ПОМИЛКОВІ УЯВЛЕННЯ ПРО БІОГАЗОВІ УСТАНОВКИ

ПОМИЛКОВІ УЯВЛЕННЯ ПРО БІОГАЗОВІ УСТАНОВКИ

Технології анаеробного бродіння викликають велику цікавість у багатьох. Ще б пак – є можливість електроенергію задарма, щоб обігріти будинок, заправити автомобіль, підживити город. Високі ціни на енергоносії стимулюють бажання людей отримате власне альтернативне джерело. Чи можливо це зробити в кожному домашньому господарстві? Давайте розберемося.

Біогаз з відходів

Для отримання біогазу потрібно кілька складових:

  • органічні відходи;
  • біогазовий комплекс (спроектований строго для конкретного виду відходів, з урахуванням вологості, ступеня подрібнення, температурного режиму, режиму перемішування та необхідної технології очищення);
  • пристрій споживання (когенератор, котел тощо).

Проблема утилізації відходів – це проблема багатьох підприємств і домогосподарств. Однак для нормальної роботи установки необхідно дотримуватися низки умов:

  • відходи повинні надходити регулярно та в достатній кількості;
  • склад відходів повинен бути стабільним (більш того, потрібно виключити потрапляння в субстрат речовин, що пригнічують процес метаногенезу, а саме: антибіотиків, важких металів і т.д.);
  • потрібно витримувати технологію бродіння (температурний режим, стабільне перемішування, запобігти утворенню зайвого осаду або утворення кірки на поверхні).

Щоб запустити біогазову станцію, потрібен інокулят (свіжий гній або субстрат з працюючої біогазової установки). Переробка біогазу – складний технологічний процес і вихід на робочі характеристики також має ряд технологічних складнощів і вимагає відповідної підготовки та знань.

Звичайно, можна побудувати якийсь резервуар з системою підігріву, перемішування та ручним завантаженням/вивантаженням субстрату, під’єднати якийсь примітивний газгольдер-мішок, але в даному випадку не може бути й мови про стабільний процес отримання біогазу. Так наприклад, зміна температури на 1 градус за Цельсієм в реакторі може повністю зупинити виробництво. А обладнання всіх необхідних систем для підтримки процесу (насоси, мішалки, компресори, датчики рівня, датчики об’єму, а особливо газоаналізатори) тягне за собою великі капітальні вкладення. Вартість капітальних витрат на 1 кВт електроенергії, виробленого біогазової установкою для об’єктів малої потужності дуже велика. У більшості випадків це економічно не вигідно. З досвіду фахівців компанії Екодевелоп, тільки комплекси з електричною потужністю в 1-1,5 МВт мають прийнятний термін окупності на рівні 4-5 років (що залежить від прийнятої технології і сировини).

Отримання електроенергії з відходів

Припустимо, що ви спорудили на присадибній ділянці невелику конструкцію для анаеробного зброджування, завантажили її, витримали належний час й отримали на виході, скажімо, до 50 кубів на добу. Далі ви хочете на цій сировині отримати електроенергію для свого господарства. Вам знадобиться когенераторі – газопоршневий або газотурбінний. Їх випускають, але, на жаль, тільки великої продуктивності, які розраховані на роботу в промислових масштабах.

Промислові когенератори розраховані на виробництво від 50 кВт електрики. Так, наприклад, при використанні високоенергетичної сировини, як силос кукурудзи, вам знадобиться мінімум 3 т/день для утворення цієї потужності. Вам не вистачить потужності вашої мініустановкі, щоб запустити та підтримувати роботу такий когенератор, не кажучи вже про його ціну (а вона стартує від 500 USD за 1 кВт).

Існує малопотужне обладнання, так звані генератори резервного живлення, які споживають невеликі обсяги палива. Їх мінус в тому, що (як це випливає з назви) вони здатні працювати 3-5 годин в якості резервного джерела електроживлення, після чого їм потрібна зупинка. Але вихід біогазової суміші тимчасово зупинити неможливо! Якщо не годувати бактерії, вони впадають в анабіоз і для виходу з цього стану знадобиться докласти чимало зусиль.

Переробка біогазу в теплову енергію

Чи можна використовувати біогаз замість дорогого природного газу в опалювальному обладнанні?

Так, можна, але спочатку порахуйте, який обсяг вам знадобитися для обігріву свого житла? Це нескладно зробити, орієнтуючись на показники витрат природного газу (якщо у вас є лічильник, звичайно). Помножте вашу цифру на коефіцієнт 1,5, і ви отримаєте необхідну кількість.

