Bioplinska tehnologija
Nedjelja, 26 Veljača 2012 07:18

Bioplinska tehnologija

Organski otpad jedan je od najdragocjenijih obnovljivih izvora energije i jedna od njegovih najčešćih primjena jest za dobivanje bioplina procesom anaerobne digestije. Osim dobivanja bioplina kao prirodnog energenta digestat kao nusprodukt proizvodnje u određenim slučajevima može koristiti i kao gnojivo. Prva što pretpostavljamo da vam padne na pamet kad spomenemo bioplin je želja da se primite za nos, što je u neku ruku i činjenično stanje stvari jer bioplin nastaje fermentacijom biomase bez prisustva zraka u procesu koji je u stručnim krugovima poznat pod nazivom anaerobna digestija, a o kojem ćemo više reći nešto kasnije. U tom procesu, u kontroliranim uvjetima, proizvodi se plin koji se potom može koristiti za proizvodnju toplinske i električne energije ili daljnjim pročišćavanjem kao zamjena za prirodni plin. Kao sirovine za proizvodnju bioplina mogu poslužiti stajski gnoj, ostaci iz poljoprivredne proizvodnje, otpad nakon obrade industrijskih i prehrambenih biljaka (kukuruzovina, ostaci stabljika, kora voća i povrća), otpad iz šumarstva, maslinika, vinograda i voćnjaka, pa čak i klaonički otpad te organski kućni otpad, otpadni muljevi i kanalizacijska voda. Osim toga, neke energetske biljke poput sirka, kukuruza i djeteline te nekih vrsta trava mogu se ciljano uzgajati za iskorištavanje za potrebe dobivanja bioplina. Kao nusprodukt anaerbone digestije, odnosno proizvodnje bioplina dobivamo smjesu koja se naziva digestat. Bacimo li pogled na kemijski sastav smjese plinova koju nazivamo bioplin, najveći udio u sastavu bioplina imaju metan (CH4) s 55% do 75% te ugljični dioksid (CO2) s 25% do 44%, dok ostatak uglavnom čine dušik, kisik i vodik. Za razliku od njega prirodni plin je gotovo 95% metan, tek s manjim primjesama ostalih plinova, zbog čega je bioplin prije primjene potrebno pročistiti. Isto tako, primjerice, prije same primjene otpadne hrane za dobivanje bioplina iz smjese je potrebno izdvojiti teško razgradive elemente: plastične tanjure i pribor za jelo, plastične vrećice, kosti, ljuske jaja, ljušture morskih plodova i eventualne krhotine stakla. O istome treba razmišljati i prilikom obrade drugih sirovina, podjednako na krupne dijelove, tako i na skrivene elemente poput pesticida kojim su špricane biljke ili pak antibiotika u klaoničkim ostacima koji mogu omesti proces proizvodnje bioplina.


Kako funkcionira anaerobna digestija?
Iako je primitivan proces dobivanja bioplina već u 9. stoljeću korišten u Indiji, današnji tehnološki proces dobivanja bioplina, je poprilično je kemijski zamršen. Ono što je bitno jest da se prije primjene bakterija za digestiju biomasu potrebno usitniti, sterilizirati i pasterizirati kako bi se pobili svi mikroorganizmi koje ne želimo u procesu. Daljnjim kemijskim postupkom smjesa, odnosno supstrat iz kojeg se dobiva bioplin se razlaže na sve jednostavnije kemijske spojeve, a u svakom od kemijskih procesa sudjeluju različite vrste mikroorganizama. Anaerobna digestija (AD) se provodi u velikim spremnicima koji se nazivaju digestori i najčešće traje minimalno 20 dana na konstantnoj temperaturi, koja ovisno o procesu može biti postavljena u rasponu od 40 do 55 stupnjava, ali se zato tijekom procesa temperatura mora održavati na konstantnoj odabranoj razini. Apsolutno presudni uvjet za proizvodnju bioplina u digestoru jest redovito miješanje smjese i atmosfera bez prisustva kisika, jer u suprotnom ne uspijeva razvoj metanskih bakterija. Proces anaerobne digestije također može zaustaviti i previsoka razina amonijaka kao nusprodukta raspadanja bjelančevina ili u slučaju stajskog gnoja visoke koncentracije u mokraći te je stoga razinu amonijaka također potrebno održavati ispod kritične razine.

