Биологический двигатель

 Основное назначение биологического двигателя — легко получать «зеленую энергию»

 

 

Насколько развит проект по внедрению биогазовых установок в Европе (рассмотрим на примере Германии).
Деньги под ногами
Так высказываются обычно люди, которые приезжают из крупных городов на периферию в села, но почему же жители сел не видят этих денег? Потому, что органические остатки, отходы животноводства для них не является ценным сырьем поступление дополнительных доходов. Это воспринимается скорее как органический мусор, которое просто выбрасывается, или как навоз, который вносится на поля. В Европе давно эти «деньги» уже «подмели», поэтому там найти органические остатки, на которых можно зарабатывать, достаточно трудно, даже приходится выращивать их в виде кукурузы.

В нашем хозяйстве есть все возможности, чтобы частично не зависеть от государства, производя для собственных нужд электроэнергию, природный газ, тепло и, кроме того, получать еще и готово ценное органическое удобрение для выращивания экологической продукции. Но не понятно, что этому препятствует: или нежелание зарабатывать дополнительно, отсутствие капиталовложений, давление со стороны государства, все вместе. Возможно, вам как читателям не совсем понятно, о чем сейчас идет речь, и вы подумаете: что за чушь, которые органические удобрения и при чем здесь электроэнергия, газ и т. д.? Теоретически все очень просто: вы покупаете биогазовую установку, наполняете отходами органического происхождения и по желанию получаете электроэнергию, газ, тепло и на выходе — органическое удобрение.

Что такое биогазовая станция?
Биогазовая станция производит способом бескислородного брожения (анаэробного брожения) биогаз и биоудобрения из биоотходов сельского хозяйства, пищевой промышленности и специально выращиваемых энергетических культур.
Промышленная биогазовая станция — это строительный объект, где доля оборудования составляет 50-60 %. Это закрытые реакторы (фермертеры, биореакторы), выполненные из монолитного железобетона или стали с покрытием. Большинство видов сырья можно смешивать, отличие — только в устройствах загрузки сырья. Для твердых видов сырья — это шнековые загрузчики, для жидких — приемные резервуары с насосной станцией. Конструкция — модульная с диаметром от 8 до 24 м и высотой до 9 м. В случае необходимости увеличения мощности биогазовой станции увеличивается количество реакторов.

Принцип работы биогазовой установки
Жидкие биоотходы перекачивают на биогазовой установке фекальными насосами бардопроводом или трубопроводом навозоудаления. Твердые отходы (навоз, помет) доставляются транспортерной лентой, а из хранилища помета или навоза — трактором.
Жидкие отходы попадают не напрямую в реактор, а в предыдущую емкость, где происходит гомогенизация массы и ее подогрева (иногда — охлаждение) до нужной температуры.
Твердые отходы могут выгружаться в емкость с жидкими отходами и перемешиваться с ними, или же только твердые отходы загружаются в специальный шнековый загрузчик.
Из емкости гомогенизации, или загрузчика твердых отходов, навоз, помет или кукурузный силос поступает в реактор (биореактор). Реактор (биореактор) является газонепроницаемым, полностью герметичным резервуаром из кислотоупорной железобетона. Эту конструкцию теплоизолюють слоем утеплителя. Толщину утеплителя рассчитывают под конкретные климатические условия. Внутри реактора поддерживается фиксированная для микроорганизмов температура. Температура в реакторе мезофильные (30 … 41 ° С), в отдельных случаях применяют реакторы с термофильным режимом (около 55 ° С).

