От 10 дка площ нормално се прибират от 5 до 10 тона растителна маса. Ако приемем средна енергийна стойност на растителната маса 4 kWh/kg, това е равно на 20 до 40 MWh. По-нагледно е да си представим, че тези декари са покрити с един слой 0,2 mm – 0,4 mm дизелово гориво. Изглежда твърде малко, наистина, но на площ от 10000 m2 (10 дка) това прави от 2000 до 4000 l. Тази енергия се съхранява и в хранителната, и в онази част от растенията, която обикновено приемаме за отпадъчна. Само една част от растителната маса се използва като храна на хората и на животните. Голяма част от растителната маса практически е неоползотворена. Това е листната маса на картофите, стеблата на домати, краставици и други зеленчуци, семената на плодовете, джибрите при производство на вина или кашата при производството на бира и т.н. Онази част от растителната маса, която се използва за фураж, запазва голям енергиен ресурс и след превръщането й в екскременти. Това означава, че успоредно с производството на хранителни средства всеки декар обработваема земя може да достави и значително количество енергия. Ключът към това се нарича БИОГАЗ.

СУРОВИНИ ЗА НЕГОВОТО ПРОИЗВОДСТВО И НАЧИНИ ЗА ОПОЛЗОТВОРЯВАНЕТО МУ

Първите биогазови инсталации са направени в Индия през 1859 г. В момента по приблизителни данни в Германия има 1000 инсталации, в Австрия - 200, в Швейцария - 100, в Корея - 30000, в Индия - 500000 и в Китай - 7 милиона.

Биогазът е продукт, получен при ферментационни процеси в органичната маса под действието на метановите бактерии. Тези микроорганизми са строго анаеробни. Работният им диапазон е в границите от 0 до 70 оС. Скоростта на ферментационните процеси, а от там и количеството на получения газ, зависи силно от температурния режим.

Основният елемент в една биогазова инсталация е ферментаторът. Използват се различни видове ферментатори - хоризонтални, вертикални, стоманобетонови, метални и др. При всички видове ферментатори трябва да се спазват определени условия - анаеробна среда, гарантиран температурен режим, леко отвеждане на получения биогаз и на ферментиралата маса, поддържане на хомогенност на масата при престоя и във ферментатора.

Най-често като суровина за производството на биогаз се приемат екскрементите от селскостопанските животни и птици. Природата предлага обаче още много, някои дори неочаквани като ресурси.

Когато става дума за практическо реализиране на една биогазова инсталация, значително се стеснява списъкът на суровините, които могат да послужат като основа – голяма част от посочените по-горе субстрати дават енергия, но използването им като основни суровини е невъзможно или неоправдано – те могат да присъстват в общия обем само до определен процент. Така например, при царевичака или сламата ограничението е на чисто икономическа основа, а за различните видове джибри (или шлемпа) – чисто биологично.

В практиката най-често за основна суровина при производството на биогаз се използват говежди или свински тор, като към тях се прибавят другите видове отпадъци. При такова смесване на различни материали значително нараства ефективността на биогазовото производство. В последните няколко години усилено се строят биогазови инсталации, работещи само (или основно) със силаж от царевица. По този начин сеитбооборотът се подчинява на производството на енергия - основната селскостопанска дейност е насочена за производство на царевица за силаж, а обработката на останалите площи се подчинява на необходимостта през следващата година да се подмени мястото на отглежданата царевица.

ИЗПОЛЗВАНЕ НА БИОГАЗА

Повод за изграждането на една биогазова инсталация в никакъв случай не е самото изграждане. Произведеният биогаз е носител на енергия и крайната цел е нейното оползотворяване.

Най-общо оползотворяването на произведения биогаз може да стане по следните начини:

• директното му изгаряне, най-често за производство на топла вода;
• производство на електроенергия, като за целта се използва двигател, работещ с биогаз, към които е куплиран генератор за ток. При този начин успоредно с произвежданата електроенергия се получават и големи количества топла вода. Електроенергията може да бъде реализирана по различни начини, част от които са:
• произведената електроенергия се продава на електропреносните предприятия. Законово няма проблем от реализацията на тази идея, но за производителя в момента тя не е икономически изгодна;
•  производство на електроенергия, с която се задоволяват изцяло собствените нужди;
• производство на количество електроенергия, с която се покриват само собствените нужди през деня, а през нощта се ползва евтина външна енергия. В този случай към биогазовата инсталация се включва и резервоар от непропускливо фолио, в който се съхранява произведения през “мъртвия “ период биогаз.

КАКВО НИ ДАВА ПРОИЗВОДСТВОТО НА БИОГАЗ

Производството на биогаз е един модерен начин за комплексно решаване на въпроси, свързани с опазване на околната среда, оползотворяване на биологичните отпадъци и производството на енергия. Реализирането на тази идея е свързано обаче със значителни инвестиции.

Преди 40 години се приемаше, че производството на биогаз е толкова скъпо, че може да бъде оправдано само в случай на енергиен глад. Днес обаче в икономически аспект производството на енергия от биогаз е съпоставимо с производството на енергия в ТЕЦ, а при определени условия дори инвестицията в биогазова инсталация може да се окаже по-изгодна.

 С приетите след 2000-та година в Германия промени в Закона за предимство на възобновяемите енергии (включително и този от м. ноември 2009 г.) се регламентират нови цени (определено преференциални) за електроенергията, произведена от такива източници, в т. ч. и от биогаз. Освен това правителството на Германия стартира програми за развитието на производството на възобновяема енергия, като същите са обезпечени финансово. Срокът за възстановяване на кредита е 20 години с 3-годишен гратисен период. Условията за погасяване на този кредит са изключително изгодни. Всичко това е направено, защото правителството на Германия си е поставило задача през 2010 година произведената от възобновяеми енергийни източници енергия да се удвои и да покрие 10% от енергопотреблението на страната. Тази цел практически вече е постигната. Независимо от това стимулирането на производството на енергия от биогаз продължава със субсидиране на инвестициите и с определено преференциални цени на изкупуваната електроенергия.

 

Автор: Доц. д-р инж. Стефан Станев