Зі збільшенням інтересу до екологічних технологій та прагненням знизити залежність від викопного палива, біогаз стає все привабливішою альтернативою для багатьох галузей. Його видобувають у спеціальних реакторах, а чилер використовується для його осушення та очищення. У цій статті наші спеціалісти розкажуть, як і де можна застосовувати біогаз, а також які переваги дає його експлуатація.
Де використовують біогаз
Біогаз знайшов широке застосування в різних сферах завдяки своїй універсальності та екологічності.
Виробництво теплової енергії
Найпростіше і найпоширеніше застосування біогазу – спалювання для отримання тепла. Біогаз можна використовувати в спеціальних газових котлах для обігріву приміщень, теплиць, тваринницьких ферм, сушіння сільськогосподарської продукції та інших технологічних потреб.
Теплотворна здатність біогазу залежить від вмісту метану і становить приблизно 5-7 кВт·год/м³, що приблизно в 1,5-2 рази нижче, ніж у природного газу. Тим не менш, для багатьох сільських господарств і невеликих підприємств виробництво тепла з власних відходів стає економічно вигідним рішенням.
Читайте також чим відрізняється біогаз від природного газу
Виробництво електроенергії
Біогаз може ефективно використовуватися для вироблення електрики. Для цього його спалюють у газопоршневих або газотурбінних установках, які приводять в дію електрогенератори. ККД когенераційних установок (що виробляють одночасно тепло і електроенергію) на біогазі може досягати 80-90%.
Електроенергія, вироблена з біогазу, може використовуватися як для власних потреб підприємства, так і постачатися в загальну електричну мережу. У багатьох країнах існують спеціальні «зелені тарифи», за якими держава закуповує електроенергію, вироблену з відновлюваних джерел, за підвищеними цінами.
Виробництво біометану
Біометан – це очищений біогаз, у якому вміст метану доведено до 95-98%, що відповідає якості природного газу. Для отримання біометану треба пройти процес збагачення, при якому видаляються вуглекислий газ, сірководень та інші домішки.
Існує кілька технологій очищення біогазу:
- абсорбція водою під тиском;
- адсорбція на активованому вугіллі;
- мембранна сепарація;
- хімічна абсорбція амінами;
- кріогенне розділення.
Отриманий біометан можна закачувати в магістральні газопроводи і використовувати нарівні з природним газом. Детальніше про те, як очистити біогаз від домішок, читайте тут.
Транспортне паливо
Біогаз після відповідного очищення може використовуватися як паливо для автомобілів, що працюють на компримованому (стисненому) або зрідженому природному газі. Для цього він очищається від вуглекислого газу та сірководню, доводиться до якості біометану, а потім стискається до тиску 200-250 бар або зріджується при температурі близько -162°C.
Читайте також як стиснути біогаз
Автомобілі, що працюють на біометані, мають ті ж технічні характеристики, що й на природному газі, але їх використання дозволяє значно знизити викиди парникових газів. На відміну від викопного палива, вуглекислий газ, що виділяється при спалюванні біометану, є частиною природного вуглецевого циклу, через що це паливо є вуглецево-нейтральним.
Застосування біогазу в промисловості
Біогаз знаходить застосування і в різних промислових процесах, де потрібна теплова енергія або газоподібне паливо. Наприклад, його можна використовувати в:
- Харчовій промисловості для теплової обробки продуктів.
- Виробництві будівельних матеріалів (цегли, цементу).
- Металургії для нагрівання металу.
- Текстильній промисловості для сушіння тканин.
- Скляній промисловості для плавлення скла.
При цьому використання біогазу замість викопного палива дозволяє підприємствам знизити свій вуглецевий слід і відповідати все більш суворим екологічним вимогам.
Побутове використання біогазу
У сільській місцевості, особливо в країнах, що розвиваються, біогаз часто використовується для приготування їжі на спеціальних газових плитах. Це дозволяє замінити класичні види палива, такі як дрова або вугілля.
Невеликі домашні біогазові установки можуть забезпечувати окрему сім’ю газом для приготування їжі та обігріву.
Читайте також як зберігати біогаз
Порівняння використання біогазу в різних сферах
У таблиці нижче представлено порівняння різних варіантів використання біогазу за кількома ключовими параметрами:
Спосіб використання | Технологічна складність | Початкові інвестиції | Ефективність | Екологічний ефект | Перспективи розвитку |
Виробництво тепла | Низька | Низькі | Середня (70-80%) | Середній | Стабільні |
Когенерація (тепло + електрика) | Середня | Середні | Висока (80-90%) | Високий | Зростаючі |
Очищення до біометану | Висока | Високі | Середня (80-95%) | Дуже високий | Швидкозростаючі |
Автомобільне паливо | Дуже висока | Дуже високі | Середня (85-95%) | Дуже високий | Швидкозростаючі |
Побутове використання | Низька | Дуже низькі | Низька (50-60%) | Середній | Високі в країнах, що розвиваються |
Перспективи розвитку технологій використання біогазу
Технології виробництва та використання біогазу продовжують активно розвиватися. Основні напрямки досліджень та інновацій включають:
- Підвищення ефективності процесу анаеробного зброджування за рахунок оптимізації складу сировини, використання спеціальних бактеріальних культур і нових конструкцій реакторів.
- Розробка більш економічних технологій очищення біогазу, що дозволяють знизити витрати на виробництво біометану.
- Створення компактних біогазових установок для невеликих фермерських господарств і навіть окремих домогосподарств. Читайте також що таке біогазова установка.
- Інтеграція біогазових установок у комплексні системи переробки відходів і виробництва енергії.
- Розробка нових каталізаторів для більш ефективного перетворення біогазу в рідке паливо або хімічні продукти з високою доданою вартістю.
Універсальність біогазу
Біогаз – це універсальне та екологічно чисте джерело енергії, яке може ефективно замінювати викопне паливо в різних сферах застосування, від виробництва тепла і електроенергії до використання в якості моторного палива і сировини для хімічної промисловості.
Особливо перспективним виглядає виробництво біометану для закачування в газорозподільні мережі та використання в якості палива для транспорту. Ці напрямки активно розвиваються в багатьох країнах світу і мають значний потенціал для зниження викидів парникових газів.
