Biogas Generator

Biogas je obnovljiv, ali i čist izvor energije. Plin koji nastaje biodigescijom je Biogas je obnovljiv, ali i čist izvor energije. Plin koji nastaje biodigestijom nije zagađujući; zapravo smanjuje emisije staklene bašte (tj. smanjuje efekat staklene bašte). U tom procesu ne dolazi do sagorijevanja, što znači da nema emisije stakleničkih plinova u atmosferu; stoga je korištenje plina iz otpada kao oblika energije odličan način za borbu protiv globalnog zagrijavanja.

Nije iznenađujuće da je briga za životnu sredinu glavni razlog zašto je upotreba biogasa postala raširenija. Bioplinska postrojenja značajno smanjuju efekat staklene bašte: postrojenja smanjuju emisiju metana tako što hvataju ovaj štetni plin i koriste ga kao gorivo. Proizvodnja biogasa pomaže u smanjenju oslanjanja na upotrebu fosilnih goriva, kao što su nafta i ugalj.

Još jedna prednost bioplina je da za razliku od drugih vrsta obnovljivih izvora energije, proces stvaranja plina je prirodan i ne zahtijeva energiju za proces proizvodnje. Osim toga, sirovine koje se koriste u proizvodnji bioplina su obnovljive, jer će drveće i usjevi nastaviti rasti. Stajnjak, ostaci hrane i žetveni ostaci su sirovine koje će uvijek biti dostupne, što ga čini visoko održivom opcijom.

Prepune deponije ne samo da šire neugodne mirise – one takođe dozvoljavaju otrovnim tečnostima da odu u podzemne izvore vode.

Posljedično, još jedna prednost bioplina je da proizvodnja bioplina može poboljšati kvalitet vode. Štaviše, anaerobna probava deaktivira patogene i parazite; stoga je takođe prilično efikasan u smanjenju učestalosti bolesti koje se prenose vodom. Slično tome, prikupljanje i upravljanje otpadom se značajno poboljšava u područjima s bioplinskim postrojenjima. To zauzvrat dovodi do poboljšanja okoliša, sanitarnih uslova i higijene.

Nusproizvod procesa proizvodnje biogasa je obogaćeni organski digestat, koji je savršena dopuna ili zamjena za hemijska gnojiva. Ispuštanje gnojiva iz digestora može ubrzati rast biljaka i otpornost na bolesti, dok komercijalna gnojiva sadrže kemikalije koje imaju toksične učinke i mogu uzrokovati trovanje hranom, između ostalog.

Tehnologija koja se koristi za proizvodnju bioplina je prilično jeftina. Lako se postavlja i zahteva malo ulaganja kada se koristi u malom obimu. Mali biodigestori se mogu koristiti kod kuće, koristeći kuhinjski otpad i životinjski gnoj. Kućni sistem se nakon nekog vremena isplati, a materijali koji se koriste za proizvodnju su potpuno besplatni. Proizvedeni plin može se direktno koristiti za kuhanje i proizvodnju električne energije. To je ono što omogućava da troškovi proizvodnje biogasa budu relativno niski.

Farme mogu svakodnevno koristiti bioplinska postrojenja i otpadne proizvode koje proizvodi njihova stoka. Otpadni proizvodi jedne krave mogu dati dovoljno energije za napajanje sijalice za cijeli dan.

U velikim postrojenjima, bioplin se također može komprimirati kako bi se postigao kvalitet prirodnog plina i upotrijebiti za pogon automobila. Izgradnja takvih postrojenja zahtijeva relativno niska kapitalna ulaganja i otvara zelena radna mjesta. Na primjer, u Indiji je otvoreno 10 miliona radnih mjesta, uglavnom u ruralnim područjima, u pogonima i prikupljanju organskog otpada.

Biogas generatori spašavaju žene i djecu od zastrašujućeg zadatka sakupljanja drva za ogrjev. Kao rezultat, ostaje više vremena za kuvanje i čišćenje. Što je još važnije, kuvanje na plinskom štednjaku, umjesto na otvorenoj vatri, sprečava da porodica bude izložena dimu u kuhinji. Ovo pomaže u prevenciji smrtonosnih respiratornih bolesti. Nažalost, 4,3 miliona ljudi godišnje prerano umire od bolesti koje se pripisuju zagađenju vazduha u domaćinstvu uzrokovanom neefikasnom upotrebom čvrstih goriva za kuvanje.

Primjena bioplina za proizvodnju električne energije je najčešća od svih upotreba. Biogas napravljen od biljnog materijala nudi obnovljiv način proizvodnje električne energije. Za razliku od solarne energije koja je dostupna samo tokom dana ili energije vjetra koja se proizvodi samo povremeno, biogas koristi pouzdane poljske usjeve koje uzgajaju i beru farmeri.

Biogas posjeduje hemijsku energiju, pa stoga električna energija iz biogasa nastaje kao rezultat pretvaranja ove hemijske energije u mehaničku energiju i konačno u električnu. To se postiže upotrebom pretvarača kao što su generatori i turbine koje pretvaraju energiju iz jednog oblika u drugi. Ova električna energija se može koristiti i u domaćinstvu i u komercijalne svrhe jer se može proizvoditi u malim i velikim količinama.

