Біогаз - енергія біомаси ..

Біогазові комплекси. Вирішення проблеми утилізації органічних відходів (гній, послід, харчові відходи, стічні води, жом). Одержання з відходів біогазу, електроенергії, тепла, добрив.

Ефективним поновлюваним джерелом енергії є біомаса. Ресурси біомаси в різних видах є майже в усіх регіонах світу, і майже в кожному з них може бути налагоджена її переробка в енергію і паливо. На сучасному рівні за рахунок біомаси можна перекрити 6-10% від загальної кількості енергетичних потреб промислово розвинених країн.
Щорічно на Землі за допомогою фотосинтезу утворюється близько 120 млрд. тонн сухої органічної речовини, що енергетично еквівалентно понад 40 млрд. тонн нафти . Використання біомаси може проводитися в наступних напрямках:

  • пряме спалювання;
  • виробництво біогазу з біомаси;
  • виробництво етилового спирту для одержання моторного палива;

Найбільш ефективним способом переробки органічних поновлюваних джерел енергії (ВДЕ) є отримання біогазу. Біомаса дає сьому частину світового обсягу палива, а за кількістю отриманої енергії займає поряд із природним газом третє місце. З біомаси одержують у 4 рази більше енергії, ніж дає ядерна енергетика. Біогаз отриманий з різного органічного матеріалу буде відрізнятися своєю теплотворення: газ побутових відходів, с/г відходів і газ стічних вод (рис. 1), і він має найбільшу теплотворення серед газів попередніх природному газу. Біогаз з органічної біомаси, будь то відходи побутові, сільськогосподарського походження або відходи харчових виробництв, становить значну конкуренцію за рахунок низької вартості біомаси.

За даними статистики щорічно в країнах ЄЕС проводиться побутових і сільськогосподарських відходів в обсязі 100-120 млн. тонн нафтового еквівалента (н.е.). З них 50-60 млн. т н.е. можуть бути утилізовані у віддаленій перспективі, а 15-20 млн. т н.е. зараз. Аналогічні показники для альтернативних джерел енергії складають (млн. т н.е.): геотермальна енергія - 3-7,5, сонячна енергія - 10-20, вітрова - 6-10.

У нетрадиційної галузі особливе місце займає переробка біомаси (органічних сільськогосподарських та побутових відходів) метановим бродінням з отриманням біогазу, що містить близько 70% метану, і знезаражених органічних добрив. Надзвичайно важлива утилізація біомаси в сільському господарстві, де на різні технологічні потреби витрачається велика кількість палива і безупинно зростає потреба у високоякісних добривах. Усього у світі в даний час використовується чи розробляється близько 60-ти різновидів біогазових технологій.
Біогаз - це суміш метану і вуглекислого газу, що утворюється в процесі анаеробного зброджування спеціальних реакторах - метантенках (рис . 2)., влаштованих і керованих таким чином, щоб забезпечити максимальне виділення метану. Енергія, що отримується при спалюванні біогазу, може досягати від 60 до 90% тієї, якою володіє вихідний матеріал. Інша, - і дуже важливе, - гідність процесу переробки біомаси полягає в тому, що в його відходах міститься значно менше хвороботворних мікроорганізмів, ніж у вихідному матеріалі.


Вихідним матеріалом для отримання біогазу можуть служити практично будь-які речовини органічного походження. (Рис 1).
Отримання біогазу економічно виправдано і є кращим при переробці постійного потоку відходів (стоки тваринницьких ферм, боєнь, рослинних відходів і т.д.).

Слід зазначити, що для різних органічних матеріалів процес отримання біогазу буде відрізнятися технічними рішеннями. Наприклад, для сміттєвих звалищ не обов'язково переміщення біомаси в окрему ємність або резервуар. Біомаса звалища вже виділяє газ і для прискорення цього процесу досить обмежити доступ кисню і зробити свердловини безпосередньо за місцем звалища.

Отриманий таким чином біогаз можна утилізувати різними способами (рис .3). Сфера застосування в першу чергу залежить від потреб в потужності (теплової, електричної). Первісною можливістю утилізувати біогаз було його спалювання в теплових установках. На даний момент такий варіант виправданий у випадку не більших потужностей і необхідності тільки в тепловій енергії. До того ж, через технічні проблем малих газових пальників (з-за, наприклад, непостійного складу біогазу) ця можливість в даний час реалізується мало. Якщо біогаз підводиться для теплового використання, то для цього потрібні спеціальні газові пальники (газові пальники без піддування, газові пальники з піддувом.).
Переваги та недоліки технології переробки біомаси в біогаз.
Переваги

  • Замість звичайної утилізації органічних відходів виробляється енергія, і використовуються поживні речовини (добрива).
  • Економія промислових добрив і засобів по захисту рослин і захисту води Органічна біомаса, що пройшла процес анаеробного бродіння, більш ефективний продукт удобрення грунтів. Таке добриво має у своєму складі менше хвороботворних мікроорганізмів і краще засвоюється рослинами. З цієї ж причини такі добрива не забруднюють грунтові води.
  • Зменшення емісії, що має тепличний ефект, насамперед метану (СН4), закису азоту (NО2) і діоксиду вуглецю (CO2).
  • Забезпечуються, зберігаються і частково формуються заново робочі місця
  • Виділення запаху скорочується до 80%, так як інтенсивно розкладаються сильно пахнуть речовини, такі як, наприклад, летючі жирні кислоти або феноли. У результаті гомогенізації зростає насосного та розтікання. Тим самим досягається більш рівномірне і кращий розподіл при внесенні.

Недоліки

  • Складування біогазу в закритих ємностях підвищує вимоги до безпеки при використанні біогазових установок.

Як бачимо, біомаса є дуже ефективним поновлюваним джерелом енергії у всіх аспектах: енергетичному, екологічному та економічному. На жаль, в даний момент дана технологія переробки біомаси практично не реалізована в Україну. З причини постійно зростаючої проблеми з непоновлюваними джерелами енергії (газ, нафта, вугілля) застосування біотехнологій є одним з найефективніших способів подолання екологічної, енергетичної криз.

З радістю відповімо на всі Ваші запитання. ТОВ "Едвайс-Україна" www.advice-ua.com