√енерирующие установки на биогазе. Ёкономика и решени€

√енерирующие установки на биогазе. Ёкономика и решени€

ѕо экономической эффективности генерирующие установки на биогазе могут оставить далеко позади технологии использовани€ других энергоресурсов, как возобновл€емых, так и невозобновл€емых.

Ѕиогаз – продукт анаэробного (без доступа воздуха) разложени€ органических веществ самого разного происхождени€ (навоз, отходы пищепрома, иные биологические отходы). —остоит биогаз на 50-70% из метана (CH4) и на 30-50% из углекислого газа (CO2). ≈го можно использовать как топливо дл€ получени€ тепла и электричества. ¬ энергобалансе европейских стран биогаз занимает 3-4%. ¬ ‘инл€ндии, Ўвеции и јвстрии, благодар€ госстимулированию биоэнергетики, его дол€ достигает 15-20%. ¬  итае действует 12 млн. маленьких «семейных» биогазовых установок, снабжающих газом в основном кухонные плиты. –аспространена эта технологи€ в »ндии, в јфрике (рис. 1). ¬ –оссии же установки дл€ получени€ биогаза можно сосчитать по пальцам. ¬ нашей стране исследовани€ в этом направлении были начаты в 40-х годах прошлого века, но потом работы фактически свернулись.




–ис. 1

“ем не менее, сегодн€ в –оссии вновь растет интерес к биогазу. ќсобенно со стороны сельских товаропроизводителей. –€д агропредпри€тий зан€лись строительством установок по производству биогаза. ј так же на рынок вышел р€д компаний, предлагающих услуги по строительству и вводу в эксплуатацию биогазовых установок. ‘актически данна€ технологи€ сегодн€ из разр€да опытно-экспериментальной переходит в разр€д коммерческого продукта.

“ехнологи€ производства биогаза сравнительно проста (рис. 2): органическа€ масса (навоз, отходы и пр.) периодически подаетс€ в резервуар-реактор, где и происходит процесс ферментации. ƒл€ протекани€ процесса в штатном режиме необходимо поддерживать определенную температуру в реакторе и перемешивать содержимое. ¬се операции провод€тс€ так, чтобы исключить доступ воздуха в реактор. «а процесс ферментации отвечают бактерии. ќбычно они попадают в установку вместе с биомассой (содержатс€ в навозе). Ћибо их ввод€т специально – единоразово в момент запуска реактора. ¬ерхн€€ часть реактора – газгольдер служит дл€ сбора и хранени€ биогаза. —оответственно снизу отводитс€ «перебродивша€» биомасса, €вл€юща€с€ по сути универсальным органическим удобрением (биогумус).

ѕротекание данного процесса делим по температурному режиму:

- психофильный (до ≈25 °C)

- мезофильный (от 32 до 42 °C)

- термофильный (от 50 до 57 °C)




–ис. 2

Ѕиогаз, как мы уже знаем, состоит из метана и углекислого газа. »х можно разделить и использовать метан как обычный природный газ. Ќо чаще биогаз используют без сепарации в энергетических установках, отрегулированных именно под этот вид топлива. ѕодача газа происходит пр€мо из газгольдера. Ѕиогаз может использоватьс€ в бойлерных установках (дл€ получени€ тепла), в газовых турбинах или газопоршневых двигател€х. ќбычно они работают в режиме когенерации – на производство электроэнергии и тепла.  ак замечает руководитель направлени€ по генерации √  «Ён“ерра» ћарк ѕотер€ев, в биогазовых энергоустановках лучшие характеристики показывают газопоршневые установки. ” них эффективность выше, чем у газотурбинных.

”становки тригенерации (электричество-тепло-холод) развити€ пока не получили. “ем не менее, у биогаза в этом направлении хорошие перспективы. ≈сли довести ситуацию до идеала, то биогазовый комплекс может работать в режиме «пентагенерации» - производить электроэнергию, тепло, холод, органические удобрени€ и «сухой лед». ѕоследний можно получать в процессе разделени€ биогаза на метан и углекислый газ в мембранных контакторах, где происходит разделение основных компонентов на технически чистые метан и —ќ2. ѕодобные технологии отрабатывались в начале 80-х в ќдессе на станци€х ћинобороны.




–ис. 3 —хема замкнутого безотходного производства на биоотходах


Ёкономика биогаза

†—ырье дл€ биогазовых установок имеетс€ в достаточных количествах на станци€х очистки сточных вод, на свалках мусора, на свинофермах, птицефабриках, в коровниках. »менно агропредпри€ти€ считаютс€ основным потребителем биогазовых технологий на ближайшую перспективу. ¬ пользу этого играет неплоха€ экономика подобных проектов. »з тонны навоза  –— получаетс€ 30-50 м3 биогаза с содержанием метана 60%. ‘актически одна корова способна обеспечить получение 2,5 кубометра газа в сутки. Ќу а из одного кубометра биогаза можно выработать около 2 к¬т электроэнергии. ѕлюс вырабатываетс€ органическое удобрение, использование которого ощутимо улучшает экономические характеристики биогазовой установки. »з расчетов, приведенных ћарком ѕотер€евым, видно, что окупаемость генерирующей установки, построенной под топливную базу – стадо  –— 900 голов, окупаетс€ в режиме производства тепла и электроэнергии за 5-7 лет, а если же учитывать стоимость получаемых удобрений, то срок окупаемости сокращаетс€ до 2,5 лет.  стати, специалисты замечают, что полученный биогумус – это экологически чистое удобрение, лишенное нитритов, сем€н сорн€ков, болезнетворной микрофлоры, специфических запахов. –асход этих удобрений составл€ет 1-5 т вместо 60 т необработанного навоза дл€ обработки 1 га земли. »спытани€ показывают еще и увеличение урожайности в 2-4 раза.

