Socialt projekt Biobolsa giver lokale landmænd simple biogasanlæg, der giver dem mulighed for selvstændigt at producere gas fra organisk affald. I 2010 startede projektet i Mexico, og i dag udvikles det aktivt i 9 lande Latinamerika og Afrika.

Ideen til Biobolsa-projektet opstod tilbage i 2007, da en ung mexicaner, Alex Eaton, besluttede at lave en budget anaerob bioreaktor naturgas for gårde. I 2010 havde Alex indgivet alle patenter og fuldt ud lanceret det første pilotprojekt.

Hvad er Biobolsa-bioreaktoren?

I princippet ikke noget kompliceret, store slidstærke membranposer 15 meter lange, 2 meter brede og mere end 2 meter høje. Deres kapacitet er omkring 40.000 liter væske, og evnen til at behandle op til 1 ton affald om dagen. Der er flere kompakte løsninger 2x2 meter til en lille familie behandler de op til 20 kg affald.




Med sådan et biogasanlæg kan én bondefamilie med fire grise producere nok biogas til madlavning i køkkenet.



Landmændene ser ofte en stigning på 20-40 % i udbyttet det første år, og det stiger kun hvert år. På en gård med 1.000 grise er familien udstyret med et system, der kan producere mere energi, end de kan forbruge, og de sælger endda strømmen tilbage til det mexicanske elnet.


Den udbredte introduktion af sådanne biogasanlæg har også en gavnlig effekt på miljøet. Ifølge forskning fra fødevareorganisationen FAO genererer moderne landbrugsvirksomheder flere drivhusgasemissioner end transport. Denne sektor forurener også vandkilder med animalsk affald, antibiotika, hormoner, kemisk gødning og pesticider, der bruges til at dyrke afgrøder.


Biogasanlæg omdanner metan og kuldioxid til energi, hvilket reducerer drivhusgasser fra landbrugsaktiviteter og brugen organisk gødning forhindrer forurening af vandområder. Landmænd, der er gået over til biogas som strømkilde til deres hjem, er ikke afhængige af fossile brændstoffer og fælder ikke træer til brændstof. Dette bremser skovrydningen og forbedrer luftkvaliteten.

Så biogasanlæg er lidt mere end bare poser til familier på landet. Eaton hævder, at denne tilgang også vækker en følelsesmæssig forbindelse med verden omkring dem, og landmænd begynder at omfavne en kultur for at genbruge affald.

Med støtte fra forskellige fonde og offentlige myndigheder, lykkedes det skaberne af Biobolsa at sikre delvise tilskud til interesserede parter. Og dette var drivkraften til indførelsen af ​​installationer i de fattigste og mest deprimerede regioner i Latinamerika. I år er det planlagt at lancere 2 mere pilotprojekter i Afrika.

Biobolsa har modtaget adskillige internationale priser som socialt entreprenørskab, blandt andet uddelte erhvervsudviklingsnetværket Network fra Holland en pris på 10.000 euro, som fungerede som en stærk drivkraft for udviklingen af ​​projektet.

"Vi vurderer, at der alene i Mesquique er 4 millioner hjem, der potentielt kan bruge biogasanlæg," siger Alex Eaton.

Biogasanlæggenes relevans til hjemmet vokser hvert år. Stigende priser på elektricitet og naturgas får folk til at lede efter nye energikilder. Biogas er en effektiv og billig erstatning for traditionelle energikilder.

Hvad får man biogas af?

Biogas produceres af affald af organisk oprindelse, som ophobes i store mængder under husmandsbrug, avl af fjerkræ og dyr. De anvendte råvarer er kvæg- og småhusdyrgødning, fugleklatter, ensilage, slagteriaffald, råddent korn, fedtstoffer, madaffald, presserester, valle, roetop, maltrester osv. De fleste af de anførte råvaretyper kan blandes. med hinanden.

Processen med at producere biogas derhjemme

Processen med at producere biogas bruger fermentering af biomasse af animalsk og vegetabilsk oprindelse under anaerobe (uden luft) forhold. Organisk affald under sådanne forhold udsender en blanding af gasser, hvor metan fylder mere end 50%, kuldioxid - 35%, de resterende 15% - nitrogen, svovlbrinte osv. Ud over at opnå gratis brændstof tillader affaldsgenanvendelsesprocessen dig at producere i form biprodukt biogødning af høj kvalitet.

