биогаз на основе возобновляемого сырья

которые располагаются ниже других емкостей, необходимо отк-

и лопастного смесителя (производитель: NQ, 11 кВтэл). В емкос-

рыть (вручную) соответствующие заслонки. Субстрат перели-

ти для дображивания смонтирован конструктивно идентичный

вается в резервуары самостоятельно, перекачивания насосом не

лопастной смеситель с уменьшенной мощностью (производи-

требуется. По такому же принципу функционирует подача мас-

тель: NQ, 7 кВтэл), а также погружной миксер, идентичный мик-

сы для дображивания или материала из хранилища в

серу, который используется в ферментере. Хранение выработан-

приемный резервуар, откуда массу можно загружать в фермен-

ного биогаза осуществляется в емкости для дображивания под

тер с помощью насоса (рециркуляция субстрата). Одно из хра-

воздухоопорным двойным пленочным покрытием (ок. 500 м3).

нилищ используется в качестве приемного резервуара для си-

Сероводород, который содержится в выработанном газе, уда-

лосного сока, который выделяется из силосной массы. Благода-

ляется путем подачи воздуха в верхней части ферментера (изоб-

ря тому, что хранилище связано с приемным резервуаром, об-

ражение 2-12).

ладающий энергетическим потенциалом силосный сок в

Для выработки электро- и тепловой энергии используются

небольших дозах можно использовать в процессе брожения мас-

две блочные газовые ТЭЦ (производитель: Hagl, 100 кВтэл и 190

сы. Кроме того из приемного резервуара можно осуществлять

кВтэл). На БТЭЦ установлены двигатели MAN. В соответствии

также загрузку материала в емкость для дображивания.

с законом EEG вырабатываемая электроэнергия подается в об-

Перемешивание массы в ферментере осуществляется с по-

щественную электросеть, а тепловая энергия используется для

мощью погружного миксера (производитель: Suma, 15 кВтэл)

обеспечения технологического процесса. Кроме того вырабаты-

Общее время отстаивания

/(м³раб.об.день)]в

в день)]

Общая нагрузка

[д]

Выработка CH4

оСВ

/(м³раб.об.

Общаянагрузка ферментера [кг

4

[нм³CH

4

Период проведения исследования [календ. нед. 2007/08]

отстаиванияОбщеевремя

ВыработкаCH

Изображение 2-14: Временная характеристика изменения общего времени гидравлического отстаивания, нагрузки по оСВ

(без рециркуляции) и выработки метана

Общее исп. мощности по выработке электроэнергии

Использования мощности по выработке тепловой энергии внешними потребителями

Нагрузка, всего [%]

Период проведения исследования [календ. нед. 2007/08]

Изображение 2-15: Временная характеристика использования полной мощности по выработке электроэнергии и теоретической мощ-

ности по выработке тепловой энергии для внешних потребителей

Общие данные:

Проектировщик/производитель: NQ-Anlagentechnik GmbH

Ввод в эксплуатацию: 05/05

Сельскохозяйственное предприятие:

Площадь пахотных земель:

130 га

Отрасль животноводства:

откорм свиней

Установка находится в ведении

Площадь кормовых угодий:

0 га

Кол-во голов скота:

800

одного предприятия

Площадь для выращивания

возобновляемого сырья для БГУ:

55 га

Общая площадь внесения удобрений:

190 га

Биогазовая установка / оборот субстрата:

Установка влажной ферментации

Состав субстрата:

1 ступень

2 ступень

Всего

Объем реактора

[м3]

1060

1527

2587

Оборот: 8614 т/г

Рабочий объем

[м3]

950

1400

2350

Высота / ширина

[ ]

0,40

0,33

Свиная навозная жижа

42,2 % СМ

вертикальное / горизонтальное расположение

в

в

Кукурузный силос

52,6 % СМ

Температура

[°C]

52,9

40,0

Травяной силос

4,2 % СМ

pH

[ ]

7,5

7,7

Пшеничный шрот

1,0% СМ

Свежий субстрат

[т/день]

23,7

23,7

Резиркуляция в 1 ступени из

[т/день]

0,2

Перелив в

[т/день]

20,1

Среднее качество субстрата:

B

RоСВ

субстрат

[кг

/(м3раб. об. в день)]

4,6

0,0

1,9

оСВ

/(м3раб. об. в день)]

B

RоСВ

всего

[кг

4,6

1,0

оСВ

Время отстаивания

[д]

40

70

99*

СВ

20 % СМ

NH4-N

1,5 кг/т

Разложение оСВ

[%]

68

39

81

оСВ

18 % СМ

Nобщ.-N

4,5 кг/т

Выработка CH

4

[нм3CH

/(м3раб. об. в день)] 1,58

0,33

0,83

ХПК

239 кг/т

PO

4

-P

1,37 кг/т

4

Выработка биогаза

[нм3BG/(м3раб. об. в день)]

2,98

0,62

1,6

*: Время отстаивания субстрата (без рециркуляции)

Состав:

Хранилище остатков ферментирующей массы:

СВ

[%СМ]

8,2

5,8

Количество: 4 Емкость хранилища 4840 м3

оСВ

[%СМ]

6,8

4,5

Покрытие:

1 хранилище: газонепроницаемого покрытия нет

NH4-N

[кг/т]

2,0

2,5

2 хранилище: без покрытия

Nобщ.-N

[кг/т]

4,2

4,0

3 хранилище: без покрытия

PO4-P

[кг/т]

0,80

0,89

4 хранилище: без покрытия

K

[кг/т]

4,1

3,8

Потенциал остаточного газа, протекание процесса на последней

Эквивалент уксусной кислоты

[г/т]

2556

335

ступени (через 60 дней):

FOS/TAC

[ ]

0,82

0,34

при 37°C: 2,9 нм3CH

/т

остатка перебродившей массы

4

Увеличение доли NH

: 28,8 % абс.