–ешение от √  «Ён“ерра»

«јќ √  «Ён“ерра» – один из первых в –оссии профессиональных игроков на рынке технических решений дл€ производства генерирующих биогазовых установок.  омпани€ разрабатывает и строит «под ключ» установки малой генерации, работающие на разных видах топлива – на классических газе и мазуте, на синтез-газе (вырабатываемом из опила, торфа и других субстанций) и на биогазе. ѕричем именно в конструкции биогазовых энергоустановок реализованы достаточно интересные технические решени€, благодар€ которым этот, пока еще новый дл€ –оссии вид энергетики может оказатьс€ очень удачным решением при организации энергоснабжени€ животноводческих хоз€йств, перерабатывающих, коммунальных и других предпри€тий.

¬ основе решени€ от √  «Ён“ерра» лежит хорошо отработанна€ в течение многих лет технологи€: реактор-газгольдер-газопоршнева€ установка. —ледует заметить, что реакторы бывают двух основных типов: наземные (получили широкое развитие, например, в √ермании) и заглубленные (попул€рны в ƒании). ¬ услови€х –оссии заглубленные реакторы так же более предпочтительны, так как лучше сохран€ют тепло и требуют меньше энергии на поддержание оптимальной температуры. —пециалисты √  «Ён“ерра» собрали в единый проект самые современные научные разработки и серийное, проверенное в эксплуатации оборудование. ¬ результате заказчику предлагаетс€ сбалансированный проект, с характеристиками, подобранными точно под конкретные услови€ эксплуатации. ≈ще одно важное качество биогазовых установок от √  «Ён“ерра» - полностью автоматизированный режим работы.

¬ ходе формировани€ проекта удалось решить важнейшую задачу – разработана модель (спасибо российской математической школе) дл€ расчета реактора, в котором брожение биомассы будет происходить в оптимальном режиме во всем объеме резервуара. »менно эту задачу, кстати, как правило, не удаетс€ решить «народным умельцам», создающим собственные биогазовые установки. ≈ще одна особенность биогазового решени€ от √  «Ён“ерра» – автоматизаци€ всех процессов – от подачи биомассы в реактор до генерации электроэнергии. Ќа всех этапах (брожение, образование газовой смеси перед подачей в двигатель т.п.) осуществл€етс€ приборный контроль. »нформаци€ от датчиков поступает в единую ј—” “ѕ, котора€ посто€нно обеспечивает оптимальные параметры работы всех элементов установки. —истема автоматики контролирует работу насосной станции, мешалок, системы подогрева, газовой автоматики, генератора и подачу электроэнергии потребителю. Ёлектрическа€ часть установки оснащаетс€ –«ј и другими механизмами защиты. ѕричем генератор может работать как в автономном «островном» режиме, так и параллельно с электрическими сет€ми.

¬ целом √  «Ён“ерра» предлагаетзаказчику следующий комплекс услуг:

1. ѕодготовка предпроектной документации.

2. –азработка “Ёќ биогазовой установки.

3. –азработка рабочего проекта (включа€ систему автоматизации).

4. «акупка оборудовани€ и комплектующих.

5. —троительство и монтаж установки.

6. «апуск и выход на технологический режим работы.

7. ѕри необходимости утверждение тарифа и получение техусловий на присоединение к сет€м.

†ќриентировочно установка будет состо€ть из следующих элементов: 2 приемные емкости; 2 газгольдера; 2 емкости сбраживани€; 1 контейнер (быстровозводимое здание) с насосной группой; 1 контейнер с газопоршневой установкой и системой автоматики. —троительство и запуск установки в эксплуатацию занимает 8-10 мес€цев (в зависимости от параметров проекта).

Ќа сегодн€шний день основным (но не единственным) заказчиком биогазовых установок (мини-“Ё÷) видитс€ российское животноводство. »менно в услови€х фермы или птицефабрики подобный проект имеет наилучшие экономические показатели. Ќапример, дл€ стада  –— в 900 голов (исход€ из количества продуцируемого навоза) биогазова€ установка обойдетс€ в 45 млн. руб. —рок окупаемости проекта – 2,5 года. ѕри определении срока окупаемости исходим из тарифа дл€ агропредпри€тий 3,8-4,5 руб. за 1 к¬т ч электроэнергии и из стоимости биогумуса 8 руб. за 1 кг. ≈сли не брать в расчет производимое в реакторе удобрение, то срок окупаемости биогазовой установки увеличиваетс€ до 5 лет. ”становка, работающа€ на отходах м€соперерабатывающего предпри€ти€, окупаетс€ менее чем за два года.†

»сточник: energyland.info

  • ƒата публикации: 20.02.2013
  • 4751
ќќќ Ђƒ≈Ћќ¬џ≈ —»—“≈ћџ —¬я«»ї
ќтраслевой информационно-аналитический портал, посв€щЄнный энергетике Ѕеларуси. јктуальные новости и событи€. ѕодробна€ информаци€ о компани€х, товары и услуги.
220013
–еспублика Ѕеларусь
ћинск
ул. ул. Ѕ. ’мельницкого, 7, офис 310
+375 (17) 336 15 55 , +375 (25) 694 54 56 , +375 (29) 302 40 02 , +375 (33) 387 08 05
+375 (17) 336 15 56
info@energobelarus.by
ЁнергоЅеларусь

ЁнергоЅеларусь

ЁнергоЅеларусь

ЁнергоЅеларусь

191611654
5
5
1
150
150