Биогазовые станции не производят золото из соломы, но производят электрическую и тепловую энергию из растений, растительных остатков, навоза и ряда аналогичных субстратов органического происхождения. При этом они способствуют производству возобновляемой энергии и предотвращают выбросы СО2.
Что позволяет биогазовой установке быть особенно эффективной? Рассмотрим на примере.
Десять лет назад, в конце 2009 года в Германии работало около 5.000 биогазовых установок. Одной из показательных на тот момент стала биогазовая станция, расположенная в Нижний Франконии, на северо-западе страны. Особенность завода — высокая энергоэффективность его технологического процесса, подтвержденная Немецким сельскохозяйственным обществом. По сравнению с традиционными системами, биогазовая станция генерировала на 26% больше энергии из того же количества субстрата.
Биогазовая станция и подход к реализации энергоэффективного производства дал мощный толчок отрасли возобновляемой энергетики Германии, которая и так развивалась интенсивными темпами.
Каким образом этого удалось достичь? И как это реализовать на своей биогазовой станции?
Повышению технического стандарта способствует сразу несколько факторов, в частности синергия планирования, технологического решения, непосредственного строительства биогазовой станции и ее эксплуатации. Завод преобразует смесь кукурузного силоса, некондиционных зерновых культур, твердого и жидкого навоза в биогаз с последующей его трансформацией в электрическую и тепловую энергию в комбинированной теплоэлектростанции.
Конструкция резервуаров сбраживания позволяет предотвратить большую часть тепловых потерь при одновременном обеспечении оптимальных условий для роста и жизнедеятельности бактерий. Использованы и термофильный, и мезофильный режимы сбраживания, с температурным диапазоном от 42 до 52 ° С. Градиент температур и дополнительная изоляция резервуаров извне обеспечивают низкую потребность в отоплении.
Восприимчивость микроорганизмов к градиенту температур ферментационного процесса с целью достижения максимально возможного уровня выхода биогаза, были испытаны в лабораторных условиях, имитирующих реальные условия эксплуатации, до начала строительства завода.
Следующим важным фактором энергоэффективной биогазовой станции является качество перемешивания смеси субстратов, которая реализована для обеспечения смешивания в вертикальном и горизонтальном направлениях.
Еще одной особенностью биогазовой станции является наличие двух когенерационных модулей: один, меньшей мощности, находится непосредственно на территории биогазовой установки, второй, большей мощности, на расстоянии трех километров рядом с тепличным хозяйством, расположенным в соседнем населенном пункте. Эта блочная ТЭС обеспечивает постоянную температуру в теплицах на уровне 20 ° С.
Данное решение позволило тепличном хозяйству отказаться от использования угля за счет замещения тепловой энергией биогазовой станции, и тем самым избежать образования около 1.500 т СО2. Электрическая энергия, вырабатываемая комбинированной теплоэлектростанцией за год, обеспечивает 2.200 домохозяйств.
Что происходит с остатками сброженной смеси субстратов после сбраживания?
Сброженная смесь субстратов после биогазового производства – это органическое удобрение. С целью удобства накопления, хранения и последующего использования, удобрение сепарируют. Жидкая фракция накапливается и хранится в закрытых резервуарах-хранилищах, твердая — фасуется и складируется. Обе фракции используются в качестве удобрения, причем без дополнительных манипуляций с целью улучшения их состава.
Многолетним практическим путем доказана экологичность и эффективность удобрений после биогазовой станции по сравнению с необработанными побочными продуктами растениеводства и животноводства.
Кроме того, что удобрения после биогазовой установки эффективны, они еще и не имеют характерного запаха органических удобрений, что и логично, ведь запахи необработанных побочных продуктов растениеводства, животноводства, пищевых и перерабатывающих предприятия, всего имеет органическую основу — это и есть биогаз — смесь газов, отбираемых из смеси субстратов в процессе их ферментации в герметичных условиях и с последующим его превращением в энергетические источники.
Резюме
Биогазовая станция помогает генерировать энергию из возобновляемых ресурсов и избегать выбросов CO2.
Эффективная эксплуатация биогазовой станции наиболее вероятна и достижима при совокупной трактовка планирования, разработки технологического решения, строительства и эксплуатации.
Инвестирование в проект целесообразно, а биогазовая станция энергоэффективна при осознании и готовности заказчика, что:
- биогазовая станция эффективна, когда ко внедрению проекта привлекается команда специалистов, выполняющая полный цикл работ и, соответственно отвечающая за результат,
- биогазовая станция эффективна, когда гарантированы и подтверждены объемы сырья для ее непрерывной эксплуатации,
- биогазовая станция эффективна, когда потребности сырьевой базы учтены и обеспечены соответствующими техническими и технологическими решениями,
- биогазовая станция эффективна, когда еще на этапе предпроектных работ максимально полно проработаны все составляющие,
- экономия и необоснованное умышленное удешевление технологического решения и оборудования результируется в дополнительных расходах по факту реализации объекта, как правило, превышающих первичное предлагаемое решение,
- отказ от сопровождения при вводе в эксплуатацию и обучения персонала не позволяет получить проектную мощность биогазовой станции, а соответственно, и возврат капиталовложений.