Korištenje digestata kao gnojiva
Osim plina koji nastaje u procesu anaerobne digestije ostaje i digestat koji se nakon obrade može primjeniti za gnojenje travnjaka ili ratarskih kultura te se na taj način organski otpad može u potpunosti ekološki zbrinuti. Primjena digestata kao gnojiva ima svojih prednosti nad primjenom stajskog gnoja jest značajno manja količina neugodnih mirisa, onesposobljenje virusa, bakterija i parazita u tretiranom supstratu te smanjena pojava opeklina na listovima tretiranih biljaka radi manjeg udjela masnih kiselina zbog njihova raspadanja tijekom procesa anaerobne digestije. Osim toga, u odnosu na sirovu gnojovku, digestat ima veći udio dušika i fosfora te se time povećava i njegova iskoristivost kao gnojiva.

2

O proizvodnji bioplina već smo pisali i sada je na red došlo da objasnimo kako u kogeneraciji primijeniti bioplin za proizvodnju električne i toplinske energije. Zbog povoljne cijene otkupa ispočetka se uglavnom koristila samo električna energija, no danas se sve češće korist i proizvedena toplinska energija, primjerice za grijanje plastenika i uzgoj biljaka.

Što je to kogeneracija?
Kogeneraciju možemo definirati kao proces kojim se korištenjem primarne energije goriva istodobno proizvode dva korisna oblika energije: koristan rad i toplinska energija. Najčešća uporaba korisnog rada je za proizvodnju električne energije, dok se proizvedena toplinska energija koristi u procesima grijanja ili hlađenja, te u tehnološkim industrijskim procesima. Kogeneracijska postrojenja imaju vrlo visok stupanj energetske efikasnosti kao što je prikazano na gornjoj slici, te s time povezane ekonomske i ekološke prednosti. Ukupni stupanj korisnosti ovih sustava varira, ali u nekim primjenama on je procijenjen na 90 posto, te se može utvrditi da u odnosu na konvencionalne sustave, sustav kogeneracije predstavlja sam vrh efikasnosti pretvorbe energije, te to za posljedicu osim energetskih ima i vrlo bitne ekonomske i ekološke prednosti.

Kogeneracija na bioplin
Prije primjene bioplina u kogeneracijskom postrojenju bioplin je potrebno sušenjem i kondicioniranjem pripremiti, kako bi se omogućio nesmetan i pravilan rad plinskih motora koji se danas pretežno koriste za bioplinsku kogeneraciju, a koji imaju ograničenja vezana za sastav plina u pogledu sadržaja sumporovodika, halogenih ugljikohidrata i siloksana. Moderna postrojenja na bioplin se najčešće sastoje od motora za izgaranje povezanog sa generatorom, no moguće je korištenje postrojenja sa upotrebom Stirlingovih motora, plinskih mikroturbina ili gorivih ćelija.

Postrojenja sa plinskim motorom
Prednost postrojenja sa plinskim motorom je mogućnost njihovog rada sa minimalnim udjelom metana od samo 45%. Široka je primjena za manje snage, što približno znači do 100 kW električne snage, dok se za veće snage koriste prilagođeni dizel agregati koji također pripadaju kategoriji plinskih motora i koji su opremljeni svjećicama. Princip rada postrojenja sa plinskim motorom prikazan je na gornjoj slici, a kratko objašnjenje jest da se adekvatno pripremljen bioplin dovodi do plinskog motora, gdje izgara, te se stvara koristan rad i otpadna toplina. Koristan rad se prenosi na električni generator, koji mehaničku energiju pretvara u električnu energiju, koja se tada može koristiti za zadovoljenje lokalnih potreba (industrijske potrebe ili u zgradarstvu) ili što je zbog subvencionirane otkupne cijene puno češći slučaj da se kompletno predaje, odnosno prodaje u električnu mrežu. Proizvedena toplinska energija se može iskoristi za industrijske procese ili grijanje potrošača toplinske energije. Primjerice, dio proizvedene toplinske energije obično se koristi i za održavanje temperature u digestorima, a toplina iz bioplinske kogeneracije lokalnog tipa može se primijeniti za dobivanje topline u obližnjem naselju ili grijanje staklenika ili plastenika. Kogeneracije sa plinskim motorom su najraširenije jer je cijena plinskih motora značajno niža od ostalih prethodno spomenutih alternativnih postrojenja.

