Виробництво біогазу - Виробництво біопалива другого покоління: метод газифікації
У даний час найбільшого поширення набули три концепції виробництва біогазу: 1 -- виробниче устаткування при фермерських господарствах; 2 -- потужні лінії з переробки гною, розраховані на задоволення спільних потреб кількох господарств; 3 -- найпотужніші підприємства, що спеціалізуються на переробці органічних відходів різноманітного походження. Звичайно, цей розподіл має умовний характер (оскільки на практиці виробнича потужність устаткування, що обслуговує потреби окремого фермерського господарства, може перевищувати відповідний показник для деяких спільних переробних підприємств, а останні можуть мати конструктивні елементи, що дають змогу, окрім гною, переробляти інші органічні відходи тощо). Устаткування для фермерських господарств розраховане на видобуток біогазу з гною, що виробляється окремим фермерським господарством, а також на забезпечення його потреб в опаленні та електроенергії. Перероблений гній може використовуватися як органічне добриво. Надлишок електричної енергії може реалізовуватися енергетичним компаніям і у такий спосіб приносити фермі додатковий прибуток. Помітний економічний ефект може мати зменшення потреб господарства у твердому паливі. Як правило, таке устаткування складається з резервуарів для попереднього зберігання, анаеробних реакторів з системами керування та обігрівання, насосів для завантажування та розвантажування, резервуарів для дальшої переробки, резервуарів для зберігання відпрацьованої біомаси, системи для зберігання та транспортування газу, а також універсального модуля для опалення та вироблення електроенергії. Спільні переробні підприємства створюються для переробки гною, що утворюється у кількох тваринницьких господарствах -- здебільшого свинарських, молочних та птахівничих (від 5 до 100 ферм).
Газ може видобуватися з гною у суміші з органічними відходами деяких інших типів. Ефективність такого підприємства визначається кількістю органічних відходів, що є найдешевшою сировиною. Як правило, підприємство складається з кількох блоків. Блок попереднього зберігання містить окремі резервуари для гною та органічних відходів, а також резервуари для гомогенізації та теплообмінники, в яких тепло вже переробленої маси використовується для попереднього розігрівання сировини. Анаеробні реактори, оснащені системами автоматичного керування, мають вигляд сталевих резервуарів з конічним дном. Температурний процес -- мезофільний або термофільний. Підприємства, орієнтовані на термофільний процес, поширені більше через ліпшу відповідність такого зброджування санітарним вимогам, оскільки мезофільне зброджування потребує додаткового технологічного етапу пастеризації.
Зброджений гній після тимчасового зберігання на підприємстві повертається на фермерські господарства для подальшого використання як органічного добрива. Хоча сільськогосподарські стандарти різних європейських країн вимагають різних термінів зберігання гною, як правило, воно має тривати дев'ять місяців -- особливо, якщо йдеться про свинячий гній. Отриманий біогаз перетворюється на теплову та електричну енергію за допомогою універсального переробного модуля. Теплова енергія використовується для технологічних потреб підприємства, а її надлишок постачається місцевим господарствам. Електрика реалізується енергетичним компаніям. Деякі підприємства транспортують біогаз трубопроводом для використання в електро - та опалювальних станціях найближчих міст. У Швеції, Швейцарії та деяких інших країнах біогаз після додаткового очищення використовують як автомобільне паливо. Підприємства, спеціалізовані на переробці органічних відходів різноманітного походження, оснащені найбільш технологічно досконалими виробничними лініями для одержання біогазу як з рідких, так і з твердих органічних відходів. Найбільшу складність становлять підготівельні процеси, під час яких стан побутових і садівничих відходів узгоджується з гігієнічними вимогами. Анаеробне зброджування не відрізняється від того, що практикується на спільних переробних підприємствах, але у деяких випадках йому передує додатковий технологічний етап гідролізу. Обробка відпрацьованого матеріалу з високим вмістом сухої речовини може передбачати аеробне компостування. Залишок рідини використовується для потреб підприємства або утилізується після попереднього очищення. Деякі з цих підприємств критикуються за їхню неспроможність забезпечити достатній рівень якості відпрацьованого матеріалу, який дав би змогу використовувати його як органічне добриво. Поточний стан
