Біогаз і біометан – термінатори анаеробних бактерій в енергозабезпеченні

Найефективніший енергоуніверсал із біотехнологічною складовою

Найбільш сприятливим напрямом у вирішенні проблеми енергозабезпечення потреб населення й виробництва стає пошук і використання відновлюваних джерел енергії. Серед них широкого розвитку набуває новий сегмент економіки, який охоплює виробництво енергоносіїв з біомаси, тобто біопалива. Справжнім універсалом і найбільш ефективним енергоносієм з усіх біоенергій є біогаз, що його отримують із відтворюваної сировини й органічних відходів.

Біогаз утворюється в результаті бродіння різних видів біомаси. Основним його компонентом є горючий газ метан, вміст якого залежить від типу сировини й процесу бродіння. Біогаз є наслідком природного процесу мікробного розкладання органічної маси у вологому середовищі в анаеробних умовах (за відсутності кисню).

Цей процес реалізується метаногенними мікроорганізмами, які фактично перетравлюють органічну сировину, а біогаз – продукт їх життєдіяльності. Для забезпечення життєздатності біотехнологічної системи біогазової станції технологією передбачено постійне підтримання відповідної температури виробничих процесів. Дуже важливо дотримуватися температурного проміжку, адже температурне коливання 0,5…10 °С здатне пригнічувати життєздатність мікроорганізмів і, відповідно, знижувати ефективність загального виробничого процесу.

Сировинне забезпечення біогазового виробництва

Перспективними для біогазового виробництва є побічні продукти агропромислового комплексу, зокрема після виробництва крохмалю, цукру, алкоголю, пива. Раніше така сировина використовувалася як корми, нині ж значно ефективніше переробляти побічні продукти АПК через біогазове виробництво й отримувати енергетичний урожай, використовуючи потенціал біомаси.

Таблиця. Потенціал отриманої електроенергії від перероблення побічних продуктів харчової та переробної промисловості

Необхідно усвідомити, що органічні відходи й рештки насправді є не відходами, а повноцінним видом енергетичної сировини. Біогазові станції здатні енергетично переробити й утилізувати практично всі відходи, незалежно від їх типу, виду й особливих характеристик. Жодна технологія не може похвалитися такою універсальністю!!!

Стабільність технології

Біогазові технології є надійним острівцем стабільності, завдяки якому підтримуються інші види енергії, зокрема сонячна й вітрова. Сонце не світить цілодобово, а вітер не дме за графіком. Відповідно, генерація ресурсів із них не може бути безперервною. Натомість біогазова енергія забезпечується постійно, у режимі 24/7. Це дає змогу не тільки виробляти електричну, теплову енергію, біометан – аналог природного газу, але й покривати пікові навантаження в мережах, де задіяна сонячна та вітрова генерація.

«Старший брат» біогазу – біометан

Для подавання біогазу в мережу природного газу він повинен мати такий самий вміст метану, як і природний газ. Для цього з біогазу видаляється вуглекислий газ.

Коли в біогазі досягається вміст метану на рівні 98 %, його називають біометаном і він може подаватися в наявну газову мережу. Кожен автомобіль, який їздить на газу, може також без проблем заправлятися біометаном. А той, що працює на біометані, скорочує викиди вуглекислого газу до 90 % порівняно з аналогічним автомобілем із бензиновим двигуном. Крім того, таке авто обходиться водієві вдвічі дешевше з розрахунку витрат на паливо на кілометр.

За оцінками Біоенергетичної асоціації України, технічно досяжний потенціал виробництва біометану становить 9,7 млрд м3/рік. Це близько 80 % річного імпорту природного газу.

Лабораторні дослідження складу сировини – запорука ефективності біогазової станції

На попередньому етапі розроблення проєкту біогазової станції вкрай важливо, доцільно, необхідно й рекомендовано провести лабораторні дослідження фізико-хімічного складу сировини. Адже від складу органічної сировини напряму залежатиме ефективність біогазового виробництва в довготривалій перспективі.

Наголошую, що ефективність біогазового виробництва закладається на найперших етапах розроблення й дизайну проєкту, основою є сировинне забезпечення, а тому не варто нехтувати підтвердженням його якості шляхом лабораторного дослідження – це зазвичай дорого коштує.

Але як би складно не звучали в нашому розумінні такі цікаві й енергетично-захопливі терміни, як «біогаз і біометан», – у ХЛР Ви завжди знайдете обладнання навіть для цих галузевих об’єктів. За чіткого розуміння виду й типу органічної сировини, яка використовуватиметься в конкретній біогазовій станції, та показників її фізико-хімічного складу розробляється рішення, що відповідає вимогам сировини.

Для оцінювання показників біогазу й біометану, таких як метан, діоксид вуглецю, сірководень, кисень, найкращим рішенням є використання газоаналізаторів (портативних або стаціонарних).

Що ж стосується сировини, то масову частку азоту й амонійного азоту, фосфатів можна визначити за допомогою спектрофотометра. Вологість допоможуть визначити ваги-вологоміри. А автоматичний титратор проаналізує вміст сухої органічної сировини, визначить співвідношення летких жирних кислот і усередненої лужності субстрату (FOS / TAC).

А я і мої колеги допоможемо підібрати оптимальні рішення саме для напряму виробництва біогазу й біометану.

Нижче я зібрав корисні посилання на прилади для визначення основних параметрів біогазу і біометану, а також основних показників сировини. Також пропоную унікальне рішення для оцінювання потенційного виробництва біогазу за такими параметрами, як швидкість виробництва біогазу та % метану, – лабораторну біогазову установку Methan Tube.

Корисні посилання:

Газоаналізатор SKY 8000 для визначення фізико-хімічних показників біогазу й біометану

Спектрофотометр Optizen POP для аналізу сировини

Титратор Titroline 5000

Ваги-вологоміри Ohaus MB90/MB120

Лабораторна біогазова установка Methan Tube

Щиро Ваш

Євген Денисенко

Експерт галузевої групи «Харчова промисловість»