Video: driftsprincip for et biogasanlæg

I udlandet er hjemmebiogasanlæg dukket op for længe siden. I Kina er mere end 12 millioner af dem ansat i landbrugsbedrifter. Biogasanlæg er også udbredt i Europa. Andelen af ​​biogasforbrug i Sverige og Østrig er omkring 20 %.
Normalt i sådanne installationer anvendes batch loading. I dette tilfælde er reaktoren helt fyldt med råmaterialer, som er fuldstændig produceret under gæringsprocessen.
Hjemmelavede biogasanlæg har et ret lavt biogasudbytte under gæring af råvarer, så de betaler sig normalt kun inden for 3-5 år. Professionelle biogas-minianlæg kan få indtjent omkostningerne på halvandet år.
Effektiviteten af ​​at bruge biogasanlæg er påvirket af klimatiske forhold, tilstrækkeligt med råvarer. Professionelle installationer er designet med disse faktorer i tankerne, så de er mere økonomiske og kan bruges i en række forskellige klimaer.

Beskrivelse af et fælles biogasanlæg til hjemmet

De mest populære installationer består af en kuppelformet reaktor og et aflæsningsområde. Gas opsamles i den øvre kuppelformede del af reaktoren. Efter pålæsning af en ny portion affald kommer den resulterende biohumus fra forarbejdning af råmaterialer ind i aflæsnings- (kompensations-)området gennem en særlig kanal. Trykket på den gærende masse stiger proportionalt med mængden af ​​produceret gas og skubber gradvist de forarbejdede råvarer ind i kompensationsområdet.
For effektiv brug En sådan installation kræver et varmt klima, så de er ikke udbredt i Rusland. Til kolde klimaer bruges professionelle biogasanlæg, bygget ved hjælp af speciel teknologi.

Fremstilling af el og varme

Kraftvarmeværker bruges til at producere elektricitet og termisk energi fra biogas. Den største fordel ved sådanne kraftværker er brugen af ​​termisk energi, som under normale forhold slipper ud i atmosfæren med røggasser. Giver betydelige brændstofbesparelser. Typer af kraftvarmeværker: frem- og tilbagegående (mere almindeligt) og turbine.

Fordele ved biogasanlæg til hjemmet

• betydelig reduktion i omkostningerne ved at købe traditionelle energiressourcer;
• besparelser på affaldsbortskaffelse;
• stigning i udbytte på grund af brugen af ​​opnåede biogødninger;
• spare penge ved at bruge biogødning i stedet for mineralske;
• mulighed for at spare på affaldsbortskaffelse;
• indtægter fra salg af overskydende biogødning;
• forbedring af den miljømæssige og sanitære situation gennem behandling af affald fra husdyrindustrien.

Biogas er en vedvarende og miljøvenlig energiressource, der har store perspektiver i forhold til stigende energipriser og forringede miljøforhold.

Biogas er en gas produceret ved gæring af biomasse. I naturlige forhold Der produceres konstant biogas. I moderne bioenergi bringes de naturlige processer for dens dannelse under menneskelig kontrol. Biogasproduktion udføres på biotankstationer ved hjælp af særlige installationer. Den producerede biogas består af metan (mere end 50%) og kuldioxid samt en lille mængde urenheder (brint og svovlbrinte). Efter oprensning af biogas fra C0 2 (biogasopgradering) opnås biomethan - en komplet analog af naturgas.

I modsætning til sol og vind kan biogas, ligesom naturgas, lagres og sørge for kontinuerlig elproduktion, det vil sige udføre en vigtig opgave med energiforsyning i perioder med spidsbelastning på elnettet.

Biogas kan bruges til elektrisk og termisk produktion, tankning af biler (i større byer Sveriges kommunale busflåde forsynes med lokal biogas), som kan injiceres (efter konvertering til biometan) i eksisterende gasnetværk og lagerfaciliteter.

Hvorfor har vi brug for biogas, hvis vi har naturgas og infrastrukturen til dens levering?

For det første fremstilles biogas af biomasse, et fornybart plantemateriale - dens produktion og anvendelse efterlader et mindre CO2-fodaftryk.

For det andet kan (og bør) biogasproduktion bruge landbrugsaffald, hvilket forhindrer forurening miljø og øger dens effektivitet.

I de seneste år Den europæiske biogasindustri viser tocifrede vækstrater. Elproduktion fra biogas i EU udgjorde 46.419 GWh i 2012, i 2013 - 52.327 GWh (til sammenligning: denne energimængde svarer ca. til Portugals årlige elforbrug). Mere end halvdelen af ​​den europæiske produktion kom fra Tyskland 111, som har 8.700 biogasanlæg 112 .

Kina anses for at være verdens førende inden for biogasproduktion, 113 men et interessant fænomen observeres her. Langt størstedelen af ​​kinesisk biogas produceres af husholdninger på landet til eget forbrug - opvarmning, madlavning og endda i nogle tilfælde elproduktion. Der er 41 millioner 114 sådanne hjemmebiogasanlæg, og antallet forventes at nå op på 80 millioner i 2020 med aktiv statsstøtte.