Спільні переробні підприємства набули найбільшого поширення у таких північних країнах, як Швеція та Данія, а також у деяких регіонах Німеччини. Ефективність цих підприємств перебуває у прямій залежності від їхніх масштабів, тобто вартість переробки кожного кубометра біомаси є тим меншою, що більшими є розміри підприємства. Додатковою перевагою спільних переробних підприємств, порівняно з обладнанням для індивідуального користування, є висока кваліфікація та спеціалізація обслуговуючого персоналу. У Німеччині нині понад 1300 ферм обладнано устаткуванням для одержання біогазу, і у близькому майбутньому їх кількість має помітно зрости. Остання генерація обладнання вирізняється конструктивною простотою та високим рівнем стандартизації. На думку німецьких фермерів, виробництво біогазу дає найбільш відчутний економічний ефект малим господарствам, у яких потужність генераторів не перевищує 500 кВт. Реалізаційна вартість виробленої фермерами енергії становить 0,20 DM за кіловат-годину. В Австрії кількість ферм, обладнаних устаткуванням для одержання біогазу, перевищує сотню. Порівняно зі своїми німецькими колегами, австрійські фермери мають менше заохочувальних економічних факторів. Утім, з плином часу "зелена електроенергія", для вироблення якої як сировину використовують гній та пасовищні культури, набуває в Австрії дедалі більшої популярності. Принаймні два австрійських підприємства виробляють біогаз виключно з пасовищних культур. Великі свинарські господарства, де поголів'я перевищує 500 свиноматок, часто стикаються з проблемою утилізації надмірної кількості гною, якого утворюється набагато більше, ніж потрібно для використання як органічного добрива. Особливо гостро ця проблема стоїть у Греції, Іспанії, Португалії, Ірландії, Великій Британії, Франції, Голландії та Данії. Оскільки такі ферми особливо зацікавлені у досягненні енергетичної незалежності, а також у можливості отримання додаткового прибутку за рахунок збуту надлишку електроенергії, ідея виробництва біогазу зі свинячого гною та, у деяких випадках, з пасовищної сировини є для них виключно привабливою. Важливим фактором, здатним сприяти поширенню устаткування для виробництва біогазу у великих тваринницьких господарствах, може стати відчутний негативний вплив, який мають ці підприємства на екологію довкілля.
Інтегровані системи переробки органічних відходів значною мірою усувають екологічні негаразди, зокрема ті, що пов'язані зі смородом та порушенням санітарно-епідеміологічних вимог. Передбачається, що до 2010 р. питома вага електроенергії, що виробляється з відновлюваних джерел, подвоїться. Зокрема, біоелектроенергетика зросте втричі. Слід очікувати на зростання закупівельних цін на "зелену електроенергію", які будуть підтримуватися на високому рівні з метою заохочення європейського фермерства до використання устаткування для переробки органічних відходів. Вірогідним є також вживання інших заохочувальних заходів. Підсумок
У справі запровадження "зеленої електроенергетики" головну роль відіграє фермерська спільнота. Сьогодні у Німеччині та Данії виробництво біогазу є найбільш привабливим для невеликих сімейних фермерських господарств, "екологічних ферм" та великих свинарських комплексів. Заохочувальними факторами для них є підвищення енергетичної незалежності підприємства, додатковий прибуток завдяки реалізації надлишку електроенергії, вирішення екологічних проблем, пов'язаних із забрудненням довкілля та смородом тощо. Актуальність запланованої керівництвом ЄЕС програми розвитку виробництва біогазу пояснюється, насамперед, нагальною потребою зменшити негативний вплив, який сучасне тваринництво справляє на екологічне становище. Інші джерела виробництва біогазу (смітники та підприємства переробної промисловості) також мають велике значення як для екології, так і для енергетики. Технології переробки органічних відходів, що активно розроблялися протягом останнього десятиріччя, нині достатньо визріли для промислового впровадження. Наступним важливим кроком стане налагодження стандартизованого та масового виробництва переробного обладнання, яке дасть змогу істотно знизити його собівартість. За умов достатніх інвестицій у науково-дослідні розробки та програми, спрямовані на подальший розвиток технологій виробництва та утилізації біогазу, слід очікувати здійснення оптимістичних прогнозів, які передбачають підвищення загальних європейських біоелектроенергетичних потужностей до 1000 МВт уже протягом кількох наступних років. Дотримання програми енергетичного розвитку, запропонованої загальноєвропейським урядом у так званому Білому Плані, потребуватиме напруженої і добре скоординованої роботи, а також усебічної фінансової підтримки. Програма науково-дослідних розробок та впровадження технологій підвищення ефективності використання поновлюваних енергетичних джерел є одним з ключових факторів для забезпечення добробуту громадян об'єднаної Європи, а також для успішного впровадження інших ініціатив керівництва ЄЕС. Ця програма потребуватиме спілних зусиль багатьох наукових установ різної спеціалізації.
