ЧИ МОЖНА ОТРИМУВАТИ БІОГАЗ ІЗ ЛИСТЯ

ЧИ МОЖНА ОТРИМУВАТИ БІОГАЗ ІЗ ЛИСТЯ

Біогаз – це відновлювальна енергія, яку виробляють з доступної в даній місцевості сировини. У хід йдуть будь-які органічні залишки, від харчових відходів до осадів стічних вод. У сільській місцевості утилізують рослинні залишки – солому, силос, жом, лушпиння, а також екскременти худоби. У містах сировинною базою виступають звалища, підприємства харчової промисловості, побутові відходи.

Отримання біогазу дозволяє поліпшити екологічну ситуацію, позбутися проблем накопичення, утилізації та захоронення відходів, знизити викиди парникових газів, а також отримати постійний потік відновлюваної енергетичної сировини для ТЕЦ, транспорту та електроенергетики.

З усіх видів відновлюваного транспортного палива біометан має найменший ефект парникового газу і найкращою виробничої ефективністю, враховуючи весь виробничий ланцюжок. В процесі виробництва біогазу не тільки вуглець, а й поживні речовини рециркулюють, коли кінцевий продукт використовується як добриво. Це означає, що в результаті господарської діяльності менше штучних добрив потрапляють у ґрунтові води. Біогаз необхідний для переходу на економіку, незалежну від викопного палива.

Як відбувається утилізація листя

У кожному місті восени ми спостерігаємо однакову картину: десятки робітників комунального господарства збирають опале листя, потім відвантажують його в машини і відвозять в невідомому напрямку. Що відбувається далі з зібраним листям? Та нічого, їх вивозять на полігон твердих побутових відходів і залишають там гнити. Палити листя з дерев заборонено Законом України, за це накладається адміністративне покарання у вигляді штрафу.

У процесі росту листя накопичують в собі велику кількість токсичних речовин, що потрапляють в повітря з вихлопними газами. При спалюванні листя виділяється чадний і вуглекислий газ, бензапірен, що володіє канцерогенними властивостями, діоксини. З однієї тонни спаленого листя в повітря потрапляє до 30 кг токсичних сполук.

Щоб уявити собі масштаб питання, наведемо дані Київської міської адміністрації. Щорічно восени в Києві збирають і вивозять 120 тисяч тонн опалого листя. Ця цифра змусила задуматися міську владу, і в червні 2019 року було заявлено про плани будівництва біогазового комплексу. Така установка дозволить вирішити відразу кілька питань:

  • утилізувати листя з дерев;
  • звільнити місце на полігоні ТПВ, яке раніше займало зібране листя;
  • отримати біогаз з відходів і використовувати його на потреби міста;
  • уникнути викиду в атмосферу шкідливих речовин.

Отримання біогазу з відходів міського господарства – ідея, безумовно, відмінна і заслуговує схвалення. Розглянемо, як цей процес може виглядати в реальності.

Як отримують біогаз з листя

Процес переробки листя, як і будь-якої іншої органічної сировини, відбувається методом анаеробного зброджування в спеціальних герметичних ємностях – метантенках. Щоб листя стали повноцінним субстратом, їх потрібно очистити від сторонніх домішок (сміття, пластику, каменів, великих гілок), потім подрібнити, додати води й завантажити в бродильну установку. Щоб процес протікав активніше, субстрат повинен мати певні параметри за складом. Для його оптимізації в суміш додають інші компоненти. Ними можуть бути харчові відходи, інші рослинні залишки.

Субстрат трохи підігрівають і витримують протягом заданого часу. В процесі бродіння виділяється біогазова суміш, яка містить від 50% до 70% метану. Вона надходить в накопичувачі – газгольдери, звідки потім подається або в опалювальний котел, або на подальшу очистку. Після збагачення газ можна використовувати в когенераційних установках, подавати в загальну газотранспортну мережу, продавати на газових заправках для автомобілів.