Spojite izvor bioplina na ulaz plinskog motora. Izvor bioplina može biti cilindar koji sadrži plin pod pritiskom ili direktno iz digestora, koji je sredstvo za razlaganje organskog materijala. Plinski motor je dizajniran da radi na sličan način kao i automobilski, budući da se sastoji od klipova unutar kojih se gas sagorijeva i koristi za rotaciju osovine, pretvarajući kemijsku energiju u bioplinu u mehaničku energiju kroz kretanje.

Spojite plinski motor na AC generator tako da rotirajuća osovina pokreće AC generator. Kretanje koje se prenosi na AC generator proizvodi električnu energiju putem magnetizma.

Primjena bioplina za proizvodnju kombinirane topline i električne energije trebala bi biti uobičajena kao i proizvodnja električne energije, ali dodatna CHP postrojenje zahtijeva dodatna ulaganja, tako da dodatna oprema potrebna za korištenje otpadne topline možda neće biti instalirana. Kad god se to dogodi, to treba posmatrati kao propuštenu priliku. Gotovo uvijek postoji namjena u koju se toplina može iskoristiti, od proizvodnje električne energije. Energija koja bi se inače morala trošiti na zrak oko ventilatora za hlađenje.

Vrijedna komponenta bioplina je metan (CH4) koji tipično čini 60%, a balans je ugljični dioksid (CO2) i mali postotak ostalih plinova. Udio metana zavisi od sirovine i efikasnosti procesa, s rasponom sadržaja metana od 40% do 70%. Bioplin je zasićen i sadrži H2S, a najjednostavnija upotreba je u kotlu za proizvodnju tople vode ili pare.

Najčešća upotreba je kada bioplin pokreće motor sa unutrašnjim sagorevanjem u jedinici kombinovane toplote i energije (CHP) za proizvodnju električne energije i toplote. U Švedskoj se komprimirani plin koristi kao gorivo za vozila i postoji veliki broj punionica biogasa za automobile i autobuse. Gas se također može unaprijediti i koristiti u mrežama za opskrbu plinom. Također se istražuje upotreba bioplina u gorivnim ćelijama s čvrstim oksidom.

Biogas se može sagorijevati direktno kako bi se proizvela toplina. U tom slučaju nema potrebe za čišćenjem sumporovodika u bioplinu. Obično se u procesu koristi gorionik sa dva goriva, a efikasnost konverzije je 80 do 90%. Glavne komponente sistema su anaerobni digestor, držač biogasa, presostat, ventilator za povišenje pritiska, elektromagnetni ventil, gorionik sa dvostrukim gorivom i ventilator za vazduh za sagorevanje.

Teoretski, biogas se može direktno pretvoriti u električnu energiju pomoću gorivne ćelije. Međutim, ovaj proces zahtijeva vrlo čist plin i skupe gorivne ćelije. Stoga je ova opcija još uvijek predmet istraživanja i trenutno nije praktična opcija. Pretvaranje bioplina u električnu energiju pomoću agregata je mnogo praktičnije.

Da bi se razumjela primjena biogasa kao goriva dodanog u cjevovode za opskrbu prirodnim plinom fosilnih goriva, potrebno je objasniti.

Kada se pročisti u odgovarajućoj mjeri za ubrizgavanje u cjevovod prirodnog plina, čisti plin se obično naziva "biometan". Biometan koji se ubrizgava na ovaj način je tražen u mnogim zemljama u kojima stanovništvo želi da se pridržava metoda smanjenja klimatskih promjena. Industrija plina naziva komprimirani biometan "obnovljivi prirodni plin" ili RNG.

Prema podacima Koalicije za obnovljivi prirodni gas, od više od 1,000 deponije koje bi mogle biti kandidati za proizvodnju biogasa, samo 42 projekta deponijskog gasa na energiju sa visokim BTU proizvode RNG, biometan, unapređene ili biogas kvaliteta cjevovoda.

Lokalnim kompanijama za distribuciju i prenos gasa sve više se obraća da kupe i/ili preuzmu isporuku obnovljivog prirodnog gasa (RNG) u svoje postojeće vodove za opštu distribuciju. RNG nastaje anaerobnom razgradnjom širokog spektra organskih materijala, uključujući mliječni i poljoprivredni otpad i otpadne vode i izvore na deponijama.

Unutar industrije prirodnog gasa, izraz 'biogas' se odnosi na gas proizveden direktno iz digestora ili deponija; često se spaljuje na ili izvan nje u generatorima za pretvaranje u električnu energiju ili jednostavno pali. Očišćeni biogas ili biometan, koji se danas češće naziva RNG, je ciljni proizvod za uključivanje u mrežu cjevovoda prirodnog gasa.

Ako je koncentriran i komprimiran, idealna primjena bioplina postoji u transportu vozila. Biogas pokreće automobile. Već 2007. godine, procjenjuje se da je 12,000 vozila koristilo poboljšani biogas širom svijeta, uglavnom u Evropi. Velika prednost za upotrebu u transportu može biti to što se flota kamiona može vrlo efikasno napajati bioplinom, ako se vozila napajaju na istoj lokaciji kao i bioplinsko postrojenje. Ako je tako, nema troškova za transport biogasa do mjesta upotrebe.