при 20°C: 0,6 нм3CH

/т

остатка перебродившей массы

4

4

Утилизация газа:

средн. ставка оплаты за передачу энергии в сеть: 17,2 центов/кВт.чэл

Производство газа:

Время хранения газа: 2,9 ч

БТЭЦ 1

БТЭЦ 2

Всего

Качество газа:

Тип двигателя:

G

G

52,9 об. % CH4

0,10 об. % O2

Эл. номинальная мощность:

[кВтэл]

100

190

290

44,6 об. %CO2

46 ppm H2S

Тепловая номинальная мощность

[кВттм]

120

230

350

нм3биогаза

нм3CH4

Производитель БТЭЦ

Hagl

Hagl

Выход газа

Производитель мотора:

MAN

MAN

Число цилиндров:

6

6

в 1т субстрата

157

83

Паспортное значение H2S:

[ppm]

200

200

в 1т оСВ

858

455

Эл. мощность:

[кВтэл]

98

180

278

в 1т ХПК

661

350

Доля запального топлива:

[%]

-

-

Расход запального топлива:

[л/день]

-

-

Выработка электроэнергии:

Коэффициент выработки электроэнергии:

[кВт.ч /нм3биогаза]

1,8

1,8

1,8

эл

Электрический КПД*:

[%]

35,0

33,7

6666

кВт.ч/день

Коэффициент использования мощности

282

кВт.ч/тсубстрата

по выработке электроэнергии:

[%]

98

95

96

Годовое число часов работы

[ч/г]

8725

8716

Затраты труда:

Теор. число часов работы на полную мощность

[ч/г]

8557

8267

8367

рутинные работы

19,0 ч/неделю

*без определения по DIN 6280

Устранение неисправностей:

2,1 ч/неделю

Электроэнергия на собствен-

Утилизация тепла:

ные нужды

учет тепловой энергии на собственные нужды не ведется Внешние потребители

(18,2 кВт.ч/тсубстрата)

Потребление тепла

21810 кВт.ч/неделю

Тепловая мощность

129,8 кВттм

Всего для БГУ:

6,5% от выработки

Теор. коэф. исп. мощности

37,1%

БГУ 26

-

2.350 м3раб. об

-

290 кВт

эл

Капиталовложения:

Общие капиталовложения:

это соответствует

417 €/м3раб. об

3.377 €/кВтэл

979.319 €

Субсидии

8 % от суммы капиталовлож.

80.000

€

Собственный капитал

42 % от суммы капиталовлож.

412.672

€

Заемный капитал

50 % от суммы капиталовлож.

486.647

€

Ежегодная производительность в стоимостном выражении:

Доход от сбыта электроэнергии

(92,9 %)

Ставка оплаты переданной в сеть электроэнергии: 17,2 центов/кВт/чэл

413.171

€/г

Доход от сбыта тепловой энергии (0,0 %)

Экономия теплоносителей (1,8 %)

8.000

€/г

Продажа остатков брожения (0,0 %)

Значение ценности удобрений (5,3 %)

23.646

€/г

Итого:

444.817 €/г

Ежегодные затраты:

Расходы по содержанию установки (19,1 %)

66.819 €/г

Амортизация (86,6 %)

57.834

€/г

Договоры на техническое обслуживание (0,0 %)

Ремонт: Запасные части (5,9 %)

3.950

€/г

Проценты по капиталовложениям в установку (7,5 %)

5.035

€/г

Расходы по содержанию и эксплуатации зданий и земельных участков (6,6 %)

22.966 €/г

Амортизация (84,2 %)

19.338

€/г

Проценты по капиталовложениям в здания

(15,8 %)

3.628

€/г

Расходы по содержанию машин и оборудования (1,7 %)

5.907 €/г

Амортизация (28,2 %)

1.667

€/г

Обслуживание машин и оборудования (71,8 %)

4.240

€/г

Производственные затраты (11,4 %)

39.848 €/г

Страхование (0,0 %)

(57,0 %)

Потребность в электроэнергии на собственные нужды

14,0 центов/кВт/чэл

22.717

€/г

Расходы на пусковое топливо (0,0 %)

Расходный материал (0,0 %)

Персонал (привлеченный) (0,0 %)

Персонал (собственный) (41,5 %)

(1,5 %)

16.531

€/г *2

Расходы на аналитические исследования

600

€/г

Прямые расходы (61,0 %)

214.219 €/г

Затраты на возобновляемое сырье (88,8 %)

Кукурузный силос

36 €/т

162.648

€/г

Пшеничный шрот

200 €/т

20.200

€/г

Травяной силос

20 €/т

6.520

€/г

Расходы на прочие виды субстрата (0,0 %)

Вещества, способствующие брожению (0,0 %)

Вода (0,0 %)

(10,4 %)

Расходы на внесение удобрений

22.244

€/г

Проценты по оборотным средствам (расчетная процентная ставка 1,5 %) (0,7 %)

1.587

€/г

Взносы и платежи

70

€/г

Прочее

950

€/г

Общие затраты Выращивание возобновляемого сырья: 54 % Амортизация: 23 %

349.759 €/г

Издержки на производство электроэнергии 14,6 центов/кВт.ч

Баланс:

Доход без прямых издержек

99 €/м3раб. об

799 €/кВт

231.618

€/г

Амортизация

эл

5,6 г

Расчетный отраслевой результат хозяйственной деятельности

40 €/м3раб. об

328 €/кВтэл

95.058 €/г

дозированно загружается в ферментер для разбавления субстра-

та. Жидкая масса перебродившего материала также использует-

ся в качестве органического удобