Біогаз

 

Альтернативні джерела енергії на сьогоднішній день — не примха, а сувора необхідність. Високі (і продовжуючі рости) ціни на електрику і газ сильно б’ють по кишені і змушують підприємців шукати оптимальну заміну традиційним способам обігріву та освітленню площ. Перспективним, вигідним і зручним варіантом може стати біогазова установка. Така споруда дозволяє утилізувати відходи, а також отримувати на виході метан і екологічно чисте добриво — суцільна вигода, як не крути.

Традиційно в сільській місцевості існує кілька способів опалення приміщення і нагріву води: за допомогою природного газу, електрикою або по-старому — дровами. Перший спосіб зручний в тому випадку, якщо неподалік є газове родовище, в іншому випадку доводиться доплачувати ще за транспортування. Але навіть з переплатою такий варіант вигідніше, ніж використання електроприладів, накручуючих лічильник так, що бюджет тріщить по швах. Що ж до дідівського методу — ціна також залежить від транспорту. Будь-яке перевезення, будь то вугілля, колоди, пелети або брикети, коштує чимало.

Зважаючи на вищеперелічені причини, багато сільскогосподарів починають поглядати в бік Європи і переймати досвід видобутку і використання біопалива, що називається, не виходячи за ворота власного двору.

Отримати метан біогаз можна з таких видів сировини:

• рослинний (трава, сіно, кукурудзяний силос, бурякова гичка);
• тваринний (відходи бойні, жир, прострочені продукти м’ясокомбінатів);
• калійних (гній великої рогатої худоби, пташиний послід, свинячі, кінські фекалії).

Це відкриває нові можливості для різних підприємств, що займаються тваринництвом, птахівництвом, землеробством. А якщо ще врахувати, що надлишки “зеленої” електроенергії можна продавати державі за спеціальними завищеними тарифами, відповідно до Закону України “Про електроенергетику”, то перспективи і зовсім стають райдужними.

Для всіх, хто бажає долучитися до спільноти біогазовидобувачів і цікавиться альтернативними способами отримання електроенергії, ми зібрали саму цікаву і гідну уваги інформацію, яка проливає світло на прогресивний метод отримання біоенергії.

Факт №1: сировина сировини не рівня, а біогаз з трави краще “гнойового”

Як ми писали вище, існує безліч варіантів біосировини придатної для видобутку пального метану — від індичого посліду і відбраковування м’ясного виробництва до залишків жиру і виноградного макухи. У чому ж різниця? В кількості одержуваного палива і в його якості! Давайте розберемося докладніше.

Одним з найбільш вживаних видів “заправки” є гній великої рогатої худоби. Причин цього кілька:

1. Він дешевий і доступний у великих обсягах.
2. Ферментація запускається практично в момент завантаження.
3. Короткий робочий цикл, який займає близько двох тижнів.
4. Можна використовувати без рослинних добавок.

На виході виходить до 60 м³ біогазу, що містить близько 60% метану. Іншу частину займають вуглекислий газ, сірководень, аміак і водень.

Важливо знати, що свинячі і курячі фекалії необхідно розбавляти силосом або іншою рослинною сировиною, інакше процес розмноження корисних бактерій буде гальмуватися через токсичність вихідного матеріалу.

Більш вагомий вихід біогазу дає сировина рослинного походження. Так, з тонни свіжоскошеної зеленої трави отримують до 250 м³ газу з вмістом метану 70%. Кукурудза, буряк, водорості дають трохи менший результат, але також активно використовуються в біогазових установках. У порівнянні з сировиною з екскрементів, рослини мають більш тривалим робочим циклом – близько двох місяців. До того ж, завантажувати в установку їх можна тільки після попереднього подрібнення.

Найефективнішим “заправним матеріалом” є відходи тваринного походження. З тонни жиру можна отримати до 1500 м³ біогазу з концентрацією метану 85%. У перебіг йдуть різні частини туш з боєнь, неліквід молочних заводів, прострочені продукти з м’ясних фабрик. Обов’язкова вимога — завантажувати в встановлення дрібно подрібнені частинки.

Факт №2: трубопровід біогазової установки річ тендітна і вимагає дбайливого ставлення

Мало ретельно подрібнити надходиячу в обладнання сировину. Причиною поломки може стати будь-який камінчик, гвинтик, осколок. Тверді включення запросто забивають труби, перешкоджаючи роботі насосів і зупиняючи міксери. Для того, щоб уникнути неприємностей і не витрачати гроші на ремонт техніки, необхідно дотримуватися правил експлуатації і підтримувати рівень завантажується сухої речовини нижче 11%, а органічного — не більше 6 кг на 1 м³.

Факт №3: ПАР, дезінфікуючі засоби і антибіотики сповільнюють вироблення метану

Ворог сучасного тваринництва — антибіотики. Дуже часто їх додають в корм для худоби і птиці. Крім того, що такі “харчові добавки” можуть завдати шкоди людському здоров’ю, вони потрапляють в гній, пригнічують бактеріальну середу і тим самим уповільнюють вироблення біометану. Також при обробці полів не слід захоплюватися засобами з великим вмістом фосфатів і нітратів.

Те ж стосується і миючих речовин, які використовуються для прибирання приміщень, в яких утримуються тварин. При неправильно проведеної дезінфекції загонів, сховищ кормів і готової скотобійної продукції, чистячі засоби потрапляють до складу сировини, згодом закладається в реактор біогазової установки, в результаті чого сповільнюється процес утворення метану.

Країни зі сприятливим для виноградарства кліматом активно використовують відходи винних заводів для отримання біометану. Франція, Іспанія, Болгарія, а останнім часом і Україна, можуть похвалитися наявністю установок, що працюють на виноградному макусі і відходах фруктів, які використовуються для виробництва соків.Факт №4: виноградники України — плацдарм для біогазових установок

Тепле і довге літо дозволяє отримувати хороші врожаї, а значить і достатню кількість сировини для заправки реактора біогазової станції. Українським першовідкривачем в даній галузі став Вознесенський коньячний завод, розташований в Миколаївській області. Той самий, який випускає знаменитий “Грінвіч”.

Факт №5: не тільки сировина, але і спосіб зберігання має значення

Умови в яких готується гній грають важливу роль і суттєво впливають на його якість. Найменш трудомістким є пухкий (гарячий) спосіб заготівлі, коли гній укладають шаром і не ущільнюють. При такій методиці розкладання відбувається під впливом кисню швидко, але нерівномірно. До того ж, інтенсивність ферментації і втрати азоту безпосередньо пов’язані з температурою навколишнього середовища. В результаті якість готового продукту залишає бажати кращого — підсихає по краях, сильно розкладаючись при цьому всередині.

Другий метод — щільний (або холодний). Гній укладають в сховище або поле штабелями — шарами шириною до 6 м і висотою 1 м, і відразу ж ущільнюють. На першому ущільненому шарі роблять другий, третій і так далі, поки споруда не досягне приблизно триметрової висоти. Готовий штабель зверху засипають соломою, землею або торфом.

Такі штабелі укладаються впритул один до одного, тим самим мінімізуючи доступ кисню і підтримуючи досить низьку температуру (не вище 35°С влітку) — звідси і назва способу. Розкладається такий гній повільно, до повного перегнивання може пройти 7-8 місяців. Але і втрати азоту і органічних речовин при цьому мінімальні.

Рихлоплотний (гарячепресований) спосіб використовують в тих випадках, коли важлива швидкість розкладання. Укладений в гноєсховище метровий шар пухкого гною залишають на час, необхідний для підняття його температури до 70°С (зазвичай це займає тиждень). Далі шар ущільнюють і накривають наступним пухким шаром.

Так продовжують до тих пір, поки висота штабеля не досягне приблизно 3 м. Після цього в повністю ущільненому штабелі температура знижується до 30-35°С, і розкладання сповільнюється. Якість готового продукту досить висока, а весь процес займає в два рази менше часу, ніж при гарячому зберіганні.

Факт №6: подвійна вигода гною — біогаз і натуральне добриво

Сьогодні в сільськогосподарському секторі превалює добриво мінеральними речовинами. Адже поріг їх засвоюваності не перевищує 50%, в той час як натуральні добрива дають практично стовідсоткову засвоюваність і не забруднюють грунт нітратами.

