Biogazownie w energetyce Temat opracował Damian Kozieł Energetyka spec. EGIR rok 3
Czym jest biogaz?
Czym jest biogaz? Biogaz jest to produkt fermentacji metanowej materii organicznej przez bakterie beztlenowe Skład: 55-75% CH 4 25-45% CO 2 0-0,3% N 2 1-5% H 2 0-3%H 2 S 0,1-0,5% O 2
Skąd pochodzi biogaz? Biogaz jest produktem ubocznym cyklu życiowego bakterii beztlenowych (Methanopyrus kandleri). Głównym produktem ich oddychania jest metan najistotniejszy składnik biogazu. Rozróżniamy trzy pdogrupy: Bakterie psychofilne (aktywne w temp. 20-25 o C) Bakterie mezofilne (aktywne w temp. 35-37 o C) Bakterie termofilne ( aktywne w temp. 55-60 o C)
Surowce do produkcji biogazu Surowcem może być każdy rodzaj biomasy, pod warunkiem że będzie miał odpowiednią wilgotność (60-99%). W praktyce wykorzystuje się: 1. Składowiska odpadów 2. Osady ściekowe 3. Odpady pochodzenia zwierzęcego 4. Biomasa roślinna tj.: Trawa Słoma Odpady z przemysłu spożywczego (wytłoki, melasa, wysłodziny browarnicze, odpady piekarnicze, gliceryna) Rośliny uprawiane na cele energetyczne (świeże lub w postaci kiszonki) Obornik i gnojowica
Dlaczego wykorzystujemy biogaz? Ponieważ i tak powstaje
Dlaczego wykorzystujemy biogaz? Ponieważ i tak powstaje CH 4 jest groźnym gazem cieplarnianym!!!
Dlaczego wykorzystujemy biogaz? Ponieważ i tak powstaje CH 4 jest groźnym gazem cieplarnianym!!! Można być samowystarczalnym
Dlaczego wykorzystujemy biogaz? Ponieważ i tak powstaje CH 4 jest groźnym gazem cieplarnianym!!! Można być samowystarczalnym Można na tym zarobić
Wady biogazu: Nieregularność dostaw i mały strumień gazu Zmienny skład zależny od surowca i etapu procesu Duża zawartość CO 2 Mniejsza wartość opałowa biogazu (19-23 MJ/kg) w stosunku do gazu ziemnego (34,43 MJ/kg)
Zalety biogazu: Tani w pozyskaniu Można utylizować w ten sposób niektóre niebezpieczne odpady (temperatura zabija bakterie) Umożliwia produkcje ciepła i energii elektrycznej na miejscu (pozwala stać się samowystarczalnym) Jest odnawialnym źródłem energii Pozostałości pofermentacyjne stanowią cenny nawóz Można fermentować mokrą biomasę której nie da się spalić
Biogazownie budowa i działanie
Historia budowy biogazowni Pierwsze biogazownie Chiny w XII wieku Europa XIX wiek wykorzystanie osadów ściekowych XX wiek Indie i Chiny małe biogazownie rolnicze gaz do gotowania Obecnie utylizacja odpadowej biomasy i źródło odnawialnej energii (stanowi to element polityki klimatycznej i energetycznej UE)
Rysunek ilustrujący schemat rolniczej biogazowni w Chinach
Mapa biogazowni w Polsce wg. Portalbiogazowy.pl
Biogaz wysypiskowy
Biogaz z oczyszczalni ścieków
Biogaz z biogazowni rolniczych
Biogaz z biogazowni rolniczych
Biogaz z biogazowni rolniczych
Zastosowanie biogazu
Zastosowanie biogazu 1. Produkcja energii elektrycznej: Turbiny gazowe Silniki gazowe Układy ORC Układy ORC (jako dodatek do silnika gazowego lub turbiny gazowej) 2. Produkcja ciepła (możliwa równolegle z produkcją energii elektrycznej w układach kogeneracyjnych CHP) jak też w kotłach gazowych (kondensacyjne raczej nie): Ciepło do podgrzewania fermentujących substratów Ciepło grzewcze (budynki, szklarnie, hodowla ryb) C.W.U. Ciepło suszarnicze 3. Oczyszczanie gazu i wtłaczanie do sieci gazowej 4. Oczyszczanie gazu i wykorzystanie go po sprężeniu do napędu pojazdów jako CNG
Przyszłość Czerwiec 2012 184 biogazownie w Polsce (Niemcy 6000) Łączna moc elektryczna zainstalowana 119,414 MW (Niemcy 2300 MW) Polityka Energetyczna Polski zakłada powstanie do 2020r zainstalowanej mocy elektrycznej w wysokości 802 MW Ustawa o Odnawialnych Źródłach Energii możliwe zmiany w sposobie wsparcia Wzrost światowych cen zbóż powoduje wzrost opłacalności produkcji żywności, kosztem upraw przeznaczonych na biomasę Możliwa większa polityczną presja na uprawy energetyczne które zajmują ziemię rolną. Zaostrzenie polityki klimatycznej UE = więcej biogazowni (wciąż duży potencjał produkcji biogazu w Polsce)
Dziękuję za uwagę!