사회 프로젝트 Biobolsa는 지역 농부들에게 유기 폐기물에서 자율적으로 가스를 생산할 수 있는 간단한 바이오가스 플랜트를 제공합니다. 2010년 멕시코에서 프로젝트를 시작하여 현재 9개국에서 활발히 발전하고 있습니다. 라틴 아메리카그리고 아프리카.

Biobolsa 프로젝트에 대한 아이디어는 젊은 멕시코인 Alex Eaton이 저렴한 혐기성 생물반응기를 만들기로 결정한 2007년에 시작되었습니다. 천연가스농장용. 2010년까지 Alex는 모든 특허를 제출하고 첫 번째 파일럿 프로젝트를 완전히 시작했습니다.

Biobolsa 생물반응기는 무엇입니까?

원칙적으로 길이 15m, 너비 2m, 높이 2m 이상인 복잡하고 내구성이 뛰어난 대형 멤브레인 백은 없습니다. 용량은 약 40,000리터이며, 하루 최대 1톤의 폐기물을 처리할 수 있습니다. 더 있습니다 컴팩트 솔루션소규모 가족을 위한 2x2미터로 최대 20kg의 폐기물을 처리합니다.




이러한 바이오가스 플랜트를 사용하면 돼지 네 마리를 키우는 한 농민 가족이 부엌에서 요리할 수 있는 충분한 바이오가스를 생산할 수 있습니다.



농부들은 종종 첫해에 수확량이 20~40% 증가하는 것을 목격하며, 그 증가율은 매년 증가합니다. 1,000마리의 돼지를 키우는 농장에서 가족은 소비할 수 있는 것보다 더 많은 에너지를 생산할 수 있는 시스템을 갖추고 있으며 심지어 그 전기를 멕시코 전력망에 다시 판매하기도 합니다.


이러한 바이오가스 플랜트의 광범위한 도입은 환경에도 유익한 영향을 미칩니다. 식량기구 FAO의 연구에 따르면 현대 농업 사업은 운송보다 더 많은 온실가스를 배출합니다. 이 부문은 또한 농작물 재배에 사용되는 동물 배설물, 항생제, 호르몬, 화학 비료 및 살충제로 수자원을 오염시킵니다.


바이오가스 플랜트는 메탄과 이산화탄소를 에너지로 변환하여 농업 활동으로 인한 온실가스를 줄이고 이를 활용합니다. 유기비료유역의 오염을 방지합니다. 가정의 전력원을 바이오가스로 전환한 농부들은 화석 연료에 의존하지 않으며 연료로 나무를 베지도 않습니다. 이는 삼림 벌채를 늦추고 대기 질을 향상시킵니다.

따라서 바이오가스 플랜트는 시골 가족을 위한 단순한 가방 그 이상입니다. Eaton은 이러한 접근 방식이 주변 세계와의 정서적 연결을 일깨우고 농부들이 폐기물을 재사용하는 문화를 받아들이기 시작했다고 주장합니다.

다양한 재단과 지원으로 정부 기관, Biobolsa의 창시자는 이해관계자에게 부분적인 보조금을 확보했습니다. 그리고 이것이 라틴 아메리카의 가장 가난하고 가장 우울한 지역에 시설을 도입하게 된 원동력이었습니다. 올해 2개 더 출시 예정 파일럿 프로젝트아프리카에서.

Biobolsa는 사회적 기업가로서 여러 국제 상을 받았으며, 그중에서도 네덜란드의 비즈니스 개발 네트워크 Network가 10,000유로의 상금을 수여하여 프로젝트 개발에 강력한 원동력이 되었습니다.

Alex Eaton은 “메스키크에만 잠재적으로 바이오가스 플랜트를 사용할 수 있는 주택이 400만 채에 달하는 것으로 추산합니다.”라고 말합니다.

가정용 바이오가스 플랜트의 관련성은 매년 증가하고 있습니다. 전기와 천연가스 가격이 상승하면서 사람들은 새로운 에너지원을 찾게 되었습니다. 바이오가스는 기존 에너지원을 효율적이고 저렴하게 대체할 수 있습니다.

바이오가스는 무엇으로부터 얻나요?

바이오가스는 농가, 가금류 및 동물 사육 중에 대량으로 축적되는 유기 폐기물로부터 생산됩니다. 사용되는 원료는 소분뇨 및 소형 가축, 새똥, 사일리지, 도살장 폐기물, 썩은 곡물, 지방, 음식물 쓰레기, 찌꺼기, 유장, 사탕무 상피, 맥아 찌꺼기 등이며, 나열된 유형의 원료는 대부분 혼합 가능합니다. 서로.