До плюсів біогазової установки можна віднести отримання абсолютно екологічних м’яких добрив, чия користь для землі незаперечна — їх застосування підвищує врожайність і впливає на якість вирощуваних овочів і фруктів. До того ж, біогумус в порівнянні зі звичайним гноєм має такі переваги:

• в ньому немає насіння бур’янів;
• знищується хвороботворна мікрофлора;
• максимально зберігається азот.

Також слід зазначити, що поживні елементи, в отриманому в такий спосіб добриві, відрізняються стійкістю до вимивання з грунту. Наприклад, протягом одного сезону з грунту вимивається приблизно 80% органічних добрив, а для біодобрив цей показник становить 15%.

Пройшовши спеціальну очистку біометан стає придатним для заправки автомобілів і сільгосптехніки. Такий альтернативний вид палива хороший як з економічної точки зору, так і з точки зору турботи про екологічне оточення.

Факт №7: тепло, світло і… паливо для транспортних засобів

Виробництво і використання біогазу дозволяє скоротити кількість викидів в атмосферу вуглекислого газу і метану, покращує санітарну обстановку, створює додаткові робочі місця в секторі сільського господарства, а також дає можливість зменшити імпорт нафтопродуктів. Однак, щоб повноцінно відповісти на питання чи можна заправляти машину біогазом, потрібно враховувати ще один нюанс.

Справа в тому, що проблемою біологічного палива є вміст у ньому сірководню. Для того, щоб автомобіль на біогазі працював справно і не піддавався корозії, його необхідно очищати. Видаливши сірководень, діоксид вуглецю, воду та інші компоненти, на виході отримують суміш метану (не менше 85%) і азоту (14%), що дозволяє заправити стандартний карбюраторний двигун без шкоди для транспортного засобу.

Факт №8: термін окупності витрат на будівництво станції — від трьох до семи років

Залежно від використовуваного палива, кошти, витрачені на зведення біогазової установки, окупаються за період від трьох до семи років.

Згідно з дослідженнями, проведеними консалтинговою компанією NUSECO, що займається розробками альтернативних джерел енергії, станція, що працює на території цукрового заводу і яку заправляють відходами рослинного походження, дозволяє повернути витрати трохи більше ніж через три роки. Фермерському господарству, що займається розведенням великої рогатої худоби або птахофабриці знадобиться трохи більше часу — від 5 до 7 років.

Факт №9: біогаз повсюдно використовується в Європі

Багато країн Європи давно і успішно використовують біогазові установки. Так, в Данії 18% від загального енергобалансу країни займає біологічно отриманий газ. Біогаз в Німеччині видобувається на 8000 установок. А Західна Європа 50% птахоферм опалює біопаливом.

В Україні на сьогоднішній день встановлено всього двадцять станцій, які поділили навпіл сільськогосподарський сектор і відходи звалищ. Початок був покладений в 2003 році в Дніпропетровській області, де на території м’ясокомбінату почала функціонувати потужна установка. Пізніше естафету перехопили Київська, Полтавська, Івано-Франківська, Херсонська області. Там станції утилізують неліквід молокозаводів, коров’ячий гній і відходи кукурудзяних підприємств.

Факт №10: біогазову станцію вигідно будувати неподалік від джерела сировини

Безумовно, виробляти газ можна не тільки для власних потреб. Зберігання біогазу з метою його подальшого продажу теж цілком доречно. І все ж, найбільш вигідно встановлювати потужну станцію на території птахоферми, бойні або будь-якого іншого аграрного виробництва з тим, щоб отриманий метан реалізовувати на потреби як самого підприємства, так і прилеглих селах.

Таким чином вдасться уникнути транспортних витрат на достатку гною, пташиного посліду або рослинних відходів. Підраховано, що окупає транспортне плече для перевезення рідкої сировини становить 20 км, твердої — 50 км. В іншому випадку зведення станції стає просто нерентабельно при існуючих цінах на бензин, оплату людської праці і амортизацію.