Когда вы планируете использовать биогаз для производства тепловой и электрической энергии и охлаждения, конечно, необходимо понимание того, сколько энергии содержится в биогазе.
Энергия, которая содержится в биогазе, безусловно, зависит от перерабатываемого органического сырья, а также выбранного технологического решения. Тем не менее, есть базовая характерная информация о содержании энергии в биогазе.
Биогаз преимущественно состоит из углекислого газа (СО2) и метана (СН4), а также незначительного количества сопутствующих газов, как N2, O2 и водяного пара. Единственной горючей частью биогаза является газ метан.
Высшая теплотворная способность чистого газа метана составляет 39,8 МДж/м3, что соответствует 11,06 кВт*ч/м3, и более низкую теплотворную способность 35,8 МДж/м3. Для понимания, теоретическая теплотворная способность 100 м3 биогаза примерно в 0,65-0,7 раза выше высшей теплотворной способности метана, которая составляет 27,68 МДж/м3.
При этом, следует обратить внимание, что из-за того, что углекислый газ несколько тяжелее, «биогаз среднего состава» (55–65% метана и СО2) имеет несколько более высокую плотность 1,15 кг/м3, чем чистый метан (0,75 кг/м3).
Сравнение теплотворной способности различных видов топлива
«Нормальный» биогаз
Известно, что горячий воздух поднимается вверх, а с ростом температуры воздуха его плотность снижается. Такие газы, как биогаз и метан, обладают способностью расширяться и сжиматься при различных давлениях и температурах, как и воздух.
Для того, чтобы точно описать количество энергии в биогазе, температура и давление биогаза корректируется до «нормальной температуры и давления», которое составляет 200С или 298 градусов Кельвина и давление в 1 атмосферу или 101,3 кПа.
Конечно, нормальная температура и давление отличаются от стандартной температуры и давления, но нормальный Нм3 имеет смысл, поскольку 200С – температура окружающей среды, которую также можно соотнести.
Что это означает? Если биогазовая станция находится в холодном регионе с температурой окружающей среды 100С и биогаз в метантенке находится под давлением, немного превышающем атмосферное, то 1 м3 биогаза будет содержать немного больше энергии, чем «нормальный» газ. Однако, если температура окружающей среды в регионе составляет около 200С, то фактический объем биогаза будет близок к «нормальному».