Перемешивания биомассы происходит несколькими способами. Способ перемешивания выбирают в зависимости от типа сырья, влажности и других параметров.
Перемешивание осуществляют миксерами, сделанные из нержавеющей стали. В отдельных случаях перемешивание не механическое, а гидравлическое. Есть масса распадается насосами по трубкам в слой, где живут колонии бактерий. Реакторы бывают с деревянным и железобетонным сводом, срок службы — 25-30 лет.
Реактор подогревается теплой водой. Температура воды на входе в реактор — 60, на выходе — около 40 ° С. Система подогрева — это сеть трубок, находящиеся внутри стенки реактора или на ее внутренней поверхности. Если биогазовую установку укомплектован когенерационной установкой (теплоелектрогенератором), тогда воду от охлаждения генератора используется для подогрева реактора. Вода после охлаждения генератора с температурой 90 ° С смешивается с 40-градусной водой и поступает в реактор уже с температурой 60 ° С. Вода специально подготовленная и рециркуляционные. В зимний период биогазовой установке требуется около 70 % вторичного тепла, отводимого от теплоелектрогенератора, в летний — около 10 процентов.

Если биогазовая установка работает только на производство газа, тогда теплую воду берут из специального водонагревательного котла. Расхода тепловой и электрической энергии на нужды самой установки составляют 5-15 всей энергии, которую дает биогазовая установка.
Средний срок гидравлического отстаивания внутри реактора (в зависимости от субстратов) — 20-40 дней. В течение этого времени органические вещества внутри биомассы метаболизируются (преобразовываются) микроорганизмами. Для кукурузного силоса период брожения составляет 70-160 дней, его продолжительность зависит от объема реактора.
Весь процесс брожения отходов выполняют анаэробные микроорганизмы. В реактор микроорганизмы вводят один раз — при первом его запуске, далее никаких добавок микроорганизмов и дополнительных расходов не требуется. Микроорганизмы вводят одним из трех способов: 1) введением концентрата микроорганизмов, 2) добавлением свежего навоза, 3) добавлением биомассы с другой работающего реактора.

Чаще используют второй и третий способы, потому что они дешевле. В навозе уже есть микробы, которые попадают туда еще из кишечника животных. Эти микроорганизмы полезны и не наносят вреда человеку и самим животным. К тому же, реактор — это герметичная система. Поэтому реакторы (биореакторы, фермертеры) размещают вблизи фермы или производства и таким образом имеют два продукта: биогаз и биоудобрения.
Биогаз хранят в емкости, которая называется газгольдер. В ней выравниваются давление и состав газа. Газгольдер представляет собой трехслойную конструкцию из специальной ткани. Материал купола устойчив к солнечному свету, осадков и испарений в реакторе. Срок службы газгольдера — 15 лет. Фото вместимости объема — 0,5-1 день.
Из газгольдера биогаз непрерывно подается в газовый или дизель-газовый теплоелектрогенератор. Здесь и производятся тепло и электричество: с 1 м3 газа можно получить 2 кВт / ч электрической и 2 кВт / ч — тепловой энергии. Крупные биогазовые установки имеют еще и факельные установки, использующие в том случае, когда не работает двигатель / двигатели и биогаз надо сжечь. Управление системой осуществляется автоматически. Система контролирует работу насосной станции, мешалок, системы подогрева, газовой автоматики, генератора. Для управления достаточно одного работника на 2 ч в день, он осуществляет контроль с помощью обыкновенного компьютера. Подготовить человека к такой работе можно всего за две недели.

Биогазовая станция не способна работать полностью автономно, а лишь параллельно в сети, если на производстве, скажем, падает напряжение при запуске сушильного комплекса или, наоборот, высокое напряжение растет, тогда функция ее заключается в том, чтобы подбирать или отдавать электроэнергию. На мегаваттную такую станцию потребуется 60 т / сутки кукурузного силоса (20000 тыс. т / год) при урожайности 30-35 т / га нужно иметь 700 га земли. Если использовать высокоэнергетические сорта кукурузы, эту площадь можно сократить до 400—500 гектаров.