Похожие статьи
-
Вступ - Виробництво біопалива другого покоління: метод газифікації
Загострення проблеми забруднення навколишнього середовища органічними відходами тваринницької галузі, а також зростаючий дефіцит енергетичних ресурсів є...
-
Метод газифікації - Виробництво біопалива другого покоління: метод газифікації
Історично існують дві технології переробки твердих побутових та інших видів відходів: 1. Безперервна переробка в шахтних камерах з подальшим руйнуванням...
-
Гранулювання є завершуючим етапом підготовки полімерної сировини у вторинний гранульований матеріал. Загальна технологічна схема гранулювання наведена на...
-
Закон об ООС в ст. 1 определяет мониторинг ОС (экологический мониторинг) как комплексную систему наблюдений за состоянием ОС, оценки и прогноза изменений...
-
Біологічний метод - Водні ресурси і їх використання
Серед методів очищення стічних вод більшу роль повинен зіграти біологічний метод, заснований на використанні закономірностей біохімічного й...
-
Хімічний метод, Хімічний і фізико-хімічний метод - Водні ресурси і їх використання
Хімічний метод полягає в тім, що в стічні води додають різні хімічні реагенти, які вступають у реакцію із забруднювачами й осаджують їх у вигляді...
-
Метод правового регулювання екологічних відносин
Вступ Під методом правового регулювання суспільних відносин взагалі розуміють сукупність способів та прийомів, за допомогою яких право впливає на...
-
Правова охорона навколишнього природного середовища в сільському господарстві
Вступ Сільське господарство -- найбільш активна галузь, де взаємодіє суспільство і природа. В умовах сучасної системи сільського господарства можна...
-
Фактори, що перешкоджають розвитку водних экосистем, Стічні води - Водні ресурси і їх використання
Органічні покидьки, біогенні речовини й тепло стають перешкодою для нормального розвитку прісноводних екологічних систем тільки тоді, коли вони...
-
Метод оценки жизненного в управлении отходами Концепция ОЖЦ как инструмента экологического менеджмента Оценка жизненного цикла может быть определена, как...
-
Ограничения применения метода - Методы управления отходами горного производства
Несмотря на широкое применение оценки жизненного цикла, в качестве метода полной оценки технологий и процессов, а также для поддержки принятия решений,...
-
Первые познания и практический опыт в области ОЖЦ появился в Российской Федерации во второй половине 90-х гг. Несмотря на наличие нормативной базы (ГОСТы...
-
Фильтры для очистки воды: плюсы и минусы Здоровье - это самое дорогое, что у нас есть. По данным Всемирной Организации Здравоохранения, 80% всех...
-
В схемах пищевых цепей каждый организм бывает представлен как питающийся другими организмами какого-то одного типа. Однако реальные пищевые связи в...
-
Субъектом права государственной собственности на природные ресурсы является государство. Однако государство являет собой сложный механизм реализации...
-
Впервые определение экосистемы как совокупности живых организмов с их местообитанием было дано Тэнсли в 1935 году. При экосистемном подходе к изучению...
-
Для переробки полімерних матеріалів найбільше поширення і визнання отримали одночерв'ячні машини з осьовим переміщенням, які дозволяють переробляти...
-
При проведении оценки жизненного цикла приходится иметь дело с большими объемами данных, учитывать сложные взаимосвязи между характеризуемыми...
-
Вона залежить від його технологічних властивостей, які значною мірою можуть бути збережені за умови правильної організації збору, зберігання і дотриманні...