집에서 바이오가스를 생산하는 과정

바이오가스 생산 공정은 혐기성(공기 없음) 조건에서 동물 및 식물 유래 바이오매스의 발효를 사용합니다. 이러한 조건에서 유기 폐기물은 메탄이 50% 이상, 이산화탄소가 35%, 나머지 15%가 질소, 황화수소 등을 차지하는 혼합 가스를 배출합니다. 무료 연료를 얻는 것 외에도 폐기물 재활용 과정을 통해 당신은 형태로 생산 부산물고품질의 생물비료.

비디오: 바이오가스 플랜트의 작동 원리

해외에서는 가정용 바이오가스 플랜트가 오래 전부터 등장했습니다. 중국에서는 그 중 1,200만 명 이상이 농업 농장에 고용되어 있습니다. 바이오가스 플랜트는 유럽에도 널리 퍼져 있습니다. 스웨덴과 오스트리아의 바이오가스 사용 비율은 약 20%입니다.
일반적으로 이러한 설치에서는 일괄 로딩이 사용됩니다. 이 경우, 반응기에는 발효 과정에서 생성되는 원료가 완전히 채워집니다.
직접 만든 바이오가스 플랜트는 원료 발효 중 바이오가스 생산량이 상당히 낮기 때문에 일반적으로 3~5년 이내에만 비용을 지불합니다. 전문적인 바이오가스 미니 설치는 1년 반 안에 비용을 회수할 수 있습니다.
바이오가스 플랜트 사용의 효율성은 다음에 의해 영향을 받습니다. 기후 조건, 원료의 충분성. 전문적인 설치는 이러한 요소를 염두에 두고 설계되었으므로 더욱 경제적이며 다양한 기후에서 사용할 수 있습니다.

일반적인 가정용 바이오가스 플랜트에 대한 설명

가장 널리 사용되는 설치는 돔 모양의 원자로와 하역 구역으로 구성됩니다. 가스는 반응기 상부 돔형 부분에 수집됩니다. 폐기물의 새로운 부분을 적재한 후, 원료 처리에서 생성된 생물 부식질은 특수 채널을 통해 하역(보상) 영역으로 들어갑니다. 발효 덩어리에 가해지는 압력은 생성된 가스의 양에 비례하여 증가하고 처리된 원료를 점차적으로 보상 영역으로 밀어냅니다.
을 위한 효과적인 사용이러한 설치에는 따뜻한 기후가 필요하므로 러시아에서는 널리 사용되지 않습니다. 추운 기후의 경우 특수 기술을 사용하여 건설된 전문 바이오가스 플랜트가 사용됩니다.

전기와 열을 생산

열병합 발전소는 바이오가스로부터 전기와 열에너지를 생성하는 데 사용됩니다. 이러한 발전소의 가장 큰 장점은 열 에너지를 사용한다는 것입니다. 이는 정상적인 조건에서 대기 중으로 빠져나갑니다. 배가스. 상당한 연료 절감이 가능합니다. 열병합 발전소의 유형: 왕복동(더 일반적) 및 터빈.

가정용 바이오가스 플랜트의 장점

• 전통적인 에너지 자원 구매 비용의 상당한 감소;
• 폐기물 처리 비용 절감;
• 획득된 생물비료의 사용으로 인한 수확량 증가;
• 광물비료 대신 생물비료를 사용하여 비용을 절약합니다.
• 폐기물 처리 비용을 절감할 수 있는 기회;
• 잉여 생물비료 판매로 인한 소득;
• 축산업 폐기물 처리를 통한 환경 및 위생 상황 개선.

바이오가스는 에너지 가격 상승과 환경 조건 악화에 직면하여 큰 전망을 가지고 있는 재생 가능하고 환경 친화적인 에너지 자원입니다.

바이오가스는 바이오매스를 발효시켜 생산되는 가스이다. 안에 자연 조건바이오가스는 지속적으로 생성되고 있습니다. 현대 바이오에너지에서는 그 형성의 자연적인 과정이 인간의 통제하에 놓이게 됩니다. 바이오가스 생산은 특수 설비를 사용하여 바이오가스 스테이션에서 수행됩니다. 생산된 바이오가스는 메탄(50% 이상)과 이산화탄소, 그리고 소량의 불순물(수소, 황화수소)로 구성되어 있습니다. CO 2 (바이오가스 업그레이드)에서 바이오가스를 정화한 후, 천연가스의 완전한 유사체인 바이오메탄이 얻어집니다.