Ved produktion af biogas er det fra et miljømæssigt synspunkt mest ønskeligt at bruge animalsk og fjerkræaffald. Disse industrier genererer store mængder flydende og fast affald, som skal bortskaffes forud for en særlig omhyggelig behandling. I lande med svage miljøkontrol, som omfatter Rusland, kan husdyraffald forgifte jord- og vandområderne. At bruge dette affald til at producere biogas og derefter generere varme og elektricitet er faktisk en win-win-strategi. På den ene side er problemet med miljøforurening stort set elimineret, på den anden side forsynes gårde og deres miljø med "gratis" energi.

Denne fornuftige tilgang til biogasenergi står dog så at sige over for en økonomisk realitet. Faktum er, at det er dyrere at producere biogas fra animalsk affald end fra specialdyrkede "energianlæg" - der skal mere til kompleks behandling råvare med tilsvarende ekstra kapitalomkostninger.

Tyskland stod hårdt over for denne økonomiske virkelighed. Uudtænkt politik for at stimulere biogasforretningen bidrog til ikke-genanvendelse af affald landbrug, og bioenergiens orientering mod intensiv dyrkning af energianlæg (primært majs) på landbrugsarealer til efterfølgende produktion af elektricitet har ført til massiv opførelse af biogaskraftværker selv i miljøzoner 115 . Det majsareal, der bruges til bioenergi, er fordoblet i løbet af det seneste årti, stort set på bekostning af andre afgrøder 116 .

I 2014 gennemgik den tyske biogaspolitik en større justering. Den 1. august trådte en ny version af Vedvarende Energiloven (EEG) i kraft, hvorefter videreudvikling af biogasenergi skal baseres på affaldsbehandling frem for brug af specialdyrkede energiafgrøder. Stramningen afspejlede sig også i reduktionen af ​​tilførselstaksterne og økonomiske tiltag, der begrænsede opførelsen af ​​store biogaskraftværker. Lignende foranstaltninger overvejes i øjeblikket i hele Den Europæiske Union.

Biogasindustriens fremtidige skæbne i Europa ser således stort set usikker ud. Vi kan med en rimelig grad af tillid gå ud fra, at der ikke vil ske nogen reduktion i eksisterende kapacitet, men tempoet i yderligere udvidelse er svært at forudsige. Ingen har dog endnu aflyst de eksisterende officielle europæiske ekspansionsplaner (National Renewable Energy Actions Plans). De sørger for mængden af ​​biogas-elproduktion inden 2020 på niveauet 65.000 GWh (gennemsnitlig årlig stigning på 1,85 GWh) 117 . For at producere denne mængde energi skal der 28 millioner kubikmeter biogas (naturgasækvivalent) til, hvilket er 5 % af det europæiske naturgasforbrug.

Det skal også tages i betragtning, at så store økonomier med udviklet landbrug som Frankrig og Spanien i dag har en ekstrem lav grad af udbredelse af biogasforretningen. Ifølge resultaterne fra 2013 er Frankrig således fire gange ringere end Italien i biogasproduktion og Tyskland mere end 14 gange. Dette er en faktor, der øger sandsynligheden for at nå erklærede vækstmål.

Biogasanlæg fra Kina er komplekser, der er designet til at behandle forskelligt animalsk affald, fødevareindustrien, samt økologiske. Arbejdet er baseret på princippet om gæring organisk stof, hvilket resulterer i dannelse af biogas, som omfatter metan, kuldioxid, svovlbrinte, brint og nitrogen.

I dag er biogas universel. Den kan bruges til varmesystemer eller som en integreret del af et affaldsbehandlings- og behandlingssystem.

Kina er som bekendt det eneste land i verden, hvor der har været brugt biogas i meget lang tid. Biogasanlæg fra Kina blev endda eksporteret i slutningen af ​​det 19. århundrede. Mere end halvdelen offentlig transport i Kina kører den på biogas. Naturligvis blev den første udvikling klassificeret, men allerede i 1999 var der cirka 7 millioner i drift biogasanlæg i Kina.

Regeringens strategi på området har som mål at øge produktionen af ​​biobrændselsanlæg med 15 % årligt. I dag, takket være mange års erfaring og moderne teknologier, biogasanlæg lavet i Kina har succes ikke kun i Kina, men også i udlandet. Og andre producerende lande tager Kinas erfaringer til sig. Også for nylig er det blevet stadig mere populært, at biogasanlæg laves af almindelige mennesker med egne hænder.

Biogasanlæg fra Kina til hjemmet eller produktionen

Du kan bestille direkte fra producenten via internettet. I onlinebutikker kan du se anmeldelser af biogasanlæg fra dem, der allerede har købt lignende anlæg til personlig brug. Desuden er prislister ofte lagt på producentens hjemmeside, hvor du kan se priser på biogasanlæg.

