МОЖНО ЛИ ПОЛУЧАТЬ БИОГАЗ ИЗ ЛИСТЬЕВ

МОЖНО ЛИ ПОЛУЧАТЬ БИОГАЗ ИЗ ЛИСТЬЕВ

Биогаз — это возобновляемая энергия, которую производят из доступного в данной местности сырья. В ход идут любые органические остатки, от пищевых отходов до осадков сточных вод. В сельской местности утилизируют растительные остатки — солому, силос, жом, шелуху, а также экскременты скота. В городах сырьевой базой выступают свалки, предприятия пищевой промышленности, бытовые отходы.

Получение биогаза позволяет улучшить экологическую обстановку, избавиться от проблемы складирования, утилизации и захоронения отходов, снизить выбросы парниковых газов, а также получить постоянный поток возобновляемого энергетического сырья для ТЭЦ, транспорта и электроэнергетики.

Из всех видов возобновляемого транспортного топлива биометан обладает наименьшим эффектом парникового газа и наилучшей производственной эффективностью, учитывая всю производственную цепочку. В процессе производства биогаза не только углерод, но и питательные вещества рециркулируются, когда конечный продукт используется в качестве удобрения. Это означает, что в результате хозяйственной деятельности меньше искусственных удобрений попадают в грунтовые воды. Биогаз необходим для перехода на экономику, независимую от ископаемого топлива.

Как происходит утилизация листьев

В каждом городе осенью мы наблюдаем одинаковую картину: десятки рабочих коммунального хозяйства сгребают опавшую листву, затем грузят ее на машины и увозят в неизвестном направлении. Что происходит дальше с собранными листьями? Да ничего, их вывозят на полигон твердых бытовых отходов и оставляют там гнить. Жечь листья с деревьев запрещено Законом Украины, за это полагается административное наказание в виде штрафа.

В процессе роста листья накапливают в себе большое количество токсических веществ, попадающих в воздух с выхлопными газами. При сжигании листвы выделяется угарный и углекислый газ, бензапирен, обладающий канцерогенными свойствами, диоксины. Из одной тонны сожженных листьев в воздух попадает до 30 кг токсичных соединений.

Чтобы представить себе масштаб вопроса, приведем данные Киевской городской администрации. Ежегодно осенью в Киеве собирают и вывозят 120 тысяч тонн опавших листьев. Эта цифра заставила задуматься городские власти, и в июне 2019 года было заявлено о планах строительства биогазового комплекса. Такая установка позволит решить сразу несколько вопросов:

  • утилизировать листья с деревьев;
  • освободить место на полигоне ТБО, которое раньше занимали собранные листья;
  • получить биогаз из отходов и использовать его на нужды города;
  • избежать выброса в атмосферу вредных веществ.

Получение биогаза из отходов городского хозяйства — идея, безусловно, отличная и заслуживающая всяческого одобрения. Рассмотрим, как этот процесс может выглядеть в реальности.

Как получают биогаз из листьев

Процесс переработки листьев, как и любого другого органического сырья, происходит методом анаэробного сбраживания в специальных герметичных емкостях — метантенках. Чтобы листья стали полноценным субстратом, их нужно очистить от посторонних примесей (мусора, пластика, камня, крупных веток), затем измельчить, добавить воды и загрузить в бродильную установку. Чтобы процесс протекал активнее, субстрат должен иметь определенные параметры по составу. Для его оптимизации в смесь добавляют другие компоненты. Ими могут быть пищевые отходы, другие растительные остатки.

Субстрат слегка подогревают и выдерживают в течение заданного времени. В процессе брожения выделяется биогазовая смесь, содержащая от 50% до 70% метана. Она поступает в накопители — газгольдеры, откуда затем подается либо в отопительный котел, либо на дальнейшую очистку. После обогащения газ можно использовать в когенерационных установках, подавать в общую газотранспортную сеть, продавать на газовых заправках для автомобилей.

 В бродильном бункере остается дигестат, который можно использовать в качестве удобрения. Он не имеет вредных примесей и является достаточно концентрированным. Подробно процесс получения биогаза описан в нашей статье.

Как используют биогаз из листьев?

Биогазовая смесь, которая поступает в накопители, содержит ценный энергетический компонент — метан. Без дополнительных очисток такой газ можно использовать в отопительных котлах ТЭЦ, и таким образом снизить потребление природного газа.

Обогащение биогаза до уровня, близкого к природному, дает гораздо более широкие возможности его использования. Для этого содержание метана в биогазе должно составлять не менее 95-97%. Существуют технологии, которые позволяют добиться такого результата. Прежде всего, газ очищают от воды, сероводорода и углекислого газа.

Очищенным газом (его принято называть биометан) можно заправлять автомобили, оснащенные газовым оборудованием. Биометан можно использовать в газогенераторных установках и таким образом получать электроэнергию из листьев.

Как видим, опавшие листья могут принести немалую пользу и сэкономить средства на бензин, природный газ и другие энергоресурсы. Но самое важное, что утилизация листьев по технологии анаэробного брожения способна улучшить экологическую ситуацию в городе. 

Какие сложности могут быть при получении биогаза из листьев?

Организация любого предприятия предполагает оценку рисков. В нашем случае таких моментов несколько, мы расскажем о них ниже.

  1. Опадающие листья с деревьев бывают только осенью, их не хватит для круглогодичной работы биогазовой установки. Для получения биогаза в течение всего года нужно предусмотреть возможность работы на другом субстрате.
  2. Листья как сырье нуждаются в дополнительной очистке от мусора. При сборе в массу листьев попадают мелкие камни, песок, ветки, пластик, бумага и пр. Эти предметы могут вызвать поломку дробильного оборудования, а также снизить качество субстрата. Поэтому их нужно удалять.
  3. Как самостоятельное сырье листья малоэффективны, они имеют низкий уровень переработки бактериями. Необходимо использовать ко-субстрат для улучшения свойств исходной смеси.

Эти вопросы носят не только технический, но и экономический характер. Использование дополнительного оборудования, довоз ко-субстрата и перенастройка станции на работу с другим сырьем приводят к увеличению стоимости проекта. Поэтому нужно очень тщательно рассчитать все данные до начала строительства.

Сколько биогаза можно получить из листьев?

Этот вопрос достаточно сложный, так как выход биогаза зависит от многих параметров. К ним относятся:

  • состав субстрата;
  • применяемый вид технологии и оборудования;
  • соблюдение технологических режимов (подогрев и т.д.).

Каждый из факторов играет значимую роль. Для предварительной оценки можно воспользоваться приближенными расчетами.

По имеющимся данным, выход биогаза из 1 тонны листьев составляет 2,85 — 3 кубических метра. Следовательно, из 120 тыс. тонн (берем данные по Киеву) можно получить 342 тыс. куб.м газа. Речь идет о газовой смеси с содержанием метана до 60%. В пересчете на природный газ это составляет около 210 тыс. м³.

Много это или мало?

Норма расхода природного газа на отопление 1 кв.м. площади в жилых домах составляет 11м³. Значит, полученным биометаном можно обогреть примерно 20 тыс. кв. метров жилья. Если учесть, что в субстрат буду добавляться другие ингредиенты, то количество может существенно вырасти.

Выводы

Биогаз из отходов — нужная, полезная и перспективная технология. Опавшие листья тоже могут быть сырьем для такого производства наряду с органическими бытовыми и промышленными отходами.

Постройка утилизационного комплекса потребует точных предварительных расчетов и проведения дополнительных исследований для оценки стоимости проекта.

Главная задача любой биогазовой установки — это утилизация отходов и выработка возобновляемого источника энергии — биометана.

 

Заполните форму