Biomasa

Biogaz

Biodiesel

Kolektory

WWW.BIOENERGIA.ECO.PL









Czym jest Biogaz ?


Surowcem do produkcji biogazu mogą być prawie wszystkie organiczne odpady produkcji rolniczej. Szczególnie przydatne ze względu na skład są odchody zwierzęce w postaci gnojowicy lub obornika.

Skład chemiczny biogazu jest następujący: metan CH4 (52 - 85%), CO2 (14 - 18%), siarkowodór H2S (0,08 - 5,5%), wodór H2 (0 - 5%), tlenek węgla CO (0 - 2,1%), azot N2 (0,6 - 7,5%), tlen (0,2 - 0,1%). Metan jest gazem łatwopalnym, nietrującym, bezwonnym i znacznie lżejszym od powietrza.

Spalanie następuje według następującego wzoru: CH4 + 202 --> 2H20 + C02

W czasie spalania 1 m3 metanu powstaje około 1,6 kg wody w postaci pary; do spalenia 1 m3 metanu potrzeba około 10 m3 powietrza.


do góry



Pozysk biogazu z natury


Wykorzystanie biogazu powstałego w wyniku fermentacji biomasy ma przed sobą przyszłość. To cenne paliwo gazowe zawiera 50-70% metanu, 30-50% dwutlenku węgla oraz niewielką ilość innych składników (azot, wodór, para wodna). Surowcem do produkcji biogazu są odchody zwierzęce, odpady roślinne, ścieki... . Wydajność procesu fermentacji zależy od temperatury i składu substancji poddanej fermentacji. Prawidłowa temperatura fermentacji wynosi 30-35oC dla bakterii mezofilnych i 50-60o C dla bakterii termofilnych. Utrzymanie takich temperatur w komorach fermentacyjnych zużywa się od 20-50% uzyskanego biogazu..



Materiał Wydajność w kg [m3] Czas fermentacji [dni]
słoma 0,367 78
liście buraków 0,501 14
łęty ziemniaczane 0,606 53
łodygi kukurydzy 0,514 52
koniczyna 0,445 28
trawa 0,557 25




do góry


Wykorzystanie biogazu



Biogaz o dużej zawartości metanu (powyżej 40%) może być wykorzystany do celów użytkowych, głownie do celów energetycznych lub w innych procesach technologicznych. Typowe przykłady wykorzystania obejmują:

- produkcję energii elektrycznej w silnikach iskrowych lub turbinach;
- produkcję energii cieplnej w przystosowanych kotłach gazowych;
- produkcję energii elektrycznej i cieplnej w jednostkach skojarzonych;

dostarczanie gazu wysypiskowego do sieci gazowej;
wykorzystanie gazu jako paliwa do silników trakcyjnych/pojazdów;
wykorzystanie gazu w procesach technologicznych, np. w produkcji metanolu.




do góry


Biogazownie


Biogazownie rolnicze

W 1998 r. W Danii działało 20 dużych scentralizowanych biogazowni rolniczych odbierających odpady z przynajmniej kilku większych farm zwierzęcych, oraz 20 instalacji na indywidualnych farmach. Biogazownie duńskie produkują obecnie ponad 260 GWh energii elektrycznej rocznie. W Niemczech jest ponad 600 biogazowni rolniczych zlokalizowanych głownie na farmach indywidualnych zaś inwestycje w tym sektorze wg German Biogas Association wynoszą obecnie 20 milionów DM rocznie.

W dokumencie omawiającym tzw. Kampanię Wdrożeniową (Campaign for Take-Off) z kwietnia 1999, która uszczegóławia politykę Unii Europejskiej w zakresie zwiększania udziału odnawialnych źródeł energii, nakreślono scenariusz zwiększania wykorzystania biogazu w latach 1999 - 2003. Według tego dokumentu we wspomnianym okresie w krajach UE powinno przybyć nowych biogazowni rolniczych o łącznej mocy co najmniej 200 MW.

Przykładem polskiego wdrożenia biogazowni rolniczej wraz z komponentem kompostowni farm byłą inwestycja w Duchnowie. Instalacja pracowała nieprzerwanie od 1993 roku do 1995, przy czym w sensie energetycznym produkowała jedynie gaz używany do celów socjalnych (ogrzewanie budynków). W tym czasie farma posiadała 1500 sztuk dużych, jednak z powodów finansowych hodowla zwierzęca została zawieszona. Aktualnie na farmie nie ma zwierząt hodowlanych, chociaż produkcja kompostu jest kontynuowana. Instalacja obejmowała chlewnię, zbiorniki gnojowicy, komorę fermentacyjną, stację kompostowania oraz suszarnię, kocioł gazowy.

Rys.Uperoszczony schemat instalacji biogazowni.




Od roku 1994 w Polsce zainstalowano 20 biogazowni w miejskich oczyszczalniach ścieków, między innymi w Olsztynie (2x200kWel, 2190 kWth), Siedlcach (200kW z blokiem ciepła), Opolu (2x200kW), Inowrocławiu (2x160kW z blokiem ciepła), Elblągu (2x200 z blokiem ciepła), Puławach (2x160kW z blokiem ciepła), Pleszewie, Krynice, Ostródzie, Zawierciu (3x310 kWth), Krośnie, Bielsko-Białej (240kWel, 400 kWth), Zamościu (1200kW el + 1200kWth), Świnoujściu (2x180kWel, 2x338 kWth, kocioł grzewczy 1020 kW), Sitkówce k.Kielc (2x404 kWel, 2x510 kWth), itp.

Łączna moc zainstalowana instalacji biogazowych w Polsce w listopadzie 1999 sięgała 40 MW, z czego większa część instalacji obejmowała jedynie kotły gazowe przystosowane do spalania biogazu. Energia cieplna ze spalania biogazu wykorzystywana jest w całości na potrzeby technologiczne (podgrzewanie bioreaktorów) i socjalne pomieszczeń oczyszczalni. Całkowita produkcja w instalacjach biogazowych na oczyszczalniach ścieków w Polsce w listopadzie 1999 wynosiła 72.5 GWh energii elektrycznej i ponad 250 TJ energii cieplnej. Dla porównania w 1996 r. w W.Brytanii łączna moc zainstalowana instalacji biogazowych na oczyszczalniach ścieków wynosiła 92,6 MWel, zaś produkcja energii elektrycznej wynosiła 400 GWh. W tym samym roku w Holandii moc zainstalowana biogazowni na oczyszczalniach ścieków wynosiła 28 MW elektrycznych, co pozwoliło wyprodukować 94 GWh energii elektrycznej i 195 GWh energii cieplnej (World Energy Council, 1998).

Aktualne trendy w polskim sektorze energetycznego wykorzystania biogazu pozyskanego z osadów ściekowych wskazują na wzrost zainteresowania nowoczesnymi technologiami zwł. produkcji energii elektrycznej i cieplnej w skojarzeniu. Technologie te pozwalają uzyskać wysoką sprawność, mniejszą awaryjność (zwł. silników biogazowych) i krótsze przestoje, co z zestawieniu z wymogiem nieprzerwanej pracy oczyszczalni poprawia opłacalność inwestycji pomimo wyższych kosztów inwestycyjnych.

Przyjmuje się, że instalacje biogazowe pracujące na osadzie ściekowym są opłacalne tylko w przypadku większych oczyszczalni ścieków przyjmujących średnio ponad 8,000-10,000 m3 na dobę. Przykład biogazowni na oczyszczalni ścieków Instalacja energetycznego wykorzystania gazu ściekowego na oczyszczalni ścieków w Inowrocławiu została zrealizowana w 1998 roku. Średnia roczna ilość ścieków na oczyszczalni - 6,217,770 m3. Wytworzony w zamkniętej ogrzewanej komorze fermentacyjnej biogaz oczyszczany jest wstępnie z zanieczyszczeń stałych w płuczce wodnej oraz odsiarczalni z siarkowodoru. Magazynowany jest z zbiorniku gazu V=1200m3. Zbiornik gazu współpracuje z pochodnią, w której spalany jest nadmiar gazu (w warunkach oczyszczalni w/w proces praktycznie nie występuje). Biogaz jest spalany w dwóch silnikach gazowych polskiej produkcji PZL-Wola; energia elektryczna i cieplna (z chłodzenia spalin i wody silnikowej) wykorzystana jest na potrzeby własne oczyszczalni ścieków.
Moc zainstalowana elektryczna wynosi 320 kW, cieplna 540 kW. Ilość wytwarzanej energii elektrycznej 1.278.715 kWh/rok, cieplnej 5.534 GJ/rok. Pełne nakłady inwestycyjne 2.435.430 zł (1998). Inwestycja była finansowana przez Urząd Miasta Inowrocławia, NFOŚiGW oraz WFOŚiGW.

Gaz wysypiskowy
Szacuje się, że w chwili obecnej na świecie działa co najmniej 800 instalacji do energetycznego wykorzystania gazu wysypiskowego. W Europie najbardziej zaawansowana jest pod tym względem Wielka Brytania, gdzie do tej pory moc zainstalowana na gazie wysypiskowym wynosiła w listopadzie 1998 r. ponad 175 MW elektrycznych, zaś niedawno nowo podpisane w ramach krajowego przetargu kontrakty na dostawy energii z tego źródła spowodują wzrost mocy zainstalowanej do 489 MW elektrycznych. W Polsce jeszcze w 1996 r. działało tylko kilka instalacji do wykorzystania gazu wysypiskowego ale w ostatnich dwóch latach liczba ta zaczęła się gwałtownie zwiększać dochodząc w grudniu 1998 prawie do 20 obiektów. Pierwsze wdrożenia dotyczyły jak dotąd instalacji produkujących głównie energię elektryczną. Moc zainstalowana na poszczególnych składowiskach na ogół nie przekraczała 400 kW. Można się jednak spodziewać, że po zebraniu już pierwszych doświadczeń z wykorzystaniem gazu wysypiskowego, w nieodległej przyszłości w Polsce pojawią się jeszcze lepiej zaprojektowane instalacje o większych mocach przekraczających 1 MW.


do góry


Linki do tematyki biogazu


http://republika.pl/geotermia/e_biogazu/e_biogazu.html




do góry


BIOGAZ