Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Біогази — метановмістні гази, що утворюються при анаероб­ному розкладанні органічного субстрату. В залежності від джерела отримання, біогази поділяють на три основні види:

— газ метантенків, отриманий на міських очисних каналізаційних спо­рудах;

— газ, що утворюється від бродіння відходів сільськогосподарських ви­робництв;

— газ зі звалищ.

Енергія, отримана з біогазу, належить до відновлюваної, по — кільки відбувається з органічного поновлюваного субстрату. Фак­том є те, що викопні енергоносії на Землі закінчуються і існує нага­льна потреба в альтернативних джерелах, що додає ще більшого значення виробництва біогазу на біогазових установках. Крім того, енергетичне використання біогазу в порівнянні зі спалюванням природного газу, зрідженого газу, нафти та вугілля є нейтральним по відношенню до С02, оскільки С02, що виділяється, перебуває в межах природного кругообігу вуглецю і споживається рослинами протягом вегетаційного періоду. Таким чином, концентрація С02 в атмосфері в порівнянні з використанням твердого палива не збіль­шується, рис. ТЕ

Окремі випадки використання примітивних біогазових техно­логій були зафіксовані в Китаї, Індії, Ассірії і Персії починаючи з XVII століття до нашої ери. Проте систематичні наукові дослі­дження біогазу почалися тільки в XVIII столітті нашої ери, через майже 3,5 тисячі років, рис. 1.2.

У 1764 році Бенджамін Франклін в своєму листі Джозефу Прі- стлі описав експеримент, в ході якого він зміг підпалити поверхню дрібного заболоченого озера в Нью Джерсі, СІЛА.

Перше наукове обґрунтування освіти займистих газів в боло­тах і озерних відкладах дав Олександр Вольта в 1776 р., встанови­вши наявність метану в болотному газі. Після відкриття хімічної формули метану Дальтон у 1804 році, європейськими вченими були зроблені перші кроки в дослідженнях практичного застосування бі — огаз [2, 3].

Свій внесок у вивчення освіти біогазу внесли і російські вче­ні. Вплив температури на кількість виробленого газу вивчив А. П. Попов в 1875 році. Він з’ясував, що річкові відклади починають виділяти біогаз при температурі близько 6 °С. Із збільшенням тем­ператури до 50 °С, кількість газу, що виділяється, значно збільшу­валася, не змінюючись по складу — 65 % метану, ЗО % вуглекислого газу, 1 % сірководню і незначну кількість азоту, кисню, водню і за­кису вуглецю. В. Л. Омельянскій детально досліджував природу анаеробного бродіння й беруть участь у ньому бактерії [2, 3].

Незабаром після цього, в 1881 році, почалися досліди євро­пейських учених з використання біогазу для обігріву приміщень і освітлення вулиць. Починаючи з 1895 року, вуличні ліхтарі в одно­му з районів міста Ексетер забезпечувалися газом, який виходив в результаті бродіння стічних вод і збирався в закриті ємності [2, 3]. Двома роками пізніше з’явилося повідомлення про отримання біо­газу в Бомбеї, де газ збирався в колектор і використовувався в якос­ті моторного палива в різних двигунах.

На початку XX століття були продовжені дослідження в галу­зі підвищення кількості біогазу шляхом збільшення температури бродіння. Німецькі вчені Імхофф і Бланк в 1914-1921 рр. запатенту­вали ряд нововведень, які полягали у введенні постійного підігріву ємностей. У період Першої світової війни почалося поширення біо — газових установок по Європі, пов’язане з дефіцитом палива. Госпо — дарства, де були такі установки, знаходилися в більш сприятливих умовах, хоча установки були ще недосконалі і в них використову­валися далеко не оптимальні режими.

Одним з найважливіших наукових кроків в історії розвитку біогазових технологій є успішні експерименти Бусвелла по комбі­нуванню різних видів органічних відходів з гноєм у якості сирови­ни в 30-х роках XX століття [2, 3].

Перший великомасштабний завод з виробництва біогазу був побудований в 1911 році в англійському місті Бірмінгемі і викорис­товувався для знезараження осаду стічних вод цього міста. Вироб­люваний біогаз використовувався для виробництва електроенергії. Таким чином, англійські вчені є піонерами практичного застосу­вання нової технології. Вже до 1920 року вони розробили декілька типів установок для переробки стічних вод. Перша біогазова уста — новка для переробки твердих відходів об’ємом 10 м була розробле­на Ісманом і Дюселье і побудована в Алжирі в 1938 році [2, 4, 5].

У роки Другої світової війни, коли енергоносіїв катастрофічно не вистачало, у Німеччині та Франції був зроблений акцент на отримання біогазу з відходів сільськогосподарського виробництва, головним чином з гною тварин. У Франції до середини 40-х років експлуатувалося близько 2 тис. біогазових установок для переробки гною. Цілком природно, цей досвід поширювався на сусідні країни. В Угорщині існували установки для виробництва біогазу. Це від­значають солдати Радянської Армії, в основному, вихідці з сільсь­ких районів СРСР, які визволяли Угорщину від німецьких військ і дивуються, що в селянських господарствах гній худоби не лежав у купах, а завантажувався у закриті ємності, звідки одержували го­рючий газ [2]. Європейські установки довоєнного періоду не ви­тримали конкуренції в післявоєнний час з боку дешевих енергоно­сіїв (рідке паливо, природний газ, електроенергія) та були демонто­вані. Новим імпульсом для їх розвитку на новій основі став енерге­тична криза 70-х років, коли почалося стихійне впровадження біо — газових установок у країнах південно-східної Азії. Висока щіль­ність населення й інтенсивне використання всіх придатних для ви­рощування сільськогосподарських культур площ землі, а також до­сить теплий клімат, необхідний для використання біогазових уста­новок в найпростішому варіанті — без штучного підігріву сировини, лягли в основу різних національних і міжнародних програм з впро­вадження біогазових технологій. Сьогодні біогазові технології ста­ли стандартом очищення стічних вод і переробки сільськогоспо­дарських та твердих відходів і використовуються в більшості країн світу.

У більшості розвинених країн переробка органічних відходів в біогазових установках частіше використовується для виробництва теплоенергії й електрики. Вироблена таким чином енергія стано­вить близько 3…4 % всієї споживаної енергії в європейських краї­нах. У Фінляндії, Швеції та Австрії, які сприяють використанню енергії біомаси на державному рівні, частка енергії біомаси досягає

15.. .20 % від всієї споживаної енергії [2].

Використання електроенергії і тепла, виробленого за допомо­гою анаеробної переробки біомаси, в Європі зосереджено, в основ­ному в Австрії, Фінляндії, Німеччини, Данії і Великобританії. У Німеччині на даний момент налічується близько 2000 великих установок анаеробного зброджування. Кількість біогазових устано — вок з обсягами реакторів більше 2000 м кожна в Австрії складає в даний час понад 120, близько 25 установок знаходяться в стадії планування і побудови [2, 3]. Високий ступінь розвитку ринку біо — газових технологій може бути знайдена в сферах муніципальної утилізації стічних вод, очищення індустріальних стічних вод та утилізації сільськогосподарських відходів. У Швеції енергія біома­си надає 50 % необхідної теплової енергії. В Англії, на батьківщині першого промислового біогазового реактора, за допомогою біогазу ще в 1990 р. вдалося покрити всі енерговитрати в сільському гос­подарстві. У Лондоні діє один з найбільших у світі комплексів з пе­реробки побутових стічних вод. У 30-ті роки досвід Європи був пе­ренесений в СІЛА. Біогазова установка з переробки тваринницьких відходів була побудована в 1939 році і успішно працювала протя­гом більш ніж ЗО років. У 1954 р. був побудований перший завод з переробки комунальних відходів з отриманням біогазу в Форт — Додже, штат Айова, США. Біогаз подавався на двигун внутрішньо­го згорання для вироблення електроенергії при потужності елект­рогенератора 175 кВт. Зараз у СІЛА налічується кілька сотень ве­ликих біогазових установок, переробних відходи тваринництва і тисячі установок, що утилізують міські стічні води [2]. Біогаз вико­ристовується в основному для отримання електрики, опалення бу­динків та теплиць.

Збільшуються викиди парникових газів, збільшення спожи­вання води та її забруднення, знижує родючість земель, неефектив­на утилізація відходів і зростаючі проблеми з збезлісенням є части­нами нестійкою системи використання природних ресурсів по всьому світу. Біогазові технології є одним з важливих компонентів у ланцюзі заходів по боротьбі з вищевказаними проблемами. Про­гноз зростання вкладу біомаси як джерела поновлюваної енергії в світі припускає досягнення 23,8 % від загального споживання енер­гії до 2040 року, а до 2010-го країни ЄС планують збільшити цей внесок до 12 %. Аналіз біогазових установок розвинених країн мо­же бути представлений наступним чином.

Комментарии запрещены.