или ниже. 

Так как биогаз на 2/3 состоит из метана – горючего газа, составляющего основу природного газа, его энергетическая ценность (удельная теплота сгорания) составляет 60-70% энергетической ценности природного газа, или порядка 7000 ккал на м3.  Эквивалентом для 1м3 биогаза  может быть 700 гр мазута и 1,7 кг дров. 

Для сравнения: 

  • Одна голова КРС дает в год 300-500 м3 биогаза в год
  • Один га луговой травы – 6000-8000 м3 биогаза в год
  • Один га кормовой свеклы – 8000-12000 м3 биогаза в год

Зачем использовать биогаз? 

В условиях высокой стоимости энергоносителей, а с другой стороны возрастающего количества органических отходов от сельского хозяйства и от человеческой жизнедеятельности (это все возобновляемые источники энергии), биогаз выступает важным продуктом - как альтернативная энергетика. Самая важная функция Биогазовой установки  - это гарантированная энергетическая безопасность как отдельного производства (свинофермы, теплицы, зернохранилища), так и в масштабах небольших населенных пунктов – ключевой объект жизнеобеспечения, который обеспечит полное децентрализованное снабжение электро- и теплоэнергией всех жителей. В сегодняшних кризисных  условиях  развития Украины  этот фактор приобретает особую силу. 

Какая польза от биогазовой установки?

  1. Тепло. При охлаждении двигателя когенератора , в котором сжигают биогаз, образуется тепло в виде горячей воды. Горячую воду используют для обогрева помещений с людьми и животными, для обогрева теплиц, бассейнов.
  2. Электричество. Независимый и гарантированный источник. Никаких веерных отключений электричества. Сжигание газа в двигателе внутреннего сгорания приводит в действие вал электрогенератора, образуется электроэнергия. Из одного м3 биогаза можно выработать около 2 кВт электроэнергии.
  3. Природный газ. Современные биогазовые установки все чаще оснащают модулями для очистки биогаза. В результате нескольких технологических операций содержание метана увеличивается до 90 %, побочные газы удаляются. Биогаз превратился в стандартный природный газ, и его можно использовать в бытовых целях.
  4. Органические удобрения. Биосубстрат, после удаления из него газа и обработки бактериями, представляет собой экологически чистые, жидкие удобрения лишенные нитратов, семян сорняков, болезнетворной микрофлоры.
  5. Решение экологических проблем. Утилизация навоза. Биогазовые установки устанавливаются на очистных сооружениях сточных вод городов, в сельской местности на фермах, птицефабриках, мясокомбинатах для обеспечения энергетической независимости, производства электроэнергии и тепловой энергии из отходов производства.

Производство биогаза позволяет предотвратить выбросы метана в атмосферу, снизить применение химичесих удобрений, ликвидирует опасность загрязнения грунтовых вод. 

Самым важным для экономики Украины является то, что биогаз является побочным продуктом при переработке органических отходов, сырье для производства биогаза в основном уже есть на предприятии, его не надо покупать .

На чем работает биогазовая установка? - На отходах!

В качестве сырья используются: сельскохозяйственные отходы (навоз, помет животноводческих ферм и комплексов, отходы растениеводства (силос)), отходы боен, отходы пищевой промышленности (барда, жом), отходы городских канализаций. Затраты на производство биогаза будут связаны только с эксплуатационными расходами на оборудование и на сервисное обслуживание. Прямая выгода будет состоять из сэкономленных средств на тепло, электроэнергию  и  из экономии затрат на минеральные удобрения за счет получения высококачественных органических удобрений. 

Биогаз - безопасность предприятия

При отсутствии таких установок, утилизация отходов – большая головная боль предприятий, большие финансовые и трудовые затраты на вывоз и захоронение отходов, а ведь использование отходов и внедренная биогазовая установка полностью решает эту проблему, плюс обеспечивает предприятие и близлежащие населенные пункты электричеством, газом и теплом.

От одного животного (КРС) можно получить около 400 - 500 м3 биогаза. При применении энергетических растений можно получить от 6.000 и до 12.000 (кукурузный силос/кормовая свекла) м3 биогаза с одного гектара. С 1 м3 биогаза, в зависимости от содержания метана, можно выработать от 1,5 до 2,2 kW электричества.  

Небольшие биогазовые установки имеет смысл применять там, где есть возможность получить сырье и полное использованиие полученных продуктов. Успешно применяются установки там где необходимо тепло, пар, электроэнергия или холод.  Обычно достаточное количество сырья для биогазовых установок имеется у станций очистки сточных вод, на свалках мусора, на свинофермах, птицефабриках, в коровниках - это все возобновляемая энергия. Применение эта энергия находит в школах, медицинских учреждениях, бассейнах, коммунальных теплоэлектростанциях, в гостиницах и общежитиях, на заводах и фабриках.

Небольшие биогазовые установки

Как показывают исследования, проведенные Европейской комиссией, развитие биогазовой энергетики решает проблемы занятости в сельских районах и повышает реальные доходы населения. Кроме этого, внедрение биогазовых технологий способствует развитию энергетической инфраструктуры села, что положительно сказывается на уровне жизни сельского населения.

 

Биогаз сделает Вас независимым!

Звоните нашим специалистам. Мы ответим на все Ваши вопросы и подготовим коммерческое предложение.