Blandt de industrialiserede lande er Danmark førende inden for produktion og brug af biogas. Biogas produceret her i landet udgør op til 18 % af den samlede energibalance. I absolutte tal indtager Tyskland den førende plads i antallet af mellemstore og store installationer (ca. 10.000).

I Italien i øjeblikket ikke statslige program udvikling af biogasanlæg, men det italienske elselskab er forpligtet til at købe el produceret fra biogas til en pris 80 % højere end prisen for forbrugerne. I Østrig var der indtil 1997 46 overvejende biogasanlæg af landbrugstypen. I 1997 blev 10 gårdanlæg og 5 store sat i drift. Det er planen at øge antallet af biogasanlæg til 150. I Østrig er der ikke noget nationalt program til støtte for opførelsen af ​​biogasanlæg, men deres opførelse er støttet af landbrugs- og miljøministerierne. Økonomisk støtte ydes af føderale landbrugsorganisationer og banker.

I de nordlige regioner, for at spare brændstof, bruger biogasanlæg mesofil tilstand, hvilket øger reaktorernes retentionstid og arbejdsvolumen. Et eksempel er design af biogasanlæg udviklet af AB Enbom (Finland), der opererer i lappiske forhold kl temperaturforhold gæring 33°C.

Ulempen ved den europæiske vej til udvikling af biogasenergi er manglen på en garanteret forsyning af affald til produktionsanlæg, der er forankret på lovgivningsniveau. Som følge heraf er omkostningerne til drift af anlæg efter en stigning i antallet af driftsstationer og dannelsen af ​​en affaldsmangel steget kraftigt på grund af øgede omkostninger til indkøb af affald eller dyrkning af plantemateriale samt deres levering.

Langt de fleste biotankstationer ophober uforarbejdet affald, hvilket på den ene side forværrer miljøsituationen, og på den anden side fører til øgede omkostninger til opbevaring og transport. Men i EU er ændringer af affaldsloven allerede begyndt at træde i kraft, som forpligter ejerne af biotankstationer til at forarbejde den fermenterede masse til gødning

I Indien, Vietnam, Nepal og andre lande bygges små (enfamilies) biogasanlæg. Den gas, der produceres i dem, bruges til madlavning. I Indien er der installeret 3,8 millioner små biogasanlæg siden 1981. Nepal har et program til at støtte udviklingen af ​​biogasenergi, takket være hvilket landdistrikter ved udgangen af ​​2009 var der oprettet 200 tusind små biogasanlæg.

Kina er i øjeblikket verdens førende inden for implementering af biogasproduktionsteknologier i landdistrikter. Mere end 40 mio kinesiske familier allerede har installeret biogasanlæg i deres hjem, og dette tal vokser med flere millioner om året. Den samlede produktion af biogas er på 10,2 milliarder m3/år, hvilket placerer Kina på førstepladsen i verden med hensyn til denne indikator. Derudover er der bygget 4.000 store biogasstationer i Kina, der opererer på basis af affald fra husdyrbrug, og andelen af ​​landbrugsvirksomheder, der anvender biogasteknologier, er 52 %

De kinesiske myndigheder regner seriøst med biogas som en væsentlig kilde til elektricitet til landdistrikter. Så hvis den samlede kapacitet af kraftvarmeanlæg ved udgangen af ​​syvårsplanen er 5,5 GW, skal den i 2030 stige til 30 GW, det vil sige 6 gange, hvilket fuldt ud vil forsyne landsbybeboerne med elektricitet og varme egen produktion.

Men kinesiske installationer har en betydelig ulempe: omkostningerne ved det resulterende produkt. Reaktorvolumenet i en kinesisk installation er normalt mindst fem kubikmeter. Et andet aspekt er høje omkostninger selve installationen. Omkostningerne bruges hovedsageligt på at grave en grube, udføre en stor mængde cementarbejde og installere en metalkuppel-gastank. På grund af det faktum, at jernkuplen på gastanken er modtagelig for korrosion, er dette udstyr designet til kun at fungere i 8 til 10 år.

Konklusion

Moderne teknologier genanvendelse af affald står ikke stille og bliver mere og mere effektiv.

Biotankstation løser problemet med bortskaffelse og rensning af organisk affald spildevand, hvorved mulige bøder for miljøovertrædelser i forbindelse med opbevaring og fjernelse af gødning minimeres. Anvendelsen af ​​biogas giver ikke kun en markant reduktion i produktionsomkostninger, uafbrudt strøm- og varmeforsyning til egen produktion, men også mulighed for at få ekstra fortjeneste ved salg af energi, varme og biogødning. Brugen af ​​biogødning hjælper med at forbedre jordkvaliteten og øge afgrødeudbyttet. Resultatet er miljøvenlige afgrøder og husdyrprodukter og en reduktion af den samlede forurening af miljøet og agerjorden.