Socialinis projektas„Biobolsa“ vietos ūkininkams aprūpina paprastus biodujų įrenginius, kurie leidžia savarankiškai gaminti dujas iš organinių atliekų. 2010 metais projektas startavo Meksikoje, o šiandien aktyviai vystomas 9 šalyse Lotynų Amerika ir Afrika.

Biobolsa projekto idėja kilo dar 2007 m., kai jaunas meksikietis Alexas Eatonas nusprendė pagaminti nebrangų anaerobinį bioreaktorių. gamtines dujasūkiams. Iki 2010 m. Aleksas pateikė visus patentus ir visiškai pradėjo pirmąjį bandomąjį projektą.

Kas yra Biobolsa bioreaktorius?

Iš esmės nieko sudėtingo, dideli patvarūs 15 metrų ilgio, 2 metrų pločio ir daugiau nei 2 metrų aukščio membraniniai maišeliai. Jų talpa – apie 40 000 litrų skysčio, o galimybė per dieną apdoroti iki 1 tonos atliekų. Yra ir daugiau kompaktiški sprendimai Mažai šeimai 2x2 metrai, apdoroja iki 20 kg atliekų.




Tokios biodujų gamyklos pagalba viena valstiečių šeima, turinti keturias kiaules, gali pagaminti pakankamai biodujų maisto ruošimui virtuvėje.



Ūkininkai dažnai pastebi 20-40% derliaus padidėjimą pirmaisiais metais, o kasmet jis tik didėja. Ūkyje, kuriame auginama 1000 kiaulių, šeima turi sistemą, kuri gali pagaminti daugiau energijos, nei gali sunaudoti, ir net parduoda elektrą atgal į Meksikos tinklus.


Plačiai paplitusios tokių biodujų gamyklos taip pat daro teigiamą poveikį aplinkai. Remiantis Maisto organizacijos FAO tyrimais, šiuolaikinės žemės ūkio įmonės išmeta daugiau šiltnamio efektą sukeliančių dujų nei transportas. Šis sektorius taip pat teršia vandens šaltinius gyvulinėmis atliekomis, antibiotikais, hormonais, cheminėmis trąšomis ir pesticidais, naudojamiems augalams auginti.


Biodujų gamyklos metaną ir anglies dioksidą paverčia energija, sumažindamos šiltnamio efektą sukeliančias dujas iš žemės ūkio veiklos ir organinių trąšų neleidžia užteršti vandens baseinų. Ūkininkai, perėję naudoti biodujas kaip energijos šaltinį savo namams, nepriklauso nuo iškastinio kuro ir nekerta medžių kurui. Tai lėtina miškų naikinimą ir pagerina oro kokybę.

Taigi biodujų jėgainės yra šiek tiek daugiau nei vien maišeliai kaimo šeimoms. Eatonas teigia, kad toks požiūris taip pat pažadina emocinį ryšį su juos supančiu pasauliu, o ūkininkai pradeda taikyti pakartotinio atliekų naudojimo kultūrą.

Su įvairių fondų parama ir vyriausybines agentūras, Biobolsos kūrėjams pavyko užsitikrinti dalines subsidijas suinteresuotoms šalims. Ir tai buvo postūmis diegti instaliacijas skurdžiausiuose ir labiausiai nuskriaustuose Lotynų Amerikos regionuose. Šiais metais planuojama paleisti dar 2 bandomieji projektai Afrikoje.

„Biobolsa“ yra gavusi keletą tarptautinių apdovanojimų kaip socialinis verslumas, be kita ko, verslo plėtros tinklas „Network from Holland“ įteikė 10 000 eurų apdovanojimą, kuris buvo galingas postūmis plėtoti projektą.

„Skaičiuojame, kad vien Meskike yra 4 milijonai namų, kuriuose būtų galima naudoti biodujų jėgaines“, – sako Alexas Eatonas.

Biodujų jėgainių aktualumas namams kasmet auga. Kylančios elektros ir gamtinių dujų kainos skatina žmones ieškoti naujų energijos šaltinių. Biodujos yra efektyvus ir nebrangus tradicinių energijos šaltinių pakaitalas.

Iš ko gaunamos biodujos?

Biodujos gaminamos iš organinės kilmės atliekų, kurios dideliais kiekiais susikaupia sodybos, veislinių paukščių ir gyvulių metu. Naudojamos žaliavos – galvijų mėšlas ir smulkūs gyvuliai, paukščių mėšlas, silosas, skerdyklų atliekos, supuvę grūdai, riebalai, maisto atliekos, išspaudos, išrūgos, burokėlių viršūnės, salyklo liekanos ir kt. Daugumą išvardintų žaliavų rūšių galima maišyti vienas su kitu.

Biodujų gamybos namuose procesas

Biodujų gamybos procese naudojama gyvūninės ir augalinės kilmės biomasės fermentacija anaerobinėmis (be oro) sąlygomis. Organinės atliekos tokiomis sąlygomis išskiria dujų mišinį, kuriame metanas užima daugiau nei 50%, anglies dioksidas - 35%, likusieji 15% - azotas, vandenilio sulfidas ir kt. Be nemokamo kuro gavimo, atliekų perdirbimo procesas leidžia jums gaminti formoje šalutinis produktas aukštos kokybės biotrąšos.

Vaizdo įrašas: biodujų gamyklos veikimo principas

Užsienyje namų biodujų gamyklos atsirado seniai. Kinijoje žemės ūkio ūkiuose jų dirba daugiau nei 12 mln. Biodujų jėgainės taip pat plačiai paplitusios Europoje. Švedijoje ir Austrijoje biodujų naudojimo dalis sudaro apie 20 proc.
Paprastai tokiuose įrenginiuose naudojamas partinis pakrovimas. Šiuo atveju reaktorius yra visiškai užpildytas žaliavomis, kurios visiškai pagaminamos fermentacijos proceso metu.
Naminės biodujų gamyklos turi gana mažą biodujų išeigą fermentuojant žaliavas, todėl dažniausiai atsiperka tik per 3-5 metus. Profesionalios biodujų mini instaliacijos išlaidas gali susigrąžinti per pusantrų metų.
Biodujų jėgainių naudojimo efektyvumui įtakos turi klimato sąlygos, žaliavų pakankamumas. Profesionalūs įrenginiai projektuojami atsižvelgiant į šiuos veiksnius, todėl yra ekonomiškesni ir gali būti naudojami įvairiomis klimato sąlygomis.

Įprastos namų biodujų gamyklos aprašymas

Populiariausi įrenginiai susideda iš kupolo formos reaktoriaus ir iškrovimo zonos. Dujos surenkamos viršutinėje kupolo formos reaktoriaus dalyje. Pakrovus naują atliekų porciją, perdirbant žaliavas susidaręs biohumusas specialiu kanalu patenka į iškrovimo (kompensavimo) zoną. Slėgis į fermentuotą masę didėja proporcingai pagaminamų dujų kiekiui ir palaipsniui stumia perdirbtas žaliavas į kompensavimo zoną.
Už efektyvus naudojimas Tokiam įrengimui reikalingas šiltas klimatas, todėl Rusijoje jie nėra plačiai paplitę. Šaltam klimatui naudojamos profesionalios biodujų gamyklos, pastatytos naudojant specialią technologiją.

Gamina elektrą ir šilumą

Kogeneracinės elektrinės naudojamos elektros ir šilumos energijai gaminti iš biodujų. Pagrindinis tokių elektrinių privalumas yra šiluminės energijos panaudojimas, su kuria normaliomis sąlygomis patenka į atmosferą dūmų dujos. Leidžia žymiai sutaupyti kuro. Kogeneracinių jėgainių tipai: stūmoklinės (dažniau) ir turbininės.

Biodujų jėgainių privalumai namams

• ženkliai sumažintos tradicinių energijos išteklių pirkimo išlaidos;
• sutaupyti atliekų šalinimo;
• derliaus padidėjimas dėl gautų biotrąšų naudojimo;
• sutaupyti pinigų vietoj mineralinių naudojant biotrąšas;
• galimybė sutaupyti atliekų šalinimui;
• pajamos iš biotrąšų pertekliaus pardavimo;
• aplinkos ir sanitarinės padėties gerinimas perdirbant gyvulininkystės pramonės atliekas.

Biodujos – tai atsinaujinantis ir aplinkai nekenksmingas energijos šaltinis, turintis dideles perspektyvas didėjant energijos sąnaudoms ir prastėjančioms aplinkos sąlygoms.

Biodujos yra dujos, gaunamos fermentuojant biomasę. IN gamtinės sąlygos Biodujos nuolat gaminamos. Šiuolaikinėje bioenergijoje natūralūs jos formavimosi procesai yra pavaldūs žmogui. Biodujų gamyba vykdoma biodujų stotyse naudojant specialius įrenginius. Pagamintas biodujas sudaro metanas (daugiau nei 50%) ir anglies dioksidas, taip pat nedidelis kiekis priemaišų (vandenilio ir sieros vandenilio). Išvalius biodujas iš C0 2 (biodujų atnaujinimas), gaunamas biometanas – pilnas gamtinių dujų analogas.

Skirtingai nuo saulės ir vėjo, biodujos, kaip ir gamtinės dujos, gali būti kaupiamos ir užtikrina nuolatinę elektros energijos gamybą, ty atlikti svarbią energijos tiekimo užduotį elektros tinklo piko apkrovos laikotarpiais.

Biodujos gali būti naudojamos elektros ir šilumos gamybai, automobilių degalų papildymui (in didieji miestaiŠvedijos komunalinių autobusų parkas yra varomas vietinėmis biodujomis, kurios gali būti įpurškiamos (pavertus biometanu) į esamus dujų tinklus ir saugyklas.

Kam mums reikalingos biodujos, jei turime gamtines dujas ir jų tiekimo infrastruktūrą?

Pirma, biodujos gaminamos iš biomasės, atsinaujinančios augalinės medžiagos – jų gamyba ir naudojimas palieka mažesnį anglies pėdsaką.

Antra, biodujų gamyboje galima (ir turėtų) naudoti žemės ūkio atliekas, kurios apsaugo nuo taršos aplinką ir padidina jo efektyvumą.

IN pastaraisiais metais Europos biodujų pramonės augimo tempai yra dviženkliai. Elektros energijos gamyba iš biodujų ES 2012 m. siekė 46 419 GWh, 2013 m. - 52 327 GWh (palyginimui: šis energijos kiekis maždaug atitinka metinį Portugalijos elektros suvartojimą). Daugiau nei pusė Europos produkcijos pagaminama Vokietijoje 111 , kurioje yra 8700 biodujų gamyklų 112 .

Kinija laikoma biodujų gamybos lydere pasaulyje113, tačiau čia pastebimas įdomus reiškinys. Didžiąją dalį Kinijos biodujų kaimo namų ūkiai gamina savo reikmėms – šildymui, maisto ruošimui ir net kai kuriais atvejais elektros gamybai. Tokių namų biodujų jėgainių yra 41 mln. 114, o iki 2020 m. su aktyvia vyriausybės parama šis skaičius pasieks 80 mln.

Gaminant biodujas aplinkosauginiu požiūriu labiausiai pageidautina naudoti gyvūnų ir paukštienos atliekas. Šiose pramonės šakose susidaro dideli kiekiai skystų ir kietų atliekų, kurių šalinimas turi būti ypač kruopštus. Šalyse su silpna aplinkos kontrolė, kuriai priklauso ir Rusija, gyvulininkystės atliekos gali apnuodyti dirvožemį ir vandens telkinius. Šių atliekų naudojimas biodujoms gaminti, o vėliau šilumai ir elektrai gaminti iš tikrųjų yra visiems naudinga strategija. Viena vertus, iš esmės pašalinta aplinkos taršos problema, kita vertus, ūkiai ir jų aplinka aprūpinami „nemokama“ energija.

Tačiau toks protingas požiūris į biodujų energiją susiduria su, galima sakyti, ekonomine realybe. Faktas yra tas, kad gaminti biodujas iš gyvulinių atliekų yra brangiau nei iš specialiai užaugintų „energetinių augalų“ – reikia daugiau sudėtingas apdorojimasžaliava su atitinkamomis papildomomis kapitalo sąnaudomis.

Vokietija su šia ekonomine realybe susidūrė griežtai. Neapgalvota biodujų verslo skatinimo politika prisidėjo prie atliekų neperdirbimo žemės ūkis, o bioenergijos orientavimas į intensyvų energetinių augalų (pirmiausia kukurūzų) auginimą žemės ūkio paskirties žemėse, siekiant vėliau gaminti elektros energiją, paskatino masiškai statyti biodujų jėgaines net aplinkosaugos zonose 115 . Bioenergetikai naudojamų kukurūzų plotai per pastarąjį dešimtmetį padvigubėjo, daugiausia kitų kultūrų sąskaita 116 .

2014 metais Vokietijos biodujų politika buvo smarkiai pakoreguota. Rugpjūčio 1 dieną įsigaliojo nauja Atsinaujinančių išteklių energetikos įstatymo (EEG) redakcija, pagal kurią tolesnė biodujų energetikos plėtra turėtų būti grindžiama atliekų perdirbimu, o ne specialiai auginamų energetinių augalų naudojimu. Griežtinimas atsispindėjo ir supirkimo tarifų mažinimu bei finansinėmis priemonėmis, ribojančiomis didelių biodujų jėgainių statybą. Panašios priemonės šiuo metu svarstomos visoje Europos Sąjungoje.

Taigi ateities biodujų pramonės likimas Europoje atrodo labai neaiškus. Galime gana užtikrintai manyti, kad esami pajėgumai nesumažės, tačiau tolesnės plėtros tempą numatyti sunku. Tačiau niekas dar neatšaukė esamų oficialių Europos plėtros planų (Nacionalinių atsinaujinančios energijos veiksmų planų). Jos numato 65 000 GWh biodujų elektros gamybos apimtį iki 2020 m. (vidutinis metinis padidėjimas 1,85 GWh) 117 . Tokiam energijos kiekiui pagaminti reikia 28 mln. kubinių metrų biodujų (gamtinių dujų ekvivalento). 5% Europos gamtinių dujų suvartojimo.

Taip pat reikėtų atsižvelgti į tai, kad tokiose didelėse ekonomikose, kuriose išvystytas žemės ūkis kaip Prancūzija ir Ispanija šiandien, biodujų verslo skverbtis yra labai žema. Taigi, remiantis 2013 metų rezultatais, Prancūzija pagal biodujų gamybą keturis kartus nusileidžia Italijai, o Vokietijai – daugiau nei 14 kartų. Tai veiksnys, didinantis tikimybę pasiekti užsibrėžtus augimo tikslus.

Biodujų gamyklos iš Kinijos yra kompleksai, skirti apdoroti įvairias gyvūnines atliekas, maisto pramonė, taip pat organiniai. Darbas paremtas fermentacijos principu organinės medžiagos, dėl ko susidaro biodujos, kurios apima metaną, anglies dioksidą, sieros vandenilį, vandenilį ir azotą.

Šiandien biodujos yra universalios. Jis gali būti naudojamas šildymo sistemos arba kaip neatskiriama atliekų apdorojimo ir apdorojimo sistemos dalis.

Kaip žinia, Kinija yra vienintelė šalis pasaulyje, kurioje biodujos buvo naudojamos labai ilgą laiką. Biodujų gamyklos iš Kinijos XIX amžiaus pabaigoje net buvo eksportuojamos. Daugiau nei pusė viešasis transportas Kinijoje jis varomas biodujų kuru. Natūralu, kad pradinė plėtra buvo įslaptinta, tačiau jau 1999 m. Kinijoje veikė apie 7 mln. biodujų gamyklų.

Vyriausybės strategija šioje srityje siekia kasmet padidinti biokuro įrenginių gamybą 15 proc. Šiandien ilgametės patirties ir modernių technologijų dėka biodujų jėgainės pagaminta Kinijoje yra sėkmingi ne tik Kinijoje, bet ir užsienyje. Ir kitos gaminančios šalys perima Kinijos patirtį. Taip pat pastaruoju metu vis labiau populiarėja tai, kad biodujų jėgaines savo rankomis gamina paprasti žmonės.

Biodujų gamyklos iš Kinijos, skirtos namams arba gamybai

Galite pateikti užsakymą tiesiogiai iš gamintojo internetu. Internetinėse parduotuvėse galite peržiūrėti biodujų gamyklų atsiliepimus iš tų, kurie jau įsigijo panašius įrenginius asmeniniam naudojimui. Taip pat gamintojo svetainėje dažnai skelbiami kainoraščiai, kuriuose galite peržiūrėti biodujų įrengimo kainas.

Tarp išsivysčiusių šalių Danija užima pirmaujančią vietą biodujų gamybos ir naudojimo srityje. Šioje šalyje pagamintos biodujos sudaro iki 18% viso jos energijos balanso. Vertinant absoliučiais skaičiais, Vokietija užima pirmaujančią vietą pagal vidutinių ir didelių įrenginių skaičių (apie 10 000).

Italijoje šiuo metu ne valstybine programa biodujų jėgainių plėtrą, tačiau Italijos elektros bendrovė įpareigota pirkti iš biodujų pagamintą elektrą už 80% didesnę kainą nei kaina vartotojams. Austrijoje iki 1997 m. veikė 46 daugiausia ūkio tipo biodujų gamyklos. 1997 metais pradėta eksploatuoti 10 ūkio tipo įrenginių ir 5 dideli. Biodujų jėgainių skaičių planuojama padidinti iki 150. Austrijoje nėra nacionalinės biodujų jėgainių statybos rėmimo programos, tačiau jų statybą remia Žemės ūkio ir Aplinkos ministerijos. Finansinę paramą teikia federalinės žemės ūkio organizacijos ir bankai.

Šiauriniuose regionuose, taupydamos kurą, biodujų jėgainės naudoja mezofilinį režimą, kuris padidina reaktorių sulaikymo laiką ir darbinį tūrį. Pavyzdys – AB Enbom (Suomija) sukurta biodujų jėgainių, veikiančių Laplandijos sąlygomis, projektavimas temperatūros sąlygos fermentacija 33°C.

Europos biodujų energetikos plėtros kelio trūkumas yra įstatyminiu lygmeniu įtvirtintas garantuotas atliekų tiekimas į gamybos įrenginius. Dėl to, padidėjus veikiančių stočių skaičiui ir susiformavus atliekų trūkumui, eksploatuojamų gamyklų kaštai smarkiai išaugo dėl padidėjusių atliekų pirkimo ar auginimo augalinės medžiagos bei jų pristatymo išlaidų.

Didžioji dauguma biodegalinių kaupia neperdirbtas atliekas, kurios, viena vertus, blogina aplinkos būklę, kita vertus, padidina jų saugojimo ir transportavimo sąnaudas. Bet Europos Sąjungoje jau pradėjo galioti atliekų įstatymo pataisos, kurios įpareigoja biodegalinių savininkus fermentuotą masę perdirbti į trąšas.

Indijoje, Vietname, Nepale ir kitose šalyse statomos nedidelės (vienos šeimos) biodujų jėgainės. Juose susidarančios dujos naudojamos maisto ruošimui. Indijoje nuo 1981 metų buvo įrengta 3,8 mln. mažų biodujų jėgainių. Nepalas turi programą, skirtą remti biodujų energijos plėtrą, kurios dėka kaimo vietovėse iki 2009 m. pabaigos buvo sukurta 200 tūkst. mažų biodujų jėgainių.

Kinija šiuo metu pirmauja pasaulyje diegiant biodujų gamybos technologijas kaimo regionuose. Daugiau nei 40 mln kinų šeimos jau įsirengė biodujų jėgaines savo namuose, ir šis skaičius kasmet auga keliais milijonais. Bendra biodujų gamyba yra 10,2 mlrd. m3/metus, o tai Kinija užima pirmąją vietą pasaulyje pagal šį rodiklį. Be to, Kinijoje pastatyta 4000 didelių biodujų degalinių, veikiančių gyvulininkystės ūkių atliekų pagrindu, o biodujų technologijas naudojančių žemės ūkio įmonių dalis – 52 proc.

Kinijos valdžios institucijos rimtai tikisi, kad biodujos yra svarbus elektros energijos šaltinis kaimo vietovėse. Taigi, jei iki septynmečio plano pabaigos bendra kogeneracinių įrenginių galia yra 5,5 GW, tai iki 2030 metų ji turėtų išaugti iki 30 GW, tai yra 6 kartus, kas kaimo gyventojus visiškai aprūpins elektra ir šiluma. savos gamybos.

Tačiau Kinijos įrenginiai turi didelį trūkumą: gauto produkto kainą. Kinijos įrenginio reaktoriaus tūris paprastai yra mažiausiai penki kubinių metrų. Kitas aspektas yra didelė kaina pati instaliacija. Išlaidos daugiausia išleidžiamos duobės kasimui, dideliam cemento darbų kiekiui ir metalinio kupolo-dujų bako įrengimui. Dėl to, kad dujų bako geležinis kupolas yra jautrus korozijai, ši įranga skirta veikti tik 8–10 metų.

Išvada

Šiuolaikinės technologijos atliekų perdirbimas nestovi vietoje ir tampa vis efektyvesnis.

Biodujų stotis išsprendžia organinių atliekų šalinimo ir valymo problemą nuotekų, taip sumažinant galimas baudas už aplinkosaugos pažeidimus, susijusius su mėšlo laikymu ir išvežimu. Biodujų naudojimas ne tik leidžia žymiai sumažinti gamybos sąnaudas, nepertraukiamą elektros ir šilumos tiekimą savo produkcijai, bet ir galimybę gauti papildomo pelno parduodant energiją, šilumą ir biotrąšas. Biotrąšų naudojimas padeda pagerinti dirvožemio kokybę ir padidinti produktyvumą. Rezultatas – aplinkai nekenksmingi augalininkystės ir gyvulininkystės produktai bei bendras aplinkos ir dirbamos žemės taršos sumažėjimas.