Звідки виник коефіцієнт? З простого підрахунку. У складі природного газу міститься не менше 90% метану – це та речовина, яка дає всю теплову енергію. Біогаз, отриманий кустарним способом, містить метану не більше 60%, отже, його тепловіддача в півтора рази нижче. Чи воно варте того – рахуйте самі. Більш того, без очищення біогаз містить той чи інший відсоток сірководню (може досягати 1000 ppm), тоді як навіть спроектовані пальника розраховані максимум на 200 ppm. Високий вміст сірководню в біогазі призведе до виходу з ладу такого пальника значно швидше, ніж термін їх служби.

Чи можна використовувати біогаз в автомобілях?

Автомобілю, оснащеному газовою установкою, вже ніхто не дивується. Замість бензобаку в ньому встановлюється газовий балон зі стисненим під тиском 200 атм природним газом.

Біогаз з домашньої мініустановки містить велику кількість домішок, головним чином, вуглекислий газ – побічний продукт бродіння. Вуглекислий газ не можна стиснути настільки сильно, він стане твердим. Якщо заправляти балони під меншим тиском, запас палива виявиться занадто маленьким і ви далеко на ньому не поїдете.

Існує ще одна проблема. Домішки “домашнього” біогазу при згорянні утворюють нерозчинні та нелеткі з’єднання, які осідають в двигуні та призводять до його поломки.

Переробка біогазу з метою очищення від сполук сірки, вуглекислого газу, води та ін. Можлива тільки на спеціальному обладнанні з застосуванням певних реагентів. Такі промислові агрегати занадто великі та дороги, щоб користуватися ними в побутових умовах.

Отримати біогаз з відходів в Україні легко. Чи це так?

Існує думка, що побудувати власними руками герметичну ємність й отримувати дешеве паливо дуже просто. Викопав яму, звів стіни, вивів трубу для виходу готової продукції, засипав сировину, загерметизував, – і готово. Отримуй біогаз та опалюй будинок – дешево та сердито. Але це тільки в теорії.

На практиці для утворення хоч скільки-небудь прийнятної якості газу потрібно розуміти, скільки та яку сировини ми завантажуємо в ємність для бродіння. Справа в тому, що безкисневе зброджування відбувається при дотриманні певної температури та кислотності середовища. Якщо кислотність субстрату підвищена – бактерії загинуть або не працюватимуть досить продуктивно. Чи зможете ви визначити кислотність вихідного складу поглядом? А забезпечити сталість субстрату за якістю?

Другий параметр – температура. Для бродіння вона повинна бути не менше 20 ºС. У закопаному в ґрунт чані без підігріву в умовах клімату України температурний режим до такого рівня дійде хіба що дуже спекотним літом, і тільки вдень. Весь інший час ґрунт буде працювати як охолоджувач, тому вам знадобиться влаштувати додаткове опалення. Ось так, замість того, щоб обігрівати будинок, потрібно гріти саму установку. Чи не простіше обійтися дровами або пелетами?

Біогазова установка вибухонебезпечна. Правда чи міф?

Будь-яке технологічне виробництво має ту чи іншу ступінь небезпеки. Наприклад, може статися витік, і газ потрапить в повітря. Ризик отруєння – мінімальний, якщо це сталося не в закритому приміщенні. Але точно такий же ризик і від звичайної газової плити.

Чи може вибухнути ємність для зброджування? Ні, не може, всередині неї тиск набагато нижче атмосферного.

Чи може вибухнути накопичувач (газгольдер)? Ні, не може, тому що для займання потрібна суміш метану з повітрям, а повітря в газгольдері немає. Адже бродіння відбувається в безкисневих умовах, і біогаз прямо з метантенка надходить в накопичувач або на очистку.

Зауважимо, що відходи від субстрату після бродіння – це екологічно чистий і безпечний продукт, в якому немає навіть насіння рослин.

Підведемо підсумки

  • Виробляти біогаз з відходів в окремо взятому домашньому господарстві можна. За умов клімату України потрібно обладнити додатковий обігрів установки.
  • Для використання в автомобілях потрібна переробка біогазу в біометан, тобто додаткове серйозне очищення від домішок, що в домашніх умовах – неможливо.
  • Переробку біогазу в електроенергію на побутовому рівні здійснити складно, адже обладнання або занадто дороге, або неефективне.
  • Найкраще використовувати газ в опалювальних котлах. Виробляти його вигідно, якщо у вас є проблема утилізації відходів, тобто мова йде про декілька десятків тонн. Якщо ж у вас просто накопичилися рослинні відходи в саду або городі – краще обваштуйте компостну яму.

Заповніть форму