Генератор біогазу

Біогаз є відновлюваним, а також чистим джерелом енергії. Газ, що утворюється в результаті біоперетравлення, є біогазом як поновлюване, а також чисте джерело енергії. Газ, що утворюється в результаті біотравлення, не забруднює довкілля; це фактично зменшує викиди парникових газів (тобто зменшує парниковий ефект). У процесі не відбувається згоряння, тобто викиди парникових газів в атмосферу відсутні; тому використання газу з відходів як форми енергії є чудовим способом боротьби з глобальним потеплінням.

Не дивно, що турбота про навколишнє середовище є основною причиною, чому використання біогазу стало більш поширеним. Біогазові установки істотно зменшують парниковий ефект: установки знижують викиди метану, вловлюючи цей шкідливий газ і використовуючи його як паливо. Виробництво біогазу допомагає зменшити залежність від використання викопного палива, такого як нафта та вугілля.

Ще одна перевага біогазу полягає в тому, що на відміну від інших видів відновлюваної енергії, процес утворення газу є природним, не потребуючи енергії для процесу генерації. Крім того, сировина, яка використовується для виробництва біогазу, є відновлюваною, оскільки дерева та культури продовжуватимуть рости. Гній, залишки їжі та пожнивні рештки – це сировина, яка завжди буде доступною, що робить його дуже екологічним варіантом.

Переповнені сміттєзвалища не тільки поширюють неприємні запахи, вони також дозволяють токсичним рідинам стікати в підземні джерела води.

Згодом, ще однією перевагою біогазу є те, що виробництво біогазу може покращити якість води. Крім того, анаеробне зброджування дезактивує патогени та паразитів; таким чином, він також досить ефективний у зниженні захворюваності на захворювання, що передаються через воду. Подібним чином збирання та управління відходами значно покращується в районах з біогазовими установками. Це, у свою чергу, призводить до покращення навколишнього середовища, санітарії та гігієни.

Побічним продуктом процесу виробництва біогазу є збагачений органічний дигестат, який є ідеальним доповненням або заміною хімічних добрив. Викид добрива з варочного котла може прискорити ріст рослин і стійкість до хвороб, тоді як комерційні добрива містять хімічні речовини, які мають токсичну дію та можуть, серед іншого, спричинити харчові отруєння.

Технологія виробництва біогазу досить дешева. Його легко налаштувати та потребує невеликих вкладень при використанні в невеликих масштабах. Малі біодигестери можна використовувати прямо вдома, використовуючи кухонні відходи та гній тварин. Побутова система через деякий час окупається, а матеріали, що використовуються для генерації, абсолютно безкоштовні. Вироблений газ можна використовувати безпосередньо для приготування їжі та виробництва електроенергії. Саме це дозволяє собівартість виробництва біогазу бути відносно низькою.

Ферми можуть щодня використовувати біогазові установки та відходи тваринництва. Продукти життєдіяльності однієї корови можуть забезпечити достатньо енергії для живлення лампочки на цілий день.

На великих заводах біогаз також можна стискати для досягнення якості природного газу та використовувати для двигуна автомобілів. Будівництво таких заводів потребує відносно низьких капіталовкладень і створює зелені робочі місця. Наприклад, в Індії було створено 10 мільйонів робочих місць, в основному в сільській місцевості, на заводах і у зборі органічних відходів.

Біогазові генератори позбавляють жінок і дітей від нелегкої роботи заготівлі дров. В результаті залишається більше часу на приготування їжі та прибирання. Що ще важливіше, приготування їжі на газовій плиті, а не на відкритому вогні, захищає сім’ю від диму на кухні. Це допомагає запобігти смертельним захворюванням дихальних шляхів. На жаль, 4,3 мільйона людей щороку передчасно помирають від хвороб, пов’язаних із забрудненням повітря в домашніх умовах, спричиненим неефективним використанням твердого палива для приготування їжі.

Застосування біогазу для виробництва електроенергії є найпоширенішим з усіх видів використання. Біогаз, виготовлений з рослинної сировини, пропонує відновлюваний спосіб виробництва електроенергії. На відміну від сонячної енергії, доступної лише вдень, або енергії вітру, яка виробляється лише періодично, біогаз використовує надійні польові культури, вирощені та зібрані фермерами.

Біогаз володіє хімічною енергією, і тому електрика з біогазу виходить в результаті перетворення цієї хімічної енергії в механічну енергію і, нарешті, в електрику. Це досягається за допомогою перетворювачів, таких як генератори та турбіни, які перетворюють енергію з однієї форми в іншу. Цю електроенергію можна використовувати як вдома, так і в комерційних цілях, оскільки її можна виробляти в малих і великих масштабах.

