БИОГАЗОВЫЕ СТАНЦИИ
Высокие темпы роста цен и природного газа вызвали волну поисков альтернативных источников энергии. Также в значительной степени газофицированной Словакии мы начали искать новые возможности производства энергии. Хотя внимание направлено на известные и проверенные технологии производства электричества и тепла, в нашей стране у нас они пока используются мало. На первый план выдвинулась возможность энергетического применения биомассы. Одной из наиболее интересных возможностей является производство биогаза из сельскохозяйственных отходов – особенно при разведении крупного рогатово скота, а также зеленой биомассы. Следовательно, биогаз используется в качестве источника длх комбинированного производства электричества и тепла.
В принципе можно все органические вещества хотя бы частично разложить анаэробным (процесс разложения без доступа воздуха, с использованием бактерий) или аэробным (процесс разложения с доступом воздуха) способами. Особенно жидкий мокрый материал, как например, навозную жижу, остатки еды, жиры и т. п., а также травяной силос являются отличными продуктами для анаэробной переработки.
Важным фактором для определения метода разложения является содержание сухого вещества в материале. Для биогазовых технологий оптимальное содержание сушины достигает 5 – 15 %. Верхний предел 15 % органического сухого вещества – это максимально допустимая величина, при которой сырье можно еще черпать и смешивать. В случае компостирования верхний предел достигает 40 – 60 % сухого вещества.
Весь процесс производства биогаза анаэробным путем проходит в контейнерах для ферментации органических отходов биогазовых станций, которые часто оборудованы прямо в сельскохозяйственных предприятиях или недалеко от них.
Технология производства биогаза
Биогазовые станции составляет, как правило, несколько основных объектов. Первым является подготовительный резервуар, предназначенный для приема сырья. Сюда ввозится навозная жижа, отходы, травяной силос и т.п. Затем из резервуара сырье регулярно дозируется в главную часть биогазовой станции – ферментор, где происходит процесс разложения и образования биогаза. Ферменторы бывают горизонтальные или вертикальные. Горизонтальная конструкция позволяет достигнуть положительный эффект поршневого течения, когда с одной стороны вталкивается свежее сырье, а с другой отходит разложенный субстрат. Таким образом не происходит излишнего смешивания свежего сырья с уже разложенным и использованным субстратом. Кроме того, форма горизонтального ролика позволяет оборудование эффективных мешалок, сумеющих перемешивать сырье поперек направлению их течения. Невыгодой этого типа резервуара является его размер, что отражается в потере тепла (чрезмерный размер поверхности резервуара по отношению к его объему), необходимой площади и в конечном итоге также в его цене.
Вертикальная конструкция имеет по сравнению с горизонтальной ту выгоду, что в ней можно достичь лучшего соотношения между поверхностью и объемом, и тем самым снижать расходы материала и потери тепла. Резервуары конструируются, как правило, из бетона или жести и могут быть помещены над или под землею. Недостаток этого типа: невозможность обеспечить поршневое течение материала.
Энергия из биогаза
Когенерация – это процесс, когда образовавшийся биогаз используется в качестве источника энергии для двигателя внутреннего сгорания, котоый приводит в движение генератор, производящий эелектроэнергию. Избыточное тепло, образующееся при охлаждении двигателя и выхлопных газов можно использовать для отопления. Именно парралельное производство электричества и тепла является главным преимуществом когенерации. Достигается большей эффективности использования биогаза. Электроэнергия служит для потребностей самой биогазовой станции, сельскохозяйственного предприятия или продажи в общую энергосеть.
Произведенное тепло используется частично (около 25 %) для подогрева ферменторов. Остающееся тепло можно использовать для отопления зданий, теплиц, мастерских, конюшен, и т.п.
Образцовая биогазовая установка в Словакии оборудована в Вузовском сельскохозяйственном предприятии (VPP) Словацкого сельскохзяйственного университета (SPU) в Колинянах недалеко от города Нитра. Установка начала работать в 2000-м году. Она была запроектирована для испольования экскрементов от 80 крупных скотоводческих ферм (VDJ), для продукции биогаза, а также для когенерационного производства электрической (22 kWel) и тепловой энергии (45 kWt).