Postrojenje sa plinskom turbinom
Od ostalih tehnologija prije svega želimo istaknuti varijantu kogeneracije sa plinskom turbinom čiji je princip rada prikazan na donjoj slici. Postrojenje s plinskom turbinom funkcionira na način da se u komoru za izgaranje dovodi bioplin (gorivo), i zrak koji je prethodno u kompresoru komprimira na zadani tlak (kompresor) i predgrijava (rekuperator), te u komori dolazi do izgaranja. Smjesa dimnih plinova se propušta kroz plinsku turbinu gdje plinovi ekspandiraju i predaju moment vrtnje, koji se predaje generatoru za proizvodnju električne energije te kompresoru (zbog toga su često turbina i kompresor na istoj osovini). Dimni plinovi se pri izlazu iz turbine odvode u rekuperator gdje dio svoje topline predaju svježem komprimiranom zraku, a dio topline predaju u izmjenjivaču topline nakon čega izlaze u okoliš putem dimnjaka. U izmjenjivaču topline on se predaje vodi ili nekom drugom mediju koja se potom može koristiti kao i u slučaju postrojenja s plinskim motorom. U današnje su vrijeme bioplinske turbine još uvijek komercijalno nekonkurentne, no sa razvojem materijala i tehnologije očekuje se da će u budućnosti doći do smanjivanja investicijskih troškova za ovakav tip postrojenja pa stoga u skorije vrijeme možemo očekivati i značajniji porast primjene ovakve vrste turbina.

2
Kućni bioplinski digestori omogućuju korisniku da uz relativno niska ulaganja te troškove održavanja ostvari djelomičnu ili čak potpunu energetsku neovisnost koristeći sirovine koje su ionako kategorizirane kao otpad.

Manji digestorski sustavi za obiteljska gospodarstva
Iako je ova tehnologija kod nas relativno nepoznata i neiskorištena, po svijetu je izgrađeno jako puno kućnih digestora, vrlo često napravljenih u kućnoj radinosti te se pojavilo mnogo priručnika za samogradnje. Iako se zasad izgradnja ovakvog sistema za četveročlanu obitelj smatra neisplativom, njezina isplativost je neupitna za manje farme i poljoprivredna gospodarstva koja raspolažu sa nešto većim biootpadom, neovisno da li je on biljnog (ostatci rezidbe, trava, lišće) ili životinjskog podrijetla (izmet životinja). Prvenstveni cilj ovog sistema je proizvodnja visokokvalitetnog organskog gnojiva koji se dobiva bez prisustva neugodnih mirisa te uz visok stupanj higijene i odsutnosti štetočina (štakori, miševi, muhe) koji često prate ove procese ukoliko se oni odvijaju u nekontroliranim uvjetima na otvorenom. Bioplin koji nastaje kao nusproizvod razgradnje, pretežno se koristi za kuhanje u kućanstvu (ukoliko se radi o manjem sistemu), odnosno za farme i nešto veće sisteme može se koristiti za zagrijavanje kuće, plastenika ili gospodarskih zgrada. Za veće farme sa većim brojem životinja moguće je sa ekonomskom isplativošću izgraditi i sisteme koji proizvode električnu energiju te na taj način ostvariti djelomičnu ili potpunu energetsku ovisnost.