Далеко Европа?
В Германии, когда только начали строить биогазовые установки, их назначением была переработка органических отходов, преимущественно от животноводства, с целью получения перегноя, позже научились получать газ и электроэнергию. С увеличением количества биогазовых установок продуктов переработки стало не хватать, поэтому встал вопрос использования кукурузного силоса, таким образом на сегодня в этой стране почти все биогазовые установки работают на кукурузном силосе.
Семейное хозяйство Брьоккер расположено в 60 км северо-восточнее Мюнстера. Сейчас здесь обрабатывают 200 га земли, из них собственной — 112 га, несколько лет назад докупили 7 га, остальные земли — арендуют.
Цена земли на сегодня в Германии составляет 5,70 евро/м2, или 57000 евро / га, арендная плата ежегодно составляет от 6000 до 9000 евро / га. Во всем мире цена земли зависит от бонитета почвы, только в Германии она одинакова — по той причине, что без земельного участка (любой) вы не начнете собственного производства. На единицы земельной площади (1 га) фермер, согласно федеральному закону, может содержать, например, четыре головы КРС. И если он желает расширять животноводство, но его земельная площадь не позволяет этого сделать, тогда ему нужно ее докупать или брать землю в аренду, а если он не сможет этого сделать, приходится регистрировать себя уже как промышленное предприятие, но тогда меняется система налогообложения, и процентная ставка по налогу уже увеличивается, что делает агробизнес крайне нерентабельным.
В структуре посевных площадей хозяйство имеет 20 га естественных пастбищ, 30 — пшеницы, остальные 150 га — кукуруза. Распределение поступления прибыли в хозяйстве: 25 % — свиноводство, 25 % — скот на откорме, 50 % — биогазовая установка.
Более 15 лет назад руководство Германии захотело перейти от обычных до альтернативных источников энергии. Сначала были заложены хорошие предпосылки для начинающих, и многие фермеры инвестировали свои средства именно в биогазовые установки, но руководство не учло проблем, которые неизбежно будут возникать в дальнейшем. Данный проект, по мнению фермера, более пригодный для внедрения где хозяйства имеют большие площади и возможность высевать больше различных культур.

Немецким законом о возобновляемые источники энергии (в частности, биогазовые установки) не разрешается строить биогазовую установку мощностью свыше 500 кВт / ч. И есть одно предположение, с чем это может быть связано: руководством государства было принято решение сделать оптимальную мощность биогазовой установки 500 кВт / ч, если же эта мощность будет превышать норму, опять же придется менять форму собственности и регистрироваться как промышленное предприятие, а при такой схеме биогазовые установки могут строить абсолютно все фермеры. В некоторых регионах Германии в радиусе 5 км находится в среднем шесть биогазовых установок, и на территории, где они расположены, выращивают, в основном, кукурузу (кое ходят слухи даже о целых кукурузных лесах!) В Германии есть понятие соблюдения ландшафтного парка, когда выращивание всех присущих данному региону видов сельхозживотных и растений является обязательной нормой, а с появлением биогазовых установок эта ситуация может измениться на американскую, когда повсюду растет только кукуруза.

Каждые четыре года закон о возобновляемые источники энергии пересматривается, и в следующем пункте этого закона, чтобы решить частично проблему с кукурузными лесами, предполагается использовать только силосную кукурузу для биогазовой установки, предшественником которой была пшеница.

Цены на электроэнергию постоянно растут, сейчас 1 кВт стоит 18 центов, к тому же, существует такая зависимость: чем меньше электроэнергии потребляет фермер, тем дороже он за нее платит. За 1 кВт выработанной электроэнергии с помощью биогазовой установки государство выплачивает 20 центов, за 1 кВт солнечной электроэнергии — 40 центов и 1 кВт с ветрогенераторов — 9 центов. Цены разработаны таким образом, чтобы каждая область, в которой вырабатывается электроэнергия, была экономически выгодной. Для предотвращения возникновения перенапряжения в сети некоторых фермеров отсоединяют от сети, но при этом также выплачивают средства в полном объеме за простой.
Источник: agroinformer.com

 

Комментирование и размещение ссылок запрещено.

Комментарии закрыты.