С увеличением интереса к экологичным технологиям и стремлением снизить зависимость от ископаемого топлива, биогаз становится все более привлекательной альтернативой для многих отраслей. Его добывают в специальных реакторах, а чиллер используется для его осушения и очищения. В этой статье наши специалисты расскажут, как и где можно применять биогаз, а также какие преимущества дает его эксплуатация.
Где используют биогаз
Биогаз нашел широкое применение в различных сферах за счет своей универсальности и экологичности.
Производство тепловой энергии
Самое простое и распространенное применение биогаза – сжигание для получения тепла. Биогаз можно использовать в специальных газовых котлах для обогрева помещений, теплиц, животноводческих ферм, сушки сельскохозяйственной продукции и других технологических нужд.
Теплотворная способность биогаза зависит от содержания метана и составляет примерно 5-7 кВт·ч/м³, что примерно в 1,5-2 раза ниже, чем у природного газа. Тем не менее, для многих сельских хозяйств и небольших предприятий производство тепла из собственных отходов становится экономически выгодным решением.
Читайте также чем отличается биогаз от природного газа
Производство электроэнергии
Биогаз может эффективно использоваться для выработки электричества. Для этого его сжигают в газопоршневых или газотурбинных установках, которые приводят в действие электрогенераторы. КПД когенерационных установок (вырабатывающих одновременно тепло и электроэнергию) на биогазе может достигать 80-90%.
Электроэнергия, произведенная из биогаза, может использоваться как для собственных нужд предприятия, так и поставляться в общую электрическую сеть. Во многих странах существуют специальные «зеленые тарифы», по которым государство закупает электроэнергию, произведенную из возобновляемых источников, по повышенным ценам.
Производство биометана
Биометан – это очищенный биогаз, в котором содержание метана доведено до 95-98%, что соответствует качеству природного газа. Для получения биометана надо пройти процесс обогащения, при котором удаляются углекислый газ, сероводород и другие примеси.
Существует несколько технологий очистки биогаза:
- абсорбция водой под давлением;
- адсорбция на активированном угле;
- мембранная сепарация;
- химическая абсорбция аминами;
- криогенное разделение.
Полученный биометан можно закачивать в магистральные газопроводы и использовать наравне с природным газом. Детальнее о том, как очистить биогаз от примесей, читайте здесь.
Транспортное топливо
Биогаз после соответствующей очистки может использоваться как топливо для автомобилей, работающих на компримированном (сжатом) или сжиженном природном газе. Для этого он очищается от углекислого газа и сероводорода, доводится до качества биометана, а затем сжимается до давления 200-250 бар или сжижается при температуре около -162°C.
Читайте также как сжать биогаз
Автомобили, работающие на биометане, имеют те же технические характеристики, что и на природном газе, но их использование позволяет значительно снизить выбросы парниковых газов. В отличие от ископаемого топлива, углекислый газ, выделяющийся при сжигании биометана, является частью естественного углеродного цикла, из-за чего это топливо углеродно-нейтральное.
Применение биогаза в промышленности
Биогаз находит применение и в различных промышленных процессах, где требуется тепловая энергия или газообразное топливо. Например, его можно использовать в:
- Пищевой промышленности для тепловой обработки продуктов.
- Производстве строительных материалов (кирпича, цемента).
- Металлургии для нагрева металла.
- Текстильной промышленности для сушки тканей.
- Стекольной промышленности для плавления стекла.
При этом использование биогаза вместо ископаемого топлива позволяет предприятиям снизить свой углеродный след и соответствовать все более строгим экологическим требованиям.
Бытовое использование биогаза
В сельской местности, особенно в развивающихся странах, биогаз часто используется для приготовления пищи на специальных газовых плитах. Это позволяет заменить классические виды топлива, такие как дрова или уголь.
Небольшие домашние биогазовые установки могут обеспечивать отдельную семью газом для приготовления пищи и обогрева.
Читайте также как хранить биогаз
Сравнение использования биогаза в разных сферах
В таблице ниже представлено сравнение различных вариантов использования биогаза по нескольким ключевым параметрам:
Способ использования | Технологическая сложность | Начальные инвестиции | Эффективность | Экологический эффект | Перспективы развития |
Производство тепла | Низкая | Низкие | Средняя (70-80%) | Средний | Стабильные |
Когенерация (тепло + электричество) | Средняя | Средние | Высокая (80-90%) | Высокий | Растущие |
Очистка до биометана | Высокая | Высокие | Средняя (80-95%) | Очень высокий | Быстрорастущие |
Автомобильное топливо | Очень высокая | Очень высокие | Средняя (85-95%) | Очень высокий | Быстрорастущие |
Бытовое использование | Низкая | Очень низкие | Низкая (50-60%) | Средний | Высокие в развивающихся странах |
Перспективы развития технологий использования биогаза
Технологии производства и использования биогаза продолжают активно развиваться. Основные направления исследований и инноваций включают:
- Повышение эффективности процесса анаэробного сбраживания за счет оптимизации состава сырья, использования специальных бактериальных культур и новых конструкций реакторов.
- Разработка более экономичных технологий очистки биогаза, позволяющих снизить затраты на производство биометана.
- Создание компактных биогазовых установок для небольших фермерских хозяйств и даже отдельных домохозяйств. Читайте также что такое биогазовая установка.
- Интеграция биогазовых установок в комплексные системы переработки отходов и производства энергии.
- Разработка новых катализаторов для более эффективного преобразования биогаза в жидкое топливо или химические продукты с высокой добавленной стоимостью.
Универсальность биогаза
Биогаз – это универсальный и экологически чистый источник энергии, который может эффективно заменять ископаемое топливо в различных сферах применения, от производства тепла и электроэнергии до использования в качестве моторного топлива и сырья для химической промышленности.
Особенно перспективным выглядит производство биометана для закачки в газораспределительные сети и использования в качестве топлива для транспорта. Эти направления активно развиваются во многих странах мира и имеют значительный потенциал для снижения выбросов парниковых газов.
