Биогазовая установка — это специальная система, которая преобразует органические отходы (например, остатки еды, навоз, траву или даже отходы с мусорных полигонов) в биогаз. Биогаз — это экологически чистый источник энергии, который можно использовать для приготовления пищи, отопления или даже производства электроэнергии.
Основная идея биогазовой установки проста: взять органические отходы, дать им “перебродить” в специальной емкости без доступа кислорода и получить газ, похожий на природный. Кроме газа, в процессе работы установки образуется органический остаток, который можно использовать как удобрение для растений.
Как работает биогазовая установка?
Работа биогазовых установок основана на анаэробном брожении (разложении органических веществ бактериями в бескислородной среде).
Чтобы объяснить это проще, представим процесс как приготовление на кухне:
Подготовка сырья
Сначала собираются органические отходы — это могут быть остатки еды, трава, навоз или даже испорченные овощи с рынка. Все это попадает в специальный резервуар, который можно назвать “большим блендером”. Здесь отходы смешиваются до однородного состояния с добавлением воды для улучшения консистенции.
Пример: На ферме могут использовать навоз от скота, добавлять силос (ферментированные корма) и остатки от очистки овощей.
Узнать, из каких источников получают биогаз, можно здесь
Загрузка в реактор
Смесь перемещается в большой герметичный бак, называемый биореактором. В нем отсутствует кислород, поэтому бактерии начинают разлагать органику в анаэробной среде. Эти бактерии действуют как “повара”, превращая отходы в газ.
Процесс ферментации
В баке происходит несколько этапов:
- Сначала крупные молекулы (жиры, белки, углеводы) разлагаются на простые.
- Затем бактерии выделяют газы — сначала углекислый газ и водород, а затем основной компонент — метан (до 70% в биогазе).
Интересный факт: Метан — это тот же газ, который содержится в природном газе, но его получают не из недр земли, а из обычных отходов.
Осушение биогаза
Полученный биогаз содержит влагу, сероводород (H₂S) и другие примеси, которые могут повредить оборудование или снизить эффективность горения. Поэтому газ проходит процесс осушения — удаления лишней влаги.
- В этом процессе используется чиллер — специальное охлаждающее оборудование, которое снижает температуру газа. При охлаждении влага конденсируется, и её легко удалить. Очищенный газ становится безопасным для использования, например, в когенерационной установке (для производства тепла и электричества).
Пример: Если биогаз содержит 10% влаги, без осушения он может повредить газопровод или снизить производительность оборудования.
Сбор газа
После осушения биогаз поднимается в верхнюю часть бака, откуда его собирают в специальные газосборники. Газ можно сразу использовать для получения энергии или очищать от примесей для подачи в газовую сеть.
Использование дигестата
После выделения газа в баке остается густая смесь, называемая дигестатом. Это не просто “отходы”, а ценное удобрение, содержащее множество полезных веществ для растений.
Зачем нужны биогазовые установки?
Биогазовые установки находят применение в разных сферах и приносят пользу:
Энергетика
Биогаз используют для производства электроэнергии и тепла. Например, фермер может отапливать свой дом или теплицу, используя энергию собственных отходов.
В Германии многие фермеры имеют небольшие биогазовые установки, что делает их энергетически независимыми.
Экология
Эти установки помогают уменьшить количество мусора, попадающего на полигоны, и сокращают выбросы парниковых газов, перерабатывая метан до его попадания в атмосферу.
Средняя биогазовая установка за год может “обезвредить” столько метана, сколько выделяют 200 коров.
Сельское хозяйство
Остатки из установки — отличное удобрение, улучшающее структуру почвы и обогащающее ее питательными веществами.
Преимущества биогазовых установок
- Решение проблемы отходов: Органику превращают в полезный ресурс, а не сжигают или вывозят на свалки.
- Экономия денег: Фермеры и предприятия снижают расходы на энергию.
- Экологичность: Меньше выбросов вредных газов и чище окружающая среда.
Устойчивое развитие: Использование возобновляемых источников энергии.
Интересные факты о биогазе
- Газ из кухонных отходов: Если ежедневно сдавать остатки пищи в биогазовую установку, то средняя семья сможет обеспечить себя газом для готовки на целый год.
- Переработка мусора в электричество: В некоторых странах полигоны оборудуют установками для сбора биогаза. Газ используют для производства электроэнергии.
- Коровы и биогаз: Одна корова может обеспечить до 3 м³ биогаза в день, чего достаточно для готовки на одно домохозяйство.
Также читайте: чем отличается биогаз от природного газа