Šaržni i protočni digestori
Ovisno o tipu sirovine imamo dvije osnovne vrste digestora, šaržni i protočni. Šaržni digestor osmišljen je za jedno punjenje tijekom procesa te je idealan ako je sirovina biljnog ili pretežno biljnog podrijetla. Protočni digestor koristi se za višestruka punjenja tijekom procesa, što ga čini idealnim na stočnim farmama gdje je svakodnevno potrebno zbrinjavati biološki otpad. Digestori se također dijele na neukopane ili ukopane digestore, na što utječe podneblje i lokacija na kojoj se digestor nalazi. Kako u digestoru uvijek mora biti minimalno 35 stupnjeva Celzijevih u toplijim tropskim krajevima digestor se ne ukopava dok se za naše podeblje preporučuje ukopavanje kako bi se uštedjelo na zagrijavanju uređaja zimi. Kod većih sistema, kod kojih je moguće proizvoditi električnu energiju, otpadna toplina koja se odvodi plinskom motoru može se koristiti za dogrijavanje digestora na radnu temperaturu. Zemlje u kojima se još od pamtivjeka koriste djelomično ili potpuno ukopani kućni digestori su Indija i Kina, odakle poznajemo i dva najpoznatija tipa jednostavnih kućnih digestora. U osnovi takozvanog "kineskog" tipa jest podzemni digestor, tipičnog volumena od 6 do 8 kubnih metara koji se puni otpadnim vodama iz kućanstva, stajskim gnojem i organskim otpadom. Dodavanje supstrata i uklanjanje podjednake količine tekućine nastale tijekom digestije obavlja se ručno, otprilike jednom dnevno. Tijekom digestije potrebno je miješati smjesu, a dva do tri puta godišnje vadi se i talog s dna digestora. Takozvani "indijski" tip u svojoj osnovi je vrlo sličan kineskom, no razlika je, kao što je prikazano na gornjoj slici, u tome što se bioplin prikuplja u zvonolikoj plutajućoj kupoli koja se koristi kao rezervoar za bioplin.

Prijenosni digestori
U novije vrijeme na tržištu se mogu naći i mali „prijenosni" digestori koji proizvode male količine plina za ograničenu uporabu (kuhanje, svjetlo i sl.), kod kojih se prvenstveno koristi otpad iz kuhinje ili manje količine biljnog materijala. Ove proizvode karakterizira jednostavna instalacija, koju može izvršiti i sam korisnik, jednostavno održavanje, te nizak investicijski trošak. Nažalost, zasad u Hrvatskoj ne postoji tvrtka koja proizvodi ili uvozi ovakav tip proizvoda, te sve ostaje na entuzijazmu pojedinca. Dio problema leži i u neinformiranosti potencijalnih korisnika ali svakako i u nezainteresiranosti istih zbog još uvijek niskih cijena energenata, što možemo očekivati da će se promijeniti sa sve višim cijenama goriva.
www.zelenaenergija.org

