Биогаз и биометан – терминаторы анаэробных бактерий в энергообеспечении

Самый эффективный энергоуниверсал с биотехнологической составляющей

Наиболее благоприятным направлением в решении проблемы энергообеспечения потребностей населения и производства становится поиск и использование возобновляемых источников энергии. Среди них широкое развитие получает новый сегмент экономики, охватывающий производство энергоносителей из биомассы, то есть биотоплива. Настоящим универсалом и наиболее эффективным энергоносителем из всех биоэнергий является биогаз, получаемый из воспроизводимого сырья и органических отходов.

Биогаз образуется в результате брожения разных видов биомассы. Основным его компонентом является горючий метан, содержание которого зависит от типа сырья и процесса брожения. Биогаз – следствие природного процесса микробного разложения органической массы во влажной среде в анаэробных условиях (при отсутствии кислорода).

Этот процесс реализуется метаногенными микроорганизмами, которые фактически переваривают органическое сырье, а биогаз – продукт их жизнедеятельности. Для обеспечения жизнеспособности биотехнологической системы биогазовой станции технологией предусмотрено постоянное поддержание соответствующей температуры производственных процессов. Очень важно соблюдать температурный промежуток, ведь температурное колебание 0,5…10 °С способно угнетать жизнеспособность микроорганизмов и, соответственно, снижать эффективность общего производственного процесса.

Сырьевое обеспечение биогазового производства

Перспективными для биогазового производства являются побочные продукты агропромышленного комплекса, в частности после производства крахмала, сахара, алкоголя, пива. Ранее такое сырье использовалось в качестве кормов, а в настоящее время значительно эффективнее перерабатывать побочные продукты АПК через биогазовое производство и получать энергетический урожай, используя потенциал биомассы.

Таблица. Потенциал полученной электроэнергии от переработки побочных продуктов пищевой и перерабатывающей промышленности

Необходимо осознать, что органические отходы и остатки – на самом деле не отходы, а полноценный вид энергетического сырья. Биогазовые станции способны энергетически переработать и утилизировать практически все отходы, независимо от их типа, вида и особых характеристик. Ни одна технология не может похвастать такой универсальностью!!!

Стабильность технологии

Биогазовые технологии – надежный островок стабильности, благодаря которому поддерживаются другие виды энергии, в частности солнечная и ветровая. Солнце не светит круглосуточно, а ветер не дует по графику. Соответственно, генерация ресурсов из них не может быть непрерывной. Биогазовая же энергия обеспечивается постоянно, в режиме 24/7. Это позволяет не только производить электрическую, тепловую энергию, биометан – аналог природного газа, но и покрывать пиковые нагрузки в сетях, где задействована солнечная и ветровая генерация.

«Старший брат» биогаза – биометан

Для подачи биогаза в сеть природного газа он должен иметь такое же содержание метана, как и природный газ. Для этого из биогаза удаляется углекислый газ.

Когда в биогазе достигается содержание метана на уровне 98 %, его называют биометаном и он может подаваться в существующую газовую сеть. Каждый автомобиль, ездящий на газу, может также без проблем заправляться биометаном. А работающий на биометане сокращает выбросы углекислого газа до 90 % по сравнению с аналогичным автомобилем с бензиновым двигателем. Кроме того, такое авто обходится водителю вдвое дешевле из расчета расходов на топливо на километр.

По оценкам Биоэнергетической ассоциации Украины, технически достижимый потенциал производства биометана составляет 9,7 млрд м3/год. Это около 80 % годового импорта природного газа.

Лабораторные исследования состава сырья – залог эффективности биогазовой станции

На предварительном этапе разработки проекта биогазовой станции крайне важно, целесообразно, необходимо и рекомендовано провести лабораторные исследования физико-химического состава сырья. Ведь от состава органического сырья напрямую будет зависеть эффективность биогазового производства в долгосрочной перспективе.

Подчеркиваю, что эффективность биогазового производства закладывается на первых этапах разработки и дизайна проекта, основой является сырьевое обеспечение, а потому не следует пренебрегать подтверждением его качества путем лабораторного исследования – это обычно дорого обходится.

Но как бы сложно ни звучали в нашем понимании такие интересные и энергетически-увлекательные термины, как «биогаз и биометан», – в ХЛР Вы всегда найдете оборудование даже для этих отраслевых объектов. При четком понимании вида и типа органического сырья, которое будет использоваться в конкретной биогазовой станции, и показателей его физико-химического состава разрабатывается решение, отвечающее требованиям сырья.

Для оценки показателей биогаза и биометана, таких как метан, диоксид углерода, сероводород, кислород, лучшим решением является использование газоанализаторов (портативных или стационарных).

Что же касается сырья, то массовую долю азота и аммонийного азота фосфатов можно определить с помощью спектрофотометра. Влажность помогут определить весы-влагомеры. А автоматический титратор проанализирует содержание сухого органического сырья, определит соотношение летучих жирных кислот и усредненной щелочности субстрата (FOS / TAC).

А я и мои коллеги поможем подобрать оптимальные решения именно для направления производства биогаза и биометана.

Ниже я собрал полезные ссылки на приборы для определения основных параметров биогаза и биометана, а также основных показателей сырья. Также предлагаю уникальное решение для оценки потенциального производства биогаза по таким параметрам, как скорость производства биогаза и % метана, – лабораторную биогазовую установку Methan Tube.

Полезные ссылки:

Газоанализатор SKY 8000 для определения физико-химических показателей биогаза и биометана

Спектрофотометр Optizen POP для анализа сырья

Титратор Titroline 5000

Весы-влагомеры Ohaus MB90/MB120

Лабораторная биогазовая установка Methan Tube

Искренне Ваш

Евгений Денисенко

Эксперт отраслевой группы «Пищевая промышленность»