Биогазовая техника

Биогаз – метан – образуется в ходе сбраживания органических веществ естественным путем в природе, а также искусственно в технических установках. При этом сбраживаемые вещества доводятся в резервуарах, называемых также ферментерами, до температуры, например, 38°C,
при которой реакция обменного разложения с участием метанообразующих бактерий идет наиболее эффективно.
Биогаз состоит из метана, сероводорода, водорода, углекислоты и прочих газообразных веществ. Сбраживание происходит, как правило, анаэробно, без доступа кислорода. Метан с кислородом образует горючую смесь и может быть взрывоопасен. Энергетическая ценность одного кубометра зависит от доли метана и всегда ниже, чем у природного газа. Но за счет подготовки его качество может быть улучшено.

Получение биогаза техническим способом в последние годы испытывает бурное развитие. Если поначалу в качестве сбраживаемого субстрата использовались отходы, то сегодня в современных крупных установках применяется, преимущественным образом, возобновляемое сырье, такое как кукурузный силос, измельченная зеленая масса или свекла.

Такого рода производство энергии отражает политическую волю общества и поддерживается государством в виде фиксированного ценообразования (закон EEG). Целью является улучшенное собственное энергоснабжение, чтобы уменьшить зависимость от иностранных поставщиков. В качестве места расположения используются преимущественно сельскохозяйственные предприятия, поскольку там производится возобновляемое сырье и имеются поля и растения для принятия решения об использовании дополнительных видов кормов.
Так образуется замкнутая система, которая в сочетании с солнечной энергией (фотосинтез) постоянно производит новые энергетические массы,
к которым может быть применено понятие «восполняемость».

Метан может применяться различным образом. В настоящее время широко распространено преобразование этого газа в электрический ток и тепло в так называемых блочных теплоэлектростанциях. Производимый там электрический ток подается в электросеть. Однако на многих установках имеется излишек тепла, который не может быть рационально использован. А оптимальная экономичность может быть достигнута только в том случае, если используется вся произведенная энергия.

Самые первые модели созданных установок подают метан, после того как он очищен и доведен до качества природного газа, непосредственно
в газовую сеть. Тем самым вся энергия доводится до конечного потребителя. Относительно новыми являются так называемые OCR-установки.
В этих установках теплота преобразуется в давление, которое потом подается на турбину, которая в комбинации с генератором примерно 30% имеющегося остаточного тепла превращает в электрический ток. В данной области имеются очень многообещающие перспективы.
Наряду с установками, работающими в сельском хозяйстве, мощность которых обычно не превышает 1000 кВт, имеются также установки, эксплуатируемые компаниями, которые устанавливаются в промзонах и производят до 10 мегаватт энергии.

Особым преимуществом биогазовой техники является хранение сырья, управление производственной мощностью и хранение газа, в отличие
от ветряных, фотоэлектрических установок и других источников производства энергии, которая на момент возникновения должна сразу быть использована. Подобное развитие техники ведет к огромным сдвигам в сельском хозяйстве, поскольку часть производства кормов/продуктов питания теперь используется для производства энергии и таким образом уводится с общего рынка.

Гигиенизация в производстве биогаза представляет собой процесс тепловой обработки сбраживаемых субстратов при температуре 70 °C длительностью не менее часа. Этот процесс может выполняться как частично перед началом брожения, так и полностью после его завершения. Эта мера предназначена для обеззараживания загрязненных материалов. Кроме того, такая обработка улучшает брожение и уничтожает семена сорных растений, что позволяет избежать их попадания на собственные или чужие поля при удалении остатков материала после брожения.