-
Проект экологических исследований - Методы экологических исследований
Основной целью исследований была оценка воздействия на водную экосистему Финского залива в районе бухты Ермиловская, пролива Бьеркезунд и комплексного...
-
Механические методы очистки воды - Методы очистки воды
Промышленные и бытовые сточные воды содержат взвешенные частицы растворимых и нерастворимых веществ. Взвешенные примеси (твердые и жидкие) образуют с...
-
Фильтрование воды - Методы очистки воды
Фильтрованием называется процесс прохождения осветляемой воды через слой фильтрующего материала. Фильтрование, так же как и отстаивание, применяют для...
-
Основные методы очистки сточных вод - Рациональное использование водных ресурсов
Методы, применяемые для очистки производственных и бытовых сточных вод, можно разделить на три группы: механические; физико-химические, биологические. В...
-
Для оценки воздействия любого объекта на окружающую среду большое значение имеет сбор первичной информации. Только опираясь на эту информацию, можно...
-
Методы охраны атмосферы - Защита воздушной среды от загрязнений
1. Законодательные. Наиболее важным в обеспечении нормального процесса по охране атмосферного воздуха является принятие соответствующей законодательной...
-
20-е столетие характеризовалось интенсивным ростом населения Земли, развитием урбанизации. Появились города-гиганты с населением более 10-ти млн....
-
Вред природный нефтяной минимизация В качестве основных направлений деятельности этой группы методов минимизации воздействия производств на окружающую...
-
Очистка сточных вод методом флотации - Методы очистки воды
Под флотацией (от французского flotter -- плавать) понимают расщепление твердых микрочастиц с разной смачиваемостью. Это несмачиваемые водой...
-
Очистка воды с помощью коагуляции - Методы очистки воды
Коагуляцией называют процесс, при котором мелкодисперсные частицы находящиеся в растворе укрупняются до видимых размеров. В итоге образуются хлопья...
-
Материалы и методы - Фитопланктон специального промышленного водоема В-17 ПО "Маяк"
Водоем В-17 представляет собой искусственный водоем, расположенный в естественной впадине рельефа. Начало сбросов радиоактивных отходов в Старое болото...
-
Биологические методы оценки. Биотестирование - Понятие и сущность биоиндикации
Оценка степени загрязнения может быть проведена с использованием физико-химических и биологических методов. Биологические методы оценки - это...
-
Методы решения экологической катастрофы - Экологические проблемы лесов и лесопользования
Основными задачами охраны леса являются его рациональное использование и восстановление. Все большее значение приобретают мероприятия по охране леса...
-
Описание технологического процесса Сущность процесса состоит в следующем: очищенный от примесей аммонизированный раствор поваренной соли подвергают...
-
Вакуумная флотация, Напорная флотация, Импеллерная флотация - Очистка сточных вод методами флотации
Вакуумная флотация основана на понижении давления ниже атмосферного в камере флотатора. При этом происходит выделение воздуха, растворенного в воде. При...
-
Виды флотации, Флотореагенты - Очистка сточных вод методами флотации
Пенная -- при которой через смесь частиц с водой пропускают мелкие пузырьки воздуха, частицы определенных минералов собираются на поверхности раздела фаз...
-
Экологические последствия - Последствия чернобыльской аварии и других радиационных катастроф
Мир не оставил без внимания Чернобыльскую трагедию. Многие страны приняли участие в оказании помощи ее жертвам. Тысячи детей были отправлены в...
-
Управление по охране окружающей среды (ЕРА) недавно приняло ряд мер по уменьшению жесткости и негибкости своих правил. Эти меры явились результатом...
-
Пути экологической реабилитации - Методы и технологии экологической реабилитации
Можно сколько угодно говорить о вредном производстве, о загрязнении окружающей среды, это не даст большого эффекта. К основным причинам можно отнести...
-
Последовательность операций при измерении концентрации пыли. Методы измерения концентрации пыли данной группы включают следующие основные операции: 1)...
-
Водная и ветровая эрозия почв, методы борьбы
Водная и ветровая эрозия почв, методы борьбы Эрозия -- это природный процесс, обусловленный смывом верхних горизонтов почвы преимущественно ливневыми...
Виробництво біогазу - Виробництво біопалива другого покоління: метод газифікації