Что такое биогаз?
Благодаря значительному поголовью крупного рогатого скота, свиней и птицы Россия обладает огромным потенциалом для использования нетрадиционных (альтернативных) источников энергии на основе использования биологических отходов.
До сих пор этот потенциал остается не востребованным, так как в стране полностью отсутствует культура вторичного использования биологических отходов, и нет какого-либо исторического опыта их использования в целях производства энергии.
Одним из способов решения данной проблемы является использование биогазовых технологий, суть которых заключается в переработке биологических отходов в реакторе биогазовой установки без доступа воздуха.
В биогазовой установке происходит переработка навоза и растительных остатков с получением горючего биогаза и высококачественного удобрения - биошлама.
Биогаз - это горючая газовая смесь, состоящая из 50-70% метана (CH4), которая образуется из органических субстанций в результате анаэробного и микробиологического процессов. Также в состав биогаза входят 30 - 40% углекислого газа (CO2) и небольшие количества сероводорода (Н2S), аммиака (N2), водорода(H2) и оксида углерода (CO).
В связи с достаточно высоким содержанием энергии, биогаз можно использовать в качестве энергоносителя для производства электроэнергии и тепла. Содержание энергии в биогазе напрямую зависит от количества метана. Из одного мі метана можно получить почти десять (9,94) киловат-часов электроэнергии. Если предположить, что в биогазе содержится 60% метана, то из одного мі биогаза можно получить около шести киловат-часов электроэнергии.
Биологическое образование метана это натуральный природный процесс, который протекает везде, где во влажной, без доступа кислорода среде, под действием метанобразующих бактерий разлагается органический материал. Например, в желудочном тракте жвачных животных, компостных ямах или на рисовых полях.
До сих пор этот потенциал остается не востребованным, так как в стране полностью отсутствует культура вторичного использования биологических отходов, и нет какого-либо исторического опыта их использования в целях производства энергии.
Одним из способов решения данной проблемы является использование биогазовых технологий, суть которых заключается в переработке биологических отходов в реакторе биогазовой установки без доступа воздуха.
В биогазовой установке происходит переработка навоза и растительных остатков с получением горючего биогаза и высококачественного удобрения - биошлама.
Биогаз - это горючая газовая смесь, состоящая из 50-70% метана (CH4), которая образуется из органических субстанций в результате анаэробного и микробиологического процессов. Также в состав биогаза входят 30 - 40% углекислого газа (CO2) и небольшие количества сероводорода (Н2S), аммиака (N2), водорода(H2) и оксида углерода (CO).
В связи с достаточно высоким содержанием энергии, биогаз можно использовать в качестве энергоносителя для производства электроэнергии и тепла. Содержание энергии в биогазе напрямую зависит от количества метана. Из одного мі метана можно получить почти десять (9,94) киловат-часов электроэнергии. Если предположить, что в биогазе содержится 60% метана, то из одного мі биогаза можно получить около шести киловат-часов электроэнергии.
Биологическое образование метана это натуральный природный процесс, который протекает везде, где во влажной, без доступа кислорода среде, под действием метанобразующих бактерий разлагается органический материал. Например, в желудочном тракте жвачных животных, компостных ямах или на рисовых полях.
Первая биогазовая установка была построена в Индии в 1959 году. В 1895 году биогаз применялся в Великобритании для уличного освещения. В 1930 году, с развитием микробиологии, были обнаружены бактерии, участвующие в процессе производства биогаза.
Мировой энергетический кризис последних лет ускорил очень важное развитие в области возобновляемой и альтернативной энергии, в том числе - в области производства и использования биогаза.
Технология производства биогаза развивалась в первую очередь в агропромышленном секторе, особенно в скотоводстве и птицеводстве, что позволяло частично решать проблемы утилизации навоза и в то же время получать энергию, в частности электрическую, которая поставляется по льготной, повышенной цене (т.н. "зеленый тариф").
Мировой энергетический кризис последних лет ускорил очень важное развитие в области возобновляемой и альтернативной энергии, в том числе - в области производства и использования биогаза.
Технология производства биогаза развивалась в первую очередь в агропромышленном секторе, особенно в скотоводстве и птицеводстве, что позволяло частично решать проблемы утилизации навоза и в то же время получать энергию, в частности электрическую, которая поставляется по льготной, повышенной цене (т.н. "зеленый тариф").
Биогаз также может производиться из специально выращенных энергетических культур, например из кукурузного силоса. Выход газа может достигать до 500 м3 с тонны.
Производство биогаза является технологией, получившей большие средства для развития и сегодня можно сказать, что эта технология стала совершенна. Германия - страна, в которой применение биогаза наиболее развито. Самое большое количество биогазовых установок расположено на территории именно этого государства (более 6000). С помощью дотаций (зеленый закон) Германия запустила большую программу возобновления растений на базе кукурузы и производства энергии, в результате появились биогазовые установки с мощностью до 20 МВт/ч.
Производство биогаза является технологией, получившей большие средства для развития и сегодня можно сказать, что эта технология стала совершенна. Германия - страна, в которой применение биогаза наиболее развито. Самое большое количество биогазовых установок расположено на территории именно этого государства (более 6000). С помощью дотаций (зеленый закон) Германия запустила большую программу возобновления растений на базе кукурузы и производства энергии, в результате появились биогазовые установки с мощностью до 20 МВт/ч.
Итак, на сегодняшний день производство биогаза - это высокоразвитая, надежная, но малоиспользуемая технология.
Процесс образования биогаза можно разделить на четыре фазы:
Гидролизная фаза:
Кислотообразующая фаза:
Ацетогенная фаза:
Метаногенез:
Во время протекания гидролизной фазы, в результате жизнедеятельности бактерий, устойчивые субстанции (протеины, жиры и углеводы) разлагаются на простые составляющие (например аминокислоты, глюкоза жировые кислоты).
Образованные во время гидролизной фазы простые составляющие разлагаются на органические кислоты (уксусная, пропионовая, масляная), спирт, альдегиды, водород, диоксид углерода, а также такие газы, как аммиак и сероводород. Этот процесс протекает до тех пор, пока развитие бактерий не замедлится под воздействием образованных кислот.
Под воздействием ацетогенных бактерий, из образованных во время кислотообразующей фазы кислот, вырабатывается уксусная кислота.
Уксусная кислота разлагается на метан, углекислый газ и воду (2СH3COOH---CH4+CO2+ 2H2O). Водород и углекислый газ преобразуются в метан и воду (CO2+4H2---CH4+2H2O).