Биогаз — энергия нищебродов или будущее мира?

В фильме «Безумный Макс 3: Под куполом грома» любой внимательный зритель мог увидеть прообраз энергетики будущего: в городе Бартертаун электроэнергия генерируется в буквальном смысле из фекалий — свиных и человеческих. То есть мы видим, что в будущем энергетика основана на биогазе. Забавно, но прямо сейчас из биогаза в мире получается значительно больше энергии, чем из ветряков и солнечных батарей, вместе взятых.

Биогаз — газ, получаемый водородным или метановым брожением биомассы. Метановое разложение биомассы происходит под воздействием трёх видов бактерий. В цепочке питания последующие бактерии питаются продуктами жизнедеятельности предыдущих. Первый вид — бактерии гидролизные, второй — кислотообразующие, третий — метанообразующие.

Одной из разновидностей биогаза является биоводород, где конечным продуктом жизнедеятельности бактерий является не метан, а водород.

В СССР исследования проводились в 40-х годах прошлого века. В 1948—1954 гг. была разработана и построена первая лабораторная установка. В 1981 году при Госкомитете по науке и технике была создана специализированная секция по программе развития биогазовой отрасли. Запорожский конструкторско-технологический институт сельскохозяйственного машиностроения даже построил 10 комплектов оборудования — но працувитые хихлы предпочли тырить русский газ из трубы, и на этом всё заглохло.

Состав и качество биогаза: 50—87 % метана, 13—50 % CO2, незначительные примеси H2 и H2S. После очистки биогаза от СО2 получается биометан. Биометан — полный аналог природного газа, отличие только в происхождении.

Перечень органических отходов, пригодных для производства биогаза: навоз, птичий помёт, зерновая и мелассная послеспиртовая барда, пивная дробина, свекольный жом, фекальные осадки, отходы рыбного и забойного цеха (кровь, жир, кишки, каныга), трава, бытовые отходы, отходы молокозаводов — соленая и сладкая молочная сыворотка, отходы производства биодизеля — технический глицерин от производства биодизеля из рапса, отходы от производства соков — жом фруктовый, ягодный, овощной, виноградная выжимка, водоросли, отходы производства крахмала и патоки — мезга и сироп, отходы переработки картофеля, производства чипсов — очистки, шкурки, гнилые клубни, кофейная пульпа.

Кроме отходов биогаз можно производить из специально выращенных энергетических культур, например, из силосной кукурузы или сильфия, а также водорослей. Выход газа может достигать до 300 м³ из 1 тонны.

Различают теоретический (физически возможный) и технически-реализуемый выход газа. В 1950-70-х годах технически возможный выход газа составлял всего 20-30 % от теоретического. Сегодня применение энзимов, бустеров для искусственной деградации сырья (например, ультразвуковых или жидкостных кавитаторов) и других приспособлений позволяет увеличивать выход биогаза на самой обычной установке до 95 %.

Производство биогаза позволяет предотвратить выбросы метана в атмосферу. Метан оказывает влияние на парниковый эффект в 21 раз более сильное, чем СО2, и находится в атмосфере 12 лет. Захват метана — лучший краткосрочный способ предотвращения глобального потепления.

Переработанный навоз, барда и другие отходы применяются в качестве удобрения в сельском хозяйстве. Это позволяет снизить применение химических удобрений, сокращается нагрузка на грунтовые воды.

Типичный «биогазовый завод» (электростанция) устроен так:

Биомасса (отходы или зелёная масса) периодически подаются с помощью насосной станции или загрузчика в реактор. Реактор представляет собой подогреваемый и утепленный резервуар, оборудованный миксерами. Стройматериалом для промышленного резервуара чаще всего служит железобетон или сталь с покрытием. В малых установках иногда используются композиционные материалы. В реакторе живут полезные бактерии, питающиеся биомассой. Продуктом жизнедеятельности бактерий является биогаз. Для поддержания жизни бактерий требуется подача корма, подогрев до 35-38 °С и периодическое перемешивание. Образующийся биогаз скапливается в хранилище (газгольдере), затем проходит систему очистки и подается к потребителям (котел или электрогенератор). Реактор работает без доступа воздуха, герметичен и неопасен.

Для сбраживания некоторых видов сырья в чистом виде требуется особая технология. Например, спиртовая барда перерабатываются с использованием химических добавок. Для кислой меласной барды используется щелочь. Возможна переработка этих же субстратов по одностадийной технологии без химических добавок, но при коферментации (смешивании) с другими видами сырья, например, с навозом или силосом.

Метановые бактерии проявляют свою жизнедеятельность в пределах температуры 0-70ºС. Если температура выше они начинают гибнуть, за исключением нескольких штаммов, которые могут жить при температуре среды до 90ºС. При минусовой температуре они выживают, но прекращают свою жизнедеятельность.

Биогаз используют в качестве топлива для производства: электроэнергии, тепла или пара, или в качестве автомобильного топлива.

Биогазовые установки могут устанавливаться как очистные сооружения на фермах, птицефабриках, спиртовых заводах, сахарных заводах, мясокомбинатах. Биогазовая установка может заменить ветеринарно-санитарный завод, т. е. падаль может утилизироваться в биогаз вместо производства мясо-костной муки.