태양광 및 풍력과 달리 바이오가스는 천연 가스처럼 저장되어 지속적인 전기 생산을 제공할 수 있습니다. 즉, 전력망의 최대 부하 기간 동안 에너지 공급이라는 중요한 작업을 수행합니다.

바이오가스는 전기 및 열 생산, 자동차 연료 보급에 사용될 수 있습니다. 주요 도시스웨덴의 시영 버스는 기존 가스 네트워크와 저장 시설에 주입할 수 있는(바이오메탄으로 전환한 후) 지역 바이오가스를 연료로 사용합니다.

천연가스와 이를 공급할 인프라가 있는데 왜 바이오가스가 필요한가요?

첫째, 바이오가스는 재생 가능한 식물 재료인 바이오매스로 만들어집니다. 바이오가스는 생산 및 사용 시 탄소 배출량이 더 적습니다.

둘째, 바이오가스 생산은 오염을 방지하는 농업 폐기물을 사용할 수 있고 사용해야 합니다. 환경효율성을 높입니다.

안에 최근 몇 년유럽의 바이오가스 산업은 두 자릿수 성장률을 보이고 있습니다. EU의 바이오가스를 통한 전기 생산량은 2012년 46,419GWh, 2013년에는 52,327GWh였습니다(비교: 이 에너지 양은 대략 포르투갈의 연간 전기 소비량에 해당함). 유럽 ​​생산량의 절반 이상이 독일에서 생산되었으며111, 독일에는 8,700개의 바이오가스 시설이 있습니다112.

중국은 바이오가스 생산의 세계적 리더로 간주되지만, 여기서 흥미로운 현상이 관찰됩니다. 중국 바이오가스의 대부분은 난방, 요리, 심지어 어떤 경우에는 전력 생산과 같은 자체 소비를 위해 농촌 가구에서 생산됩니다. 가정용 바이오가스 충전소는 4,100만 114개가 있으며, 정부의 적극적인 지원으로 2020년에는 그 수가 8,000만 개에 이를 것으로 예상된다.

바이오가스 생산에서 환경적 관점에서 가장 바람직한 것은 동물 및 가금류 폐기물을 사용하는 것입니다. 이러한 산업에서는 대량의 액체 및 고체 폐기물이 발생하므로 폐기 시 특히 주의 깊게 처리해야 합니다. 취약한 국가에서는 환경 제어러시아가 포함된 국가에서는 가축 배설물이 토양과 수역을 오염시킬 수 있습니다. 이 폐기물을 사용하여 바이오가스를 생산한 다음 열과 전기를 생산하는 것은 실제로 win-win 전략입니다. 한편으로는 환경 오염 문제가 크게 제거되는 반면, 농장과 환경에는 "무료" 에너지가 제공됩니다.

그러나 바이오가스 에너지에 대한 이러한 합리적인 접근 방식은 말하자면 경제적 현실에 직면해 있습니다. 사실은 특별히 재배된 "에너지 식물"에서 바이오가스를 생산하는 것보다 동물 배설물에서 바이오가스를 생산하는 것이 더 비싸다는 것입니다. 더 많은 비용이 필요합니다. 복잡한 처리해당 추가 자본 비용이 있는 공급원료.

독일은 이러한 경제적 현실에 가혹하게 직면했다. 바이오가스 사업 활성화를 위한 잘못된 정책으로 인해 폐기물이 재활용되지 못하고 있다. 농업, 그리고 후속 전기 생산을 위해 농경지에서 에너지 식물(주로 옥수수)을 집중적으로 재배하는 쪽으로 바이오에너지가 지향되면서 환경 구역에서도 바이오가스 발전소의 대규모 건설이 이루어졌습니다 115 . 바이오에너지에 사용되는 옥수수 재배 면적은 주로 다른 작물을 희생시키면서 지난 10년 동안 두 배로 늘어났습니다 116.

2014년에 독일의 바이오가스 정책은 대대적인 조정을 거쳤습니다. 8월 1일, 새로운 버전의 재생에너지법(EEG)이 발효되었습니다. 이에 따라 바이오가스 에너지의 추가 개발은 특별히 재배된 에너지 작물의 사용이 아닌 폐기물 처리를 기반으로 해야 합니다. 이러한 긴축 조치는 발전차액지원관세 인하와 대규모 바이오가스 발전소 건설을 제한하는 금융 조치에도 반영되었습니다. 현재 유럽연합 전역에서도 유사한 조치가 고려되고 있습니다.

따라서 유럽 바이오가스 산업의 미래 운명은 대체로 불확실해 보입니다. 기존 생산 능력의 감소는 없을 것이라고 어느 정도 확신할 수 있지만, 추가 확장 속도는 예측하기 어렵습니다. 그러나 아직까지 기존의 공식 유럽 확장 계획(국가 재생 에너지 실행 계획)을 취소한 사람은 아무도 없습니다. 이는 2020년까지 바이오가스 발전량을 65,000GWh(연간 평균 1.85GWh 증가) 수준으로 제공합니다117. 이 정도의 에너지를 생산하려면 2,800만 입방미터의 바이오가스(천연가스 환산량)가 필요합니다. 유럽 ​​천연가스 소비량의 5%.

오늘날 프랑스와 스페인처럼 농업이 발달한 대규모 경제권에서는 바이오가스 사업에 대한 침투율이 극히 낮다는 점도 고려해야 합니다. 따라서 2013년 결과에 따르면 프랑스는 바이오가스 생산량에서 이탈리아보다 4배, 독일은 14배 이상 열세다. 이는 명시된 성장 목표를 달성할 가능성을 높이는 요소입니다.

중국의 바이오가스 플랜트는 다양한 동물성 폐기물을 처리하도록 설계된 단지로, 식품 산업, 유기물도 마찬가지입니다. 이 작품은 발효의 원리를 기반으로 합니다. 유기물이는 메탄, 이산화탄소, 황화수소, 수소 및 질소를 포함하는 바이오가스를 형성합니다.

오늘날 바이오가스는 보편적입니다. 그것은 사용될 수 있습니다 난방 시스템또는 폐기물 처리 및 처리 시스템의 필수적인 부분으로 사용됩니다.

아시다시피 중국은 세계에서 바이오가스를 아주 오랫동안 사용해 온 유일한 국가입니다. 19세기 말에는 중국의 바이오가스 플랜트가 수출되기도 했습니다. 절반 이상 대중교통중국에서는 바이오가스 연료를 사용한다. 당연히 초기 개발은 기밀로 분류되었지만 이미 1999년에 중국에는 약 700만 개의 바이오가스 플랜트가 운영되고 있었습니다.

이 분야에 대한 정부의 전략은 바이오연료 시설의 생산량을 연간 15% 증가시키는 것을 목표로 하고 있습니다. 오늘날에는 다년간의 경험과 현대 기술 덕분에 바이오가스 플랜트가 중국산중국뿐만 아니라 해외에서도 성공하고 있다. 그리고 다른 생산국들도 중국의 경험을 채택하고 있다. 또한 최근에는 바이오가스 플랜트를 일반인들이 직접 손으로 직접 만든다는 사실이 점점 대중화되고 있습니다.

가정용 또는 생산용 중국의 바이오가스 플랜트

인터넷을 통해 제조업체에 직접 주문할 수 있습니다. 온라인 상점에서는 이미 개인용으로 유사한 식물을 구입한 사람들의 바이오가스 플랜트 리뷰를 볼 수 있습니다. 또한 가격표는 종종 제조업체의 웹사이트에 게시되어 바이오가스 설치 가격을 볼 수 있습니다.

선진국 중에서 덴마크는 바이오가스의 생산과 사용에 있어 선두적인 위치를 차지하고 있습니다. 이 나라에서 생산되는 바이오가스는 전체 에너지 균형의 최대 18%를 차지합니다. 절대적인 측면에서 독일은 중대형 설치 수(약 10,000개)에서 선두 자리를 차지하고 있습니다.

이탈리아에서는 현재 없음 주 프로그램하지만 이탈리아 전력회사는 바이오가스에서 생산된 전기를 소비자 가격보다 80% 높은 가격에 구매해야 할 의무가 있습니다. 오스트리아에서는 1997년까지 주로 46개의 농장형 바이오가스 시설이 운영되고 있었습니다. 1997년에는 10개의 농장형 시설과 5개의 대형 시설이 가동되었습니다. 바이오가스 플랜트의 수를 150개로 늘릴 계획입니다. 오스트리아에는 바이오가스 플랜트 건설을 지원하는 국가 프로그램이 없지만 해당 건설은 농업 및 환경부의 지원을 받습니다. 재정 지원은 연방 농업 단체와 은행에서 제공됩니다.

북부 지역에서는 연료를 절약하기 위해 바이오가스 플랜트가 중온성 모드를 사용하여 반응기의 체류 시간과 작업량을 늘립니다. 그 예로 AB Enbom(핀란드)이 개발하고 라플란드 조건에서 운영되는 바이오가스 플랜트 설계를 들 수 있습니다. 온도 조건발효 33°C.

바이오가스 에너지 개발을 위한 유럽 경로의 단점은 입법 수준에서 보장되는 발전 시설에 대한 폐기물 공급이 보장되지 않는다는 것입니다. 그 결과, 운영 스테이션 수가 증가하고 폐기물 부족 현상이 발생한 후, 폐기물 구매 비용이나 식물 재배 비용 및 배송 비용이 증가하여 플랜트 운영 비용이 급격히 증가했습니다.

대다수의 바이오가스 충전소에는 처리되지 않은 폐기물이 축적되어, 한편으로는 환경 상황을 악화시키고 다른 한편으로는 보관 및 운송 비용이 증가합니다. 그러나 유럽 연합에서는 폐기물법 개정안이 이미 발효되기 시작했으며, 이에 따라 바이오가스 충전소 소유자는 발효된 물질을 비료로 처리해야 합니다.

인도, 베트남, 네팔 및 기타 국가에서는 소규모(단독) 바이오가스 플랜트가 건설되고 있습니다. 그 안에서 생산된 가스는 요리에 사용됩니다. 인도에서는 1981년 이후 380만 개의 소규모 바이오가스 플랜트가 설치되었습니다. 네팔에는 바이오가스 에너지 개발을 지원하는 프로그램이 있습니다. 농촌 지역 2009년 말까지 20만 개의 소규모 바이오가스 플랜트가 만들어졌습니다.

중국은 현재 농촌 지역에서 바이오가스 생산 기술을 구현하는 데 있어서 세계 선두 국가입니다. 4천만 이상 중국인 가족이미 집에 바이오가스 플랜트를 설치했으며 이 수치는 매년 수백만 개씩 증가하고 있습니다. 바이오가스의 총 생산량은 연간 102억m3이며, 이는 이 지표 측면에서 중국이 세계 1위를 차지합니다. 또한, 중국에는 4,000개의 대형 바이오가스 충전소가 건설되어 축산 농장의 폐기물을 기반으로 운영되고 있으며, 바이오가스 기술을 사용하는 농업 기업의 비율은 52%입니다.

중국 당국은 바이오가스를 중요한 전력 공급원으로 심각하게 고려하고 있습니다. 농촌 지역. 따라서 7개년 계획까지 총 열병합 발전 설비 용량이 5.5GW가 되면 2030년까지 30GW, 즉 6배로 늘어나 마을 주민들에게 전력과 열을 충분히 공급하게 된다. 자체 생산.

그러나 중국 설치에는 결과 제품의 비용이라는 중요한 단점이 있습니다. 중국 시설의 원자로 부피는 일반적으로 최소 5개입니다. 입방미터. 또 다른 측면은 높은 비용설치 자체. 비용은 주로 구덩이 파기, 대량의 시멘트 작업 수행, 금속 돔 가스 탱크 설치에 사용됩니다. 가스탱크의 철제 돔은 부식에 취약하므로 이 장비는 8~10년 동안만 작동하도록 설계되었습니다.

결론

현대 기술폐기물 재활용은 가만히 있지 않고 점점 더 효율적으로 변하고 있습니다.

바이오가스 충전소는 유기 폐기물 처리 및 청소 문제를 해결합니다. 폐수이를 통해 분뇨 저장 및 제거와 관련된 환경 위반에 대한 벌금을 최소화할 수 있습니다. 바이오가스를 사용하면 생산 비용이 크게 절감되고 자체 생산에 중단 없는 전력 및 열 공급이 가능할 뿐만 아니라 에너지, 열 및 바이오비료 판매를 통해 추가 이익을 얻을 수 있는 기회도 제공됩니다. 생물비료를 사용하면 토양의 질을 개선하고 작물 수확량을 높이는 데 도움이 됩니다. 그 결과 환경 친화적인 농작물과 축산물이 생산되고, 환경과 경작지에 대한 전반적인 오염이 감소됩니다.