У бродильном бункері залишається дігестат, який можна використовувати як добриво. Він не має шкідливих домішок і є досить концентрованим. Детально процес отримання біогазу описаний в нашій статті.

Як використовують біогаз з листя?

Біогазова суміш, яка надходить в накопичувачі, містить цінний енергетичний компонент – метан. Без додаткових очисток такий газ можна використовувати в опалювальних котлах ТЕЦ, і таким чином знизити споживання природного газу.

Збагачення біогазу до рівня, близького до природного, дає набагато ширші можливості його використання. Для цього вміст метану в біогазі має становити не менше 95-97%. Існують технології, які дозволяють домогтися такого результату. Перш за все, газ очищають від води, сірководню і вуглекислого газу.

Очищеним газом (його прийнято називати біометан) можна заправляти автомобілі, оснащені газовим обладнанням. Біометан можна використовувати в газогенераторних установках і таким чином отримувати електроенергію з листя.

Як бачимо, опале листя можуть принести чималу користь і заощадити кошти на бензин, природний газ та інші енергоресурси. Але найважливіше, що утилізація листя за технологією анаеробного бродіння здатна поліпшити екологічну ситуацію в місті.

Які складнощі можуть бути при отриманні біогазу з листя?

Організація будь-якого підприємства передбачає оцінку ризиків. У нашому випадку таких моментів кілька, ми розповімо про них далі.

  1. Опале листя з дерев буває тільки восени, їх не вистачить для цілорічної роботи біогазової установки. Для отримання біогазу протягом всього року потрібно передбачити можливість роботи на іншому субстраті.
  2. Листя як сировина потребує додаткової очистки від сміття. При збиранні в листя потрапляють дрібні камені, пісок, гілки, пластик, папір та ін. Ці предмети можуть викликати поломку дробильного обладнання, а також знизити якість субстрату. Тому їх потрібно видаляти.
  3. Як самостійна сировина листя малоефективне, воно має низький рівень переробки бактеріями. Необхідно використовувати ко-субстрат для поліпшення властивостей вихідної суміші.

Ці питання носять не тільки технічний, але і економічний характер. Використання додаткового обладнання, довезення ко-субстрату і переналаштування станції на роботу з іншою сировиною призводять до збільшення вартості проекту. Тому потрібно дуже ретельно розрахувати всі дані до початку будівництва.

Скільки біогазу можна отримати з листя?

Це питання досить складне, тому що вихід біогазу залежить від багатьох параметрів. До них відносяться:

  • склад субстрату;
  • застосовуваний вид технології та обладнання;
  • дотримання технологічних режимів (підігрів і т.д.).

Кожен з факторів відіграє важливу роль. Для попередньої оцінки можна скористатися наближеними розрахунками.

За наявними даними, вихід біогазу з 1 тонни листя становить 2,85 – 3 кубічних метра. Отже, з 120 тис. тонн (беремо дані по Києву) можна отримати 342 тис. куб.м газу. Йдеться про газову суміш з вмістом метану до 60%. У перерахунку на природний газ це складає близько 210 тис. м³.

Багато це чи мало?

Норма витрат природного газу на опалення 1 кв.м. площі в житлових будинках становить 11м³. Це означає, що отриманим біометаном можна обігріти приблизно 20 тис. кв. метрів житла. Якщо врахувати, що в субстрат буду додаватися інші інгредієнти, то кількість може істотно вирости.

Висновки

Біогаз з відходів – потрібна, корисна та перспективна технологія. Опале листя теж може бути сировиною для такого виробництва поряд з органічними, побутовими та промисловими відходами.

Спорудження утилізаційного комплексу потребує точних попередніх розрахунків і проведення додаткових досліджень для оцінки вартості проекту.

Головне завдання будь-якої біогазової установки – це утилізація відходів і вироблення відновлюваного джерела енергії – біометану.

Заповніть форму