4
5
Bitburg/Zagreb, 20. kolovoza 2012. - Elektrana u njemačkoj tvrtki Bitburger Brauerei (Pivovara Bitburger) utemeljena na GE-ovoj tehnologiji plinskih generatora za kombiniranu proizvodnju topline i energije ostvarila je više od pedeset tisuća sati uspješnog neprekidnog rada. Stroj, Jenbacher J312 plinski generator, napravljen u skladu sa specifikacijama GE-ove inicijative ecomagination, pretvara bio-plin (plin koji nastaje razgradnjom organskih tvari) u električnu energiju, paru i vruću vodu koji su potrebni u proizvodnim pogonima pivovare. Kombinirani toplinsko-energetski sustav stavljen je u pogon 2005. godine i odmah je poboljšao opskrbu energijom u pivovari, a smanjeno je i ispuštanje ugljičnog dioksida u protuvrijednosti od 10.000 tona te postignuta veća učinkovitost i ekonomičnost u odnosu na prethodnu tehnologiju parnih kotlova koji su koristili bio-plin. Bio-plin, koji se stvara kao nusproizvod obrade otpadnih voda u proizvodnji piva, spaljuje se u Jenbacher generatoru i proizvodi električnu energiju i toplinu. Ta operacija omogućila je pivovari uštede u primarnoj potrošnji energije od oko deset posto. Projekt je primjer GE-ove predanosti inicijativi ecomagination putem koje tvrtka stvara inovativna rješenja kojima se maksimaliziraju resursi, povećava učinkovitost poslovanja i općenito, svijet tako postaje boljim. "Uporaba GE-ove Jenbacher toplinsko-energetske tehnologije omogućuje nam ostvarivanje naših energetskih i ekoloških ciljeva te istodobno smanjenje troškova. Projekt je nastao na temelju snažne suradnje naših kompanija koja je do sada rezultirala nabavom nekoliko Jenbacher generatora u posljednjih dvadeset godina," izjavio je dr. Johannes Hankes, glavni inženjer u pivovari Bitburger. "Na primjer, dva GE-ova Jenbacher generatora postavljena su odmah do Jenbacher J312 plinskog generatora i proizvode energiju namijenjenu mehaničkim operacijama u pivovari." Pivovara Bitburger nalazi se u mjestu Bitburg, pokraj grada Triera u Njemačkoj, odmah uz granicu s Luxembourgom. Utemeljena je 1817. godine i danas je smatraju jednom od najboljih njemačkih pivovara. Tvrtka Bitburger Group upravlja s pet pivovara u Njemačkoj i proizvela je 7,5 milijuna hektolitara piva tijekom 2011. godine. "Suradnja s Bitburgerom omogućila nam je razvoj tehnologija posebne namjene, rješenja koja su osmišljena tako da udovoljavaju njihovim posebnim potrebama, " rekao je Rafael Santana, predsjednik uprave i izvršni direktor tvrtke Gas Engines for GE Energy. "Naša tehnologija plinskih generatora pruža korisnicima visoku fleksibilnost u izboru goriva i može raditi sa širokim spektrom plinova, kao što su bio-plin i prirodni plin, koji se koriste u pivovari Bitburger. Dokazana pouzdanost te tehnologije bila je ključna u ostvarivanju rekorda od pedeset tisuća sati neprekidnog rada." Plinski generator Jenbacher J312 postavljen u pivovari proizvodi 624 kilo-watta električne energije, 700 kilo-wata toplinske energije i 300 kilo-wata vodene pare. Mogućnost da se kao energentom koriste bio-plinom koji je usputni proizvod u stvaranju piva, ili prirodnim plinom, pruža pivovari energetsku neovisnost i neprekidnu proizvodnju u slučajevima nestanka energije u električnoj mreži. Poput ostalih proizvoda iz obitelji GE-ovih Tip 3 plinskih generatora, J312 ne troši puno goriva i postiže maksimalnu učinkovitost od 90 posto, zajedno s visokim stupnjem tehničke zrelosti i operativne pouzdanosti. Ukupno, GE je do danas isporučio više od 2200 Jenbacher generatora Njemačkoj. Ti strojevi instalirani su u raznim elektranama diljem te zemlje. Generatori koji rade u Njemačkoj čine 18 posto ukupnog broja GE-ovih Jenbacher generatora koji su instalirani u svijetu. Kad sve te kapacitete pogledamo zajedno ustanoviti ćemo da proizvode dovoljno energije za napajanje tri milijuna prosječnih kućanstva Europske Unije. Uspješna suradnja s tvrtkom Bitburger Brauerei primjer je GE-ova usmjerenja na globalni sektor proizvodnje hrane i pića. GE-ova rješenja za upravljanje energijom, toplinsko-energetska postrojenja i druga rješenja koja se temelje na pretvaranju otpada u industrijsku vrijednost pomažu tvrtkama koje ih koriste i u ostvarivanju dobrobiti za lokalne zajednice pokraj kojih operiraju. Projekt u pivovari Bitburger pokazuje i sveobuhvatnost GE-ove ponude distribuiranih energetskih rješenja koja dolaze u kapacitetima od 100 kilo-wata do 100 mega-watta i pomažu korisnicima diljem svijeta u pouzdanijoj proizvodnji energije i topline na mjestima gdje je to potrebno. Pivovare su tradicionalan korisnik tehnologija distribuirane proizvodnje električne energije. Općenito gledano, toplinsko-energetske aplikacije segment su koji u Njemačkoj raste sve brže zbog nedavne promjene smjera u energetskoj politici te zemlje. Slično je i u ostatku Europe. Poticaji za toplinsko-energetske sustave važan su dio Inicijative 20-20-20 Europske unije.
www.croenergo.eu

