Біогазові станції не виробляють золото з соломи, але продукують електричну та теплову енергію з рослин, рослинних решток, гною та ряду аналогічних субстратів органічного походження. При цьому вони сприяють виробництву відновлюваної енергії та запобігають викидам СО2.
Що дозволяє біогазовій установці бути особливо ефективною? Розглянемо на прикладі.
Десять років тому, наприкінці 2009 року в Німеччині працювало близько 5.000 біогазових установок. Однією з показових на той момент стала біогазова станція, розташована у Нижній Франконії, що на північному заході країни. Особливість заводу – висока енергоефективність його технологічного процесу, підтверджена Німецьким сільськогосподарським товариством. У порівнянні з традиційними системами, біогазова станція генерувала на 26 % більше енергії з тієї ж кількості субстрату.
Біогазова станція та підхід до реалізації енергоефективного виробництва дав потужний поштовх галузі відновлюваної енергетики Німеччини, що і так розвивалась інтенсивними темпами.
Яким чином цього вдалось досягти? І як це реалізувати на своїй біогазовій станції?
Продумана концепція
Підвищенню технічного стандарту сприяють одразу декілька факторів, зокрема синергія планування, технологічного рішення, безпосереднього будівництва біогазової станції та її експлуатації. Завод перетворює суміш кукурудзяного силосу, некондиційних зернових, твердого та рідкого гною в біогаз з наступною його трансформацією в електричну та теплову енергію в комбінованій теплоелектростанції.
Конструкція резервуарів зброджування дозволяє запобігти більшій частині теплових втрат при одночасному забезпеченні оптимальних умов для росту та життєдіяльності бактерій. Використані і термофільний, і мезофільний режими зброджування, із температурним діапазоном від 42 до 52°С. Градієнт температури та додаткова ізоляція резервуарів ззовні забезпечують низьку потребу в опаленні.
Сприятливість мікроорганізмів до градієнту температур ферментаційного процесу з метою досягнення максимально можливого рівня виходу біогазу, було випробувано в лабораторних умовах, імітуючих реальні експлуатаційні умови, до початку будівництва заводу.
Наступним важливим фактором енергоефективної біогазової станції є якість перемішування суміші субстратів, що реалізована для забезпечення змішування у вертикальному та горизонтальному напрямках.
Ще однією особливістю біогазової станції є наявність двох когенераційних модулів: один, меншої потужності, знаходиться безпосередньо на території біогазової установки, другий, більшої потужності, на відстані трьох кілометрів поруч із тепличним господарством, розташованим у сусідньому населеному пункті. Ця блочна ТЕС забезпечує сталу температуру у теплицях на рівні 20°С.
Дане рішення дозволило тепличному господарству відмовитись від використання вугілля за рахунок заміщення тепловою енергією біогазової станції, і тим самим уникнути утворення близько 1.500 т СО2. Електрична енергія, що виробляється комбінованою теплоелектростанцією за рік, забезпечує 2.200 домогосподарств.
Що відбувається із залишками збродженої суміші субстратів після зброджування?
Зброджена суміш субстратів після біогазового виробництва – органічне добриво. З метою зручності накопичення, зберігання та наступного використання, добрива сепарують. Рідка фракція накопичується та зберігається у закритих резервуарах-сховищах, тверда – фасується і складується. Обидві фракції використовуються в якості добрива, причому без додаткових маніпуляцій з метою поліпшення їх складу.
Багаторічним практичним шляхом доведено екологічність та ефективність добрив після біогазової станції у порівнянні з необробленими побічними продуктами рослинництва й тваринництва.
Окрім того, що добрива після біогазової установки ефективні, вони ще й не мають характерного запаху органічних добрив, що й логічно, адже запахи необроблених побічних продуктів рослинництва, тваринництва, харчових й переробних підприємства, всього, що має органічну основу – це і є біогаз – суміш газів, що відбираються з суміші субстратів в процесі їх ферментації в герметичних умовах та з наступним його перетворенням в енергетичні джерела.
Резюме
Біогазова станція допомагає генерувати енергію з відновлюваних ресурсів та уникати викидів CO2.
Ефективна експлуатація біогазової станції найбільш вірогідна й досяжна за сукупного трактування питань планування, розробки технологічного рішення, будівництва та експлуатації.
Інвестування у проєкт доцільне, а біогазова станція енергоефективна за усвідомлення та готовності замовника, що:
- біогазова станція ефективна, коли до впровадження проєкту залучається команда спеціалістів, що виконує повний цикл робіт і, відповідно відповідає а результат,
- біогазова станція ефективна, коли гарантовано та підтверджено обсяги сировини для її безперервної експлуатації,
- біогазова станція ефективна, коли потреби сировинної бази враховано і забезпечено відповідними технічними та технологічними рішеннями,
- біогазова станція ефективна, коли ще на етапі передпроєктних робіт максимально повно опрацьовано всі складові,
- економія та необґрунтоване навмисне здешевлення технологічного рішення та устаткування результується у додаткових витратах по факту реалізації об’єкту, що, як правило, перевищують первинне пропоноване рішення,
- відмова від супроводу під час введення в експлуатацію та навчання персоналу не дозволяє отримати проєктну потужність біогазової станції, а відповідно, й повернення капіталовкладень.