Все про біогаз, Проект Заряд
Автономне енергопостачання. Вільна та альтернативна енергія майбутнього. Безпаливні генератори та "вічні двигуни" в кожний будинок!
Навігація за записами
Все про біогаз
Біогаз - речовина, яка виходить шляхом метанового бродіння біомаси. Процес розкладання біомаси протікає під впливом трьох бактерій. Розкладання йде ланцюжком, і в результаті наступні бактерії споживають продукти життєдіяльності попередніх. Найперші бактерії, що беруть участь у процесі, гідролізні, другі – кислотоутворюючі, а треті – метаноутворюючі. При виробництві біогазу використовуються як бактерії — метаногени, а й інші три виду.
Біогаз складається на 55-75% метану (CH4), на 25-45% CO2, крім цього в ньому присутні незначні домішки водню і сірководню. Вже після очищення вуглекислого газу на виході виходить біометан. Ця речовина вважається повним аналогом природного газу, оскільки основна відмінність лише у процесі освіти.
Біогаз можна виділяти з обмежувальних відходів, таких як гній, пивна дробина, зернова та крейда післяспиртова барда, фекальні опади, буряковий жом, відходи рибного та забійного цеху тощо.
Кількість одержуваного біогазу на виході безпосередньо залежить від виду сировини та вмісту сухої речовини. Так, з тонни гною худоби можна отримати від 30 до 50 м біогазу, в якому метану 60%. З різних видів рослин можна одержувати від 150 до 500 м3 біогазу, в якому метану до 70%. Найбільше біогазу (близько 1300 м3) із метаном до 87% виділяється з жиру.
При розрахунку виходу використовується поняття сухої речовини - СВ або TS, або сухого залишку СО. Вода, що міститься в продукті, не береться до уваги, оскільки вона не дає біогазу. Вважається щоз 1 кг будь-якої сухої речовини можна одержувати від 300 до 500 літрів газу.
Крім відходів для отримання біогазу, можна вирощувати спеціальні енергетичні культури, такі як силосна кукурудза або сильфія. Вихід газу за її розкладанні може становити до 500 м3 з тонни.
Звернувшись до історії, можна дізнатися, що біогаз зацікавив людей ще в 1859 році, тоді в Індії була побудована перша установка з отримання біогазу. В 1895 біогаз починає застосовуватися в Англії для вуличного освітлення, а в 1930, завдяки розвитку мікробіології, були виявлені бактерії, які беруть участь в утворенні біогазу.
Екологія
Використання біогазу у великих масштабах може значно зменшити викид метану в атмосферу. Також весь перероблений і вже використаний гній можна застосовувати як добриво для потреб сільського господарства. Все це знижує обсяги застосування хімічних добрив, а також значно скорочує навантаження на ґрунтові води.
Метан впливає на парниковий ефект у 21 разів більший за вуглекислий газ, а час перебування в атмосфері становить цілих 12 років. Ось чому захоплення метану стає кращим короткостроковим способом для запобігання процесам глобального потепління.
Виробництво
Установка для виробництва
На даний момент по всьому світу існує понад 60 абсолютно різних технологій для отримання біогазу. Найзастосовнішим методом вважається метод анаеробного зброджування в метатанках, або ж анаеробних колонах. Частина одержуваної енергії під час виділення біогазу витрачається на підтримку процесу, що залежить від пори року, наприклад, взимку до 15-20%. У теплих країнах підігрів метантанку не потрібний. Процес переробки біомаси на метан протікає при температурі від 25 до70°С.
Для того, щоб зброджувати відразу кілька видів сировини потрібна спеціальна технологія, в яку входить дві стадії. Так, пташиний послід і спиртова барда, не перероблятиметься на біогаз у стандартному реакторі. Для такої переробки потрібен додатковий реактор гідролізу. Такий реактор підключається для того, щоб контролювати кислотність під час роботи, адже бактерії гинуть при яскраво вираженому кислотному або лужному середовищі.
Переробляти відходи у біогаз економічно вигідно у місцях із постійним потоком відходів.
Існує ще один вид газу, так званий звалищний газ, який утворюється у місцях зберігання побутових відходів.
Застосування
Біогаз можна використовувати як паливо під час виробництва електроенергії, тепла, пари, а також як автомобільне паливо. Зараз активно будуються малі біогазові установки, які використовуються для приготування їжі. Найактивніше ці установки застосовують у Китаї, там вони забезпечують газом близько 60 млн. селян обсягом до 7 млрд. м³ на рік. Так, до кінця 2006 року було встановлено понад 18 мільйонів газових установок, що дозволило не закуповувати чи виробляти близько 10,9 мільйонів тонн будь-якого палива.
Такі установки встановлюють і ролі очисних споруд на фермах, птахофабриках, цукрових заводах, спиртових заводах і м'ясокомбінатах.
У промислово розвинених країнах давно застосовуються біогазові установки, а лідирує у цьому Данія – біогаз їм, це 18% всього палива країни. За абсолютними показниками, а також за кількістю середніх і великих установок на першому місці стоїть Німеччина – близько 8 мільйонів установок. У Західній Європі більшість птахоферм для опалення приміщень використовують біогаз, що вигідно з будь-якої точки зору.
Volvoі Scania вже давно виробляють автобуси, в яких як паливо застосовується біогаз. Подібні автобуси активно використовують у великих містах країни. Вважається, що на початок 2011 року на біогазі працюватиме близько 15% усіх транспортних засобів країни.
Потенціал
Щорічно в Україні утворюється до 300 млн. т сухих органічних відходів. З них 250 млн. тонн у сільському господарстві, а решта 50 млн. тонн як побутове сміття. Ці цифри свідчать, що у разі повної переробки можна отримувати понад 90 млрд. м³ біогазу.
На США щорічно вирощують до 8 млн. корів. Відповідно з їхнього гною можна отримувати стільки біогазу, що його вистачатиме для забезпечення паливом мільйона машин.