Среди промышленно развитых стран ведущее место в производстве и использовании биогаза по относительным показателям принадлежит Дании — биогаз занимает до 18 % в её общем энергобалансе. По абсолютным показателям по количеству средних и крупных установок ведущее место занимает Германия — 8000 установок. В Западной Европе не менее половины всех птицеферм отапливаются биогазом.

В конце 2010 года в Китае действовало уже около 40 млн биогазовых установок. В биогазовой индустрии Китая заняты 60 тысяч человек.

Volvo и Scania производят автобусы с двигателями, работающими на биогазе. Такие автобусы активно используются в городах Швейцарии: Берн, Базель, Женева, Люцерн и Лозанна. По прогнозам Швейцарской Ассоциации Газовой Индустрии к 2010 году 10 % автотранспорта Швейцарии будет работать на биогазе.

Муниципалитет Осло в начале 2009 года перевёл на биогаз 80 городских автобусов. Стоимость биогаза составляет €0,4 — €0,5 за литр в бензиновом эквиваленте. При успешном завершении испытаний на биогаз будут переведены 400 автобусов.

В США выращивается около 8,5 миллионов коров. Биогаза, получаемого из их навоза, будет достаточно для обеспечения топливом 1 миллиона автомобилей. Прекрасный шанс сделать америкашку грейтовой эгегейн!

Потенциал биогазовой индустрии Германии оценивается в 100 миллиардов кВт·ч энергии к 2030 году, что будет составлять около 10% от потребляемой страной энергии.

PS. Ну и для любопытных — интересные цифры о месте страны-бензоколонки в мировой экономике:

При этом производство электроэнергии в РФ растет:

Вот такие вот дела.

Настоящий материал самостоятельно опубликован в нашем сообществе пользователем Proper на основании действующей редакции Пользовательского Соглашения. Если вы считаете, что такая публикация нарушает ваши авторские и/или смежные права, вам необходимо сообщить об этом администрации сайта на EMAIL abuse@newru.org с указанием адреса (URL) страницы, содержащей спорный материал. Нарушение будет в кратчайшие сроки устранено, виновные наказаны.

You may also like...

новее старее
Уведомление о
ZIL.ok.130
ZIL.ok.130

А низзя в такую устаноффкю всю укороину запихаць? Всё какаята польза буит.

Ванёк26
Ванёк26

Зачем портить хорошую вешь?

ZIL.ok.130
ZIL.ok.130

Чёйта портеть, чё портеть то сразу? Крышкой накрыць — нехай хоть гас выра батываюд.
Кста, ты в курсе, шо пекарские дрожжи научили вырабатывать каннабиоиды? Представляешь нарикам айф — сразу и приход и хавчик? Сиди се жуй чипсы мучные и балдей.

Ванёк26
Ванёк26

Я про установку говорю. Разберут же

Nack
Nack

Япы, когда не мриют за Курилы, отсыпали острова, хоронили туда мусор и сверху мастырили микрорайоны с подачей электричества произведенного из этого самого биогаза. Как сейчас не знаю — там мусор вроде как девать куда не знают т.к. китайцы принимать его отказались, а производится его в огромных количествах. Значит отсыпаться перестали чоли…

zontik
zontik

Лично, был в компании которая хотела сие внедрить, в теперь уже далёком 2009 году, но почему-то не взлетело, возможных причин три:
1. Директора хотели отхапать, не тот кусок… специализация фирмы было зерноочистка, сушка и хранение зерна, а не животноводство.
2. Генератор работающий на биогазе, выходил из строя, так как при сжигании биогаза образовывалась зола (это мнение энергетика фирмы, не моё), то есть топить биогазом можно, а вот для электроэнергии нужна доп очистка.
3. Экономика, затраты на строительство и эксплуатацию не превышали выгод от выработки тепла и электроэнергии, окупается такая уставка в России очень долго.

А Яндекс-поиск выдал статью 2014 года ( https://clck.ru/FJek4 ) в которой приводится 3 причина почему биогаз непопулярен в России, я думаю что ситуация за 5 лет не сильно изменилась. В статье пишется, что Европе биогаз шёл в 2014 г. по 1000$ за килокуб., это цена природного газа на спотовом рынке Европы (для мелких потребителей), поэтому там биогаз животноводам выгоден.

ИМХО биогаз — это решение для стран бедных дешёвыми источниками топлива и энергии, но развитых в промышленном отношении, то есть для Европы в самый раз. России при наличии Росатома и Газпрома, это решение чисто фриковское. Затрахаетесь содержать персонал по обслуживанию биогазного завода.

O KAK
O KAK

А генератор Шауберга реален или нет?

Ոሉαዙҿτα ಭҿҝҿሉҿʓяҝα〄
Ոሉαዙҿτα ಭҿҝҿሉҿʓяҝα〄

Гокда изобретуд житкосдь без вязкости, тогда нужно и поинтересоваться)

ZIL.ok.130
ZIL.ok.130

Ты чё — без батареек долго был?
Уже изо брели. Сверхтекучесь. Капица старший.