 

Bioelektrane kao obnovljivi izvori energije

U 21. je stoljeću jedan od najvažnijih problema sve veća uporaba energije i sve manje zalihe fosilnih goriva. Pomanjkanje fosilnih goriva dovelo je do istraživanja uporabe obnovljivih izvora energije i time razvoja novih tehnoloških postupaka za dobivanje energije. Jedan je od najučinkvitijih energenata bioplin koji se dobiva iz zelenoga raslinja ili iz otpadnih organskih tvari. Bioplin ima vrlo pozitivan učinak na zagrijavanje ozračja, pri izgaranju bioplina nastaje manje CO2 nego što ga treba raslinje za fotosintezu od kojega se bioplin dobiva. Svaki projekt proizvodnje bioplina mora dokazati gospodarsku isplativost u odnosu na druge koncepte iskorištavanja istih sirovina. Upotreba poljoprivrednih sirovina za proizvodnju bioplina u izravnoj je konkurenciji s proizvodnjom hrane i živežnih namirnica. Zbog rasta cijena sirovina danas su isplativa samo postrojenja koja proizvode više bioplina uz upotrebu manje materijala, energije i financijskih sredstava. U skladu s time, proizvođači tehnologija i sustava povećavaju učinkovitost postrojenja brojnim novim idejama.

Za optimiranje procesa fermentacije, npr., nužno je imati bolju kontrolu dostave obnovljivih sirovina, kojima je često teško rukovati, u spremnike za fermentaciju. Mogućnost koja se ovdje nudi jest upotreba novoga pokretnog kontejnera od plastike koji štedi energiju. Daljnji je pokušaj povećanja učinkovitosti poboljšanje životnih uvjeta bakterija koje proizvode metan. Mikrobi crpe svoju energiju iz lanaca polisaharida. Polisaharide prvo trebaju razgraditi enzimi da bi ih mikrobi mogli iskoristiti. U normalnom je slu-čaju količina enzima koji su prisutni u jednom postrojenju za bioplin premala za najpovoljnije hranjenje mikroorganizama. Sadržaju fermentora kao pomoć može se dodati enzimski preparat koji je razvilo berlinsko poduzeće za biotehnologiju. Preparat ubrzava razgradnju polisaharida u monosaharide i oligosaharide. Poboljšana opskrba šećerom utječe na brže razmnožavanje mikroorganizama i rast biološke aktivnosti. Prema sveobuhvatnim istraživanjima proizvođača upotreba ovog preparata povećava dobitak bioplina u prosjeku za 18 posto. Brže raspadanje ulaznog materijala ima i pozitivne učinke na vođenje procesa. Budući da su polisaharidi odgovorni za viskoznost sadržaja u fermentoru, njihovo ubrzano cijepanje dovodi do supstrata koji je više tekuće strukture. S obzirom na to supstrat nije potrebno toliko miješati, a na taj se način štedi energija. Procjena isplativosti pokazuje da se povećanom proizvodnjom struje ostvaruje višestruki dobitak, koji znatno premašuje troškove korištenja enzimima.

