Основные направления использования биогаза в мире
 Достаточно
высокое содержание метана в биогазе, а, следовательно, и высокая теплота
сгорания, предоставляют широкие возможности применения биогаза [1-7]. При
разработке систем по производству и использованию биогаза выбираются оптимальные
варианты комплектации установок из множества возможных с учетом многочисленных
местных и внешних условий. С точки зрения использования энергии биогаза можно
выделить следующие основные направления:
1) Для покрытия собственных энергетических нужд биогазовой установки (в наиболее
холодный период года практически весь потенциал биогаза используется для
энергообеспечения установки);
2) В качестве топлива для получения горячей воды или пара на покрытие
технологических нужд очистных сооружений или сельскохозяйственных производств;
3) Для сушки сброженного осадка (получение твердой фракции биоудобрений);
4) В качестве топлива для получения теплого воздуха или горячих газов на сушку
сельхозпродукции или обогрев сельскохозяйственных зданий;
5) В теплицах для отопления и подкормки растений углекислым газом;
6) В качестве горючего для двигателей внутреннего сгорания;
7) Для получения электроэнергии;
8) Для подпитки сетей природного газа.
В Китае с середины 70-х годов XX века действует национальная программа по
получению биогаза из отходов животноводства. К 2013 году в этой стране работало
10 млн. фермерских биореакторов, кроме того, 64 тысячи биогазовых станций,
обеспечивающих работу 190 электростанций и более 60% автобусного парка Китай
-безусловный мировой лидер биогазовой промышленности.
В США биогаз занимает второе место по важности среди биотоплив (после этанола).
Недавно там приняли закон об оборудовании всех полигонов твердых бытовых отходов
системами по их конверсии в смесь метана и СО2.
В ЕС работают более 800 биогазовых установок, в 2014 году там планируется
произвести из биогаза 15 млн. тонн нефтяного эквивалента топлива. В Швеции более
800 автобусов ездят на биогазе и первый в мире поезд. Его пробег до заправки -
600 км, максимальная скорость - 130 км/ч. На метане могут работать как
карбюраторные, так и дизельные двигатели, но поскольку метан является
высокооктановым топливом, более эффективно его использование в дизельных
двигателях. Абсолютный объем биогазов, необходимый для выработки энергии,
эквивалентной полученной при сжигании 1 литра бензина составляет 1,33-1,87 м3 ,
при сжигании 1 литра дизельного топлива - 1,50-2,07 м3 [2].
Среди промышленно развитых стран ведущее место в производстве и использовании
биогаза по относительным показателям принадлежит Дании - биогаз занимает до 18%
в её общем энергобалансе. По абсолютным показателям по количеству средних и
крупных установок ведущее место занимает Германия - 8000 тыс. шт. В Западной
Европе не менее половины всех птицеферм отапливаются биогазом.
Системный анализ должен быть положен в основу разработки технологий,
экологически безопасных способов эксплуатации установок увеличения выхода
биогаза (энергии) и удобрений для повышения плодородия почв и урожайности
сельскохозяйственных культур [8, 9].
На рисунке 1 показаны направления проведения исследований. Разработка таких
методов работы, является одним из актуальных вопросов дальнейших исследований.
Рисунок 1. Направления проведения исследований
Анализируя данные различных источников, следует
отметить, что в работах недостаточно показана
эффективность использования различных альтернативных
энергоносителей, поэтому были разработаны следующие цели
для проведения научно-исследовательской работы в области
альтернативных источников энергии, а именно биогаза:
1) Рассчитать оптимальные условия получения биогаза в
различных условиях сельскохозяйственного производства;
2) Определить физико-химические процессы протекающие в
биоустановках и дать рекомендации по улучшению
эффективности работы установок;
3) Определить пути оптимизации тепловых процессов в
биореакторе и дать направления рационального достижения
экономичности получения энергии;
4) Показать улучшение экологии окружающей среды при
использовании биоустановок и рассмотреть мероприятия
раскрывающие взаимосвязи эксплуатации установок с
агроэкологией;
5) Предложить направление повышения эффективности
сельскохозяйственных биоустановок путем перевода их
работы по когенерационному типу.
Зазуля А. Н., доктор технических наук, профессор,
директор ГНУ ВНИИТиН Россельхозакадемии, Россия, г.
Тамбов.
Хребтов Н. А., аспирант, ГНУ ВНИИТиН Россельхозакадемии,
+ 7(929)016-64-64 Россия, г. Тамбов
Список литературы
1. Антышев Н.М., Шапкайц А.Д. Газодизельная тракторная
энергетика: Экология и Экономика. // Экология и
сельскохозяйственная техника. СПБ, 2002, том 3.-
194-197.
2. Дубровський B.C., Виестур У.Е. Метановое сбраживание
сельскохозяйственных отходов. - Рига: Зинатне, - 1988. -
204с.
3. Нагорнов, С.А. Повышение эффективности работы
нефтехозяйств в АПК. Научное издание. / С.А. Нагорнов,
А.Н. Зазуля, С.В. Романцова, И.Г. Голубев. - М.: ФГНУ «Росинформагротех»,
2008. - 168 с.
4. Нагорнов, С.А. Эффективное использование
нефтепродуктов в сельском хозяйстве / С.А. Нагорнов,
С.В. Романцова, А.Н. Зазуля, И.Г. Голубев. - М.: ФГНУ «Росинформагротех»,
2006. - 192 с.
5. Федоренко, В.Ф. Использование биологических добавок в
дизельное топливо. /В.Ф. Федоренко, Д.С. Буклагин, С.А.
Нагорнов, А.Н. Зазуля, И.Г. Голубев. - М.: ФГНУ «Росинформагротех»,
2007. - 52 с.
6. Федоренко, В.Ф. Инновационные технологии производства
биотоплива второго поколения / В.Ф. Федоренко, Д.С.
Буклагин, А.Н. Зазуля, С.А. Нагорнов, И.Г. Голубев, С.В.
Романцова, С.В. Бодягина, Л.Ю. Коноваленко. - М.: ФГНУ «Росинформагротех»,
2009. - 68 с.
7. Зазуля, А.Н. Получение биодизельного топлива из
растительных масел / А.Н. Зазуля, С.А. Нагорнов, С.В.
Романцова, К.С. Малахов // Достижения науки и техники
АПК. - 2009. - № 12. - С. 58-60.
8. Котовсков Я.В. Системные исследования
многофункциональных теплообменников как средств защиты
окружающей среды и ресурсосбережения: Дис.канд.техн.наук.
Ростов Н/Д, 1998.-143с.
9. Сельскохозяйственная биотехнология: Учеб/ В.С,
Шевелуха, Е.А. Калашникова, Е.С. Воронин и др., Под
редак. В.С, Шевелухи - 2-е изд., перераб. и доп. -М.:Высш.шк.,
2003.-469 с.ил.
|
Идёт загрузка...