Біогаз – електрична та теплова енергія з органічної сировини

Біогаз – електрична та теплова енергія з органічної сировини

Біогаз, як джерело виробництва електричної та теплової енергії в ЄС – друге за значенням джерело відновлюваної енергетики після вітрових електростанцій.

Популярність даного відновлюваного джерела не випадкова, оскільки на відміну від сонячної та вітрової енергії, біомаса доступна безперервно та у значних обсягах, що дозволяє забезпечити покриття базового навантаження виробничих потужностей. Окрім того, виробництво енергії в відновлюваних джерел, як правило, СО2-нейтральне.

Чому біогаз так називається?

Біогаз не слід плутати з маркуванням органічних продуктів харчування. Приставка «біо» відноситься до способу виробництва, оскільки газ отримується шляхом переробки біомаси. Крім того, деякі рослини характеризуються особливо високим потенціалом виходу біогазу, до прикладу, кукурудза та цукрові буряки, що у даному контексті відносяться до енергетичних культур. Біогаз виробляють з широкого переліку інших джерел органічного походження, включаючи осади стічних вод та органічні побутові відходи.

Як виробляється біогаз?

Виробництво біогазу – багатоетапний процес. Органічні складові вхідної сировини спочатку зброджуються у безкисневому середовищі за допомогою бактерій. На наступних проміжних етапах зброджувана маса продовжує розщеплюватись, зокрема, перетворюється у воду, двоокис вуглецю та метан. У кінцевому результаті, вироблений біогаз перетворюється в електричну та теплову енергію і постачається в мережу та/або використовується на власні потреби підприємства.Не кожен вид біомаси підходить для виробництва біогазу. До прикладу, склад деревини практично унеможливлює його перетворення у вищеописаних умовах.Також наявність забруднюючих речовин (антибіотики, агресивні засоби захисту рослин тощо) органічних видів сировини, що підходять для виробництва біогазу, можуть викликати проблеми: бактерії,  що відповідають за процеси утворення біогазу, перебірливі у відношенні вибору свого «раціону харчування». Таким чином, забруднення вхідної сировини може призвести до уповільнення або навіть припинення процесу виробництва біогазу. З метою ефективного перебігу процесу виробництва біогазу обов’язковим є видалення таких компонентів, як аміак та сірководень, у зв’язку із можливістю пошкодження механізмів обладнання біогазового комплексу та негативного впливу на виробничий процес загалом.

Вміст метану є вирішальним

Ефективність виробництва біогазу головним чином залежить від вмісту в ньому метану, який, у свою чергу, в залежності від виду вхідної органічної сировини може варіюватись від 45% до 70%. Метан – легкозаймистий газ без запаху, який також є основним компонентом природного газу. Проте, на відміну від біогазу, природний газ є викопним джерелом і тому не є необмеженим джерелом енергії, і видобування його, найвірогідніше, ставатиме все більше витратним у майбутньому. Енергія з біогазу досягається за рахунок спалювання метану, тому, чим вища доля метану у біогазі, тим більш ефективним буде його перетворення в електричну та теплову енергію.

Застосування біогазу

Перетворення біогазу в електричну та теплову енергію відбувається у когенераційних модулях відповідної потужності. Далі електрична енергія з біогазу може подаватись в електричну мережу. Тому особливої уваги потребує забезпечення обов’язково високого рівня чистоти та цінності біогазу. Вартісна обробка та очистка біогазу може звести на ні потенційну фінансову вигоду виробництва. Тому тривають дослідження, направлені на прогрес в інтеграції біогазу у паливні системи. Так, вже зараз, застосування біогазу в якості транспортного палива відіграє важливу роль у країнах Європейського Союзу. Кількість біогазових заправних станцій протягом останніх років росте і, до прикладу, у Німеччині вже на сьогодні знаходиться у чотирьохзначному діапазоні.

Сидорчук О., к.т.н.