Підключіть джерело біогазу до входу газового двигуна. Джерелом біогазу може бути циліндр, який містить газ під тиском, або безпосередньо з метантенка, який є засобом розкладання органічного матеріалу. Газовий двигун розроблений для роботи подібно до двигуна автомобіля, оскільки він складається з поршнів, у яких газ спалюється та використовується для обертання вала, перетворюючи хімічну енергію біогазу в механічну енергію через рух.

Підключіть газовий двигун до генератора змінного струму таким чином, щоб обертовий вал живив генератор змінного струму. Рух, що передається генератору змінного струму, виробляє електрику через магнетизм.

Застосування біогазу для комбінованого виробництва тепла та електроенергії має бути таким же поширеним, як і виробництво електроенергії, але додаткова когенераційна установка потребує додаткових інвестицій, тому додаткове обладнання, необхідне для використання відхідного тепла, може не бути встановлено. Щоразу, коли це трапляється, це слід розглядати як втрачену можливість. Майже завжди існує куди можна використовувати тепло, наприклад виробництво електроенергії. Енергія, яку в іншому випадку довелося б витрачати на повітря навколо вентиляторів охолодження.

Цінним компонентом біогазу є метан (CH4), який зазвичай становить 60%, а залишок становить вуглекислий газ (CO2) і невеликий відсоток інших газів. Частка метану залежить від вихідної сировини та ефективності процесу, діапазон вмісту метану становить від 40% до 70%. Біогаз насичений і містить H2S, і його найпростіше використовувати в котлі для виробництва гарячої води або пари.

Найпоширенішим використанням є біогаз, який служить паливом для газового двигуна внутрішнього згоряння в установці комбінованого виробництва тепла та електроенергії (CHP) для виробництва електроенергії та тепла. У Швеції стиснений газ використовується як паливо для транспортних засобів, і існує ряд біогазових заправних станцій для автомобілів і автобусів. Також газ можна модернізувати та використовувати в мережах газопостачання. Також досліджується використання біогазу в твердооксидних паливних елементах.

Біогаз можна спалювати безпосередньо для отримання тепла. У цьому випадку немає необхідності очищати сірководень у біогазі. Зазвичай у процесі використовується двопаливний пальник, а ефективність перетворення становить від 80 до 90%. Основними компонентами системи є анаеробний реактор, резервуар для біогазу, реле тиску, допоміжний вентилятор, електромагнітний клапан, здвоєний пальник і нагнітач повітря для горіння.

Теоретично біогаз можна перетворювати безпосередньо в електроенергію за допомогою паливних елементів. Однак для цього процесу потрібен дуже чистий газ і дорогі паливні елементи. Таким чином, цей варіант все ще є предметом дослідження і наразі не є практичним варіантом. Перетворення біогазу в електроенергію за допомогою генераторної установки набагато практичніше.

Щоб зрозуміти застосування біогазу як палива, що додається в трубопроводи подачі природного газу з викопного палива, необхідно пояснити.

Після очищення до відповідного ступеня для введення в газопровід чистий газ зазвичай називають «біометаном». Біометан, введений таким чином, користується попитом у багатьох країнах, де населення прагне дотримуватись методів зменшення кліматичних змін. Газова промисловість називає стиснений біометан «відновлюваним природним газом» або RNG.

Згідно з даними Коаліції за відновлюваний природний газ, із понад 1 000 полігонів, які можуть бути кандидатами на виробництво біогазу, лише 42 проекти з виробництва енергії з полігонного газу з високим БТЕ виробляють RNG, біометан, оновлений або біогаз трубопровідної якості.

До місцевих газорозподільних і газотранспортних трубопровідних компаній все частіше звертаються з проханням придбати та/або прийняти поновлюваний природний газ (ГВГ) у свої існуючі лінії для загального розподілу. ГСЧ отримують в результаті анаеробного розкладання різноманітних органічних матеріалів, у тому числі молочних і сільськогосподарських відходів, стічних вод і звалищ.

У промисловості природного газу термін «біогаз» відноситься до газу, виробленого безпосередньо з метантенків або звалищ; його часто спалюють на місці або за його межами в генераторах для перетворення на електрику або просто спалюють. Очищений біогаз або біометан, який сьогодні частіше називають RNG, є цільовим продуктом для включення в мережу газопроводів.

У концентрованому та стисненому вигляді біогаз ідеально підходить для транспортування. Біогаз живить автомобілі. Уже в 2007 році приблизно 12 000 автомобілів у всьому світі, переважно в Європі, заправлялися модернізованим біогазом. Великою перевагою для використання транспорту може бути те, що парк вантажівок може дуже ефективно працювати на біогазі, якщо транспортні засоби заправляються в тому ж місці, що й біогазовий завод. Якщо так, транспортування біогазу до місця використання не вимагає витрат.