Drugim postupkom, u kojem se rabi jednostavna fizikalna metoda, može se povećati broj bakterija u postrojenju za bioplin. U fermentiranom materijalu koji se odstranjuje iz fermentora ostaje velik broj mikroorganizama. Zbog znatno manje koncentracije bakterija u spremniku protok materijala je spor, učinak je ograničen. U novom se postupku u postrojenje uvode male količine magnetnih čestica koje se u supstratu vežu sbakterijama. Uporabom magnetnih sila, npr. uz pomoć trajnog magneta, bakterije je moguće odvojiti od fermentiranog materijala i vratiti u reaktor. Za magnetiziranje bakterija dovoljno je npr. 0,1 grama ferita po gramu organske suhe tvari sadržaja reaktora. Primarno je područje upotrebe magnetskog zadržavanja biomase fermentacija supstrata koji su bogati vodom, kao na primjer otpadne tekućine iz destilacije alkohola. Najraširenija je upotreba bioplina u termoelektranama-toplanama. No, sastav bioplina, goriva koje ne zagađuje okoliš, nije uvijek isti. Vrijednosti kao antidetonatorska svojstva i brzina širenja plamena mogu se promijeniti u nekoliko sekundi za 30 do 50 posto. Kako bi proizvodnja energije u tim promjenjivim uvjetima u TE-TO (termoelektrana – toplana) bila učinkovita, uz plinske otomotore mogu se rabiti i prilagođeni dvogorivni motori. Dvogorivni se motori temelje na principu dizelskoga motora. Kod pogona na bioplin, bioplin se dodaje usisanom zraku za izgaranje uz pomoć električnog ventila za reguliranje plina te komprimira. Ubrizgavanje male količine biljnog ulja pokreće paljenje mješavine slabog plina i zraka u komori za izgaranje. Glavnu ulogu u tome ima inovativna regulacijska elektronika koja određuje idealni trenutak ubrizgavanja, potrebnu količinu ulja i najbolju temperaturu gorenja. Prema riječima proizvođača na taj se način može ostvariti stupanj djelovanja do 44 posto - a istovremeno se smanjuje emisija i povećava životni vijek motora.

Kao alternativa izravnom izgaranju u TE-TO trenutačno se afirmira obrada bioplina na kvalitetu zemnog plina i zatim napajanje mreže zemnog plina. Stupanj iskorištavanja u TE-TO na toplinsku energiju, koje su povezane s mrežom zemnog plina, jest veći od 80 posto. Doduše to iziskuje dodatna financijska sredstva i tehniku za sušenje, odsumporavanje, obogaćivanje metanom/odvajanje ugljičnog dioksida i dodavanje mirisa. Učinkovitost ovog koncepta će se također povećati tehnološkim novitetima, tako da će prema riječima predstavnika branše vjerojatno već za pet godina biti moguće dobiti obrađeni bioplin po istoj cijeni kao i klasični zemni plin. U procesu fermentacije bakterije pod anaerobnim uvjetima u nekoliko faza razgrađuju organski materijal do konačnih produkata među kojima su najveći dio CO2 i CH4. Pri procesu fermentacije radi se o četiri različita procesa koji slijede u nizu dok ne nastanu CH4 inCO2. Procesi teku pod utjecajem više vrsta anaerobnih bakterija koje su odgovorne za slijedeće: - hidrolizu kompleksnih veza u organskim molekulama (ugljični hidrati, masti, bjelančevine, šećer, aminokisline) - fermentaciju (jednostavne organske kiseline, alkoholi) - transformaciju razvijene molekule s brojnim metilnim skupinama (octena kiselina, vodik, dušična kiselina, bikarbonat) - sintezu bioplina

Otpadno blato koje nastaje nakon završene fermentacije sadrži mikrobiološko neprobavljive tvari koje sadrže minerale i mikrobiološku biomasu. Energija koja se oslobađa pri izgaranju ugljičnih hidrata teorijski je jednaka onoj koja nastaje izgaranjem bioplina. Dobivena je energija jednaka onoj koja se rabi pri fotosintezi. Prednost bioplina je prije svega u tome da se lako s relativno jednostavnim procesom mijenja u električnu energiju (bioplin izgori u plinskom motoru koji pokreće električni generator, osim toga pri izgaranju oslobađa veću količinu topline koja se može iskoristiti za grijanje industrijskih postrojenja ili stambenih zgrada). Za dobivanje bioplina se kao ulazna sirovina u načelu može rabiti svaka organska supstancija, mogu se upotrebljavati ugljični hidrati, masti, bjelančevine, celuloza te lignin koji se presporo mikrobiološki razgrađuje i stoga je njegova uporaba nesmislena. Općenito su najprimjerenije sljedeće organske supstancije:

- tekući i tvrdi životinjski gnoj iz intenzivne seoske proizvodnje - ostaci poljodjelskih proizvoda - otpadni materijal iz životinjske industrije - organski kuhinjski otpaci. Količina proizvedenoga plina ovisi o ulaznim organskim sirovinama koje ulaze u proces pH-u, temperaturi i zadržavanom vremenu. Najpovoljniji uvjeti jesu: - ulazna supstancija je već djelomično fermentirana - pH je 7 - temperatura 37°C pri mezofilnim mikroorganizmima i 55°C pri termofilnim organizmima - retenzijsko vrijeme otprilike 20 dana pri T = 50 °C i 80 dana pri T = 20°C.

Osnove za bioplinaru

Osnove za bioplinaru jesu: 1. Bitna prednost tehnologije bioplina u zaštiti okoliša je u smanjivanju stakleničkih plinova, kao što su metan(CH4), dušikov oksid (N2O) i ugljični dioksid (CO2). Oslobađa se samo toliko CO2 koliko biljke iz kojih je nastao trebaju za svoj rast. 2. Pozitivni utjecaji na gospodarstvo okolnih farma. Povećava gospodarsku sposobnost seoskoga domaćinstva. 3. Razgradnjom regenerativne organske mase – energenata u bioplin utječe se na smanjenje uporabe fosilnih goriva (grijanje). 4. Anaerobnom preradom povećava se kvaliteta gnoja. Emisija smrada se smanjuje. Tvari koje uzrokuju smrad (hlapive masne kiseline, fenoli...) se razgrađuju. Tekući je supstrat, koji se prepumpava kroz preradu, homogeniziran. Time se postiže bolja kvaliteta trošenja toga supstrata. 5. Završni supstrat ima dobar gnojiv učinak u usporedbi s prirodnim gnojem. Nakon mineralizacije se suzuje C:N odnos, takav je supstrat biljkama prihvatljiviji. Uporabnost gnojiva je velika pri osnovnom gnojenju i dognojavanju u vrijeme intenzivnoga rasta. 6. Završen krug: iz organske mase koja raste na njivama nastaje energija i hrana koja se vraća na polje. 7. Proces prerade supstrata smanjuje broj patogenih klica (bakterije), smanjuje se kalavost sjemena. 8. Smanjuje se uporaba gnojiva i pesticida. Završni supstrat može zamijeniti mineralno gnojivo. Štedi se novac i pitka voda. 9. Dio potpore smanjivanju utjecaja na klimatske promjene povećat će se kao i broj bioplinara, a time i razvoj, tehnologija i sigurnost bioplinara. 10. Kogeneracijom se proizvodi toplinska i električna energija. Nastala energija pokriva toplinske potrebe za grijanje stambenih i javnih građevina. Isto se tako grije tehnička voda koja se može upotrebljavati za različite namjene. Višak električne energije prodaje se u mrežu.

T. Vrančić IZVOR: Posjet boplinari u Lendavi

 

 

Pročitano 2717 puta

O nama

Hrastović Inženjering d.o.o. od 2004. se razvija u specijaliziranu tvrtku za projektiranje i primjenu obnovljivih izvora energije. Osnova projektnog managementa održivog razvitka društva je povećanje energijske djelotvornosti klasičnih instalacija i zgrada te projektiranje novih hibridnih energijskih sustava sunčane arhitekture. Cijeli živi svijet pokreće i održava u postojanju stalni dotok Sunčeve energije, a primjenom transformacijskih tehnologija Sunce bi moglo zadovoljiti ukupne energetske potrebe društva.

Kontakt info

HRASTOVIĆ Inženjering d.o.o.
Kralja Tomislava 82.
31417 Piškorevci
Hrvatska

E-mail: info@hrastovic-inzenjering.hr
Fax: 031-815-006
Mobitel: 099-221-6503
© HRASTOVIĆ Inženjering d.o.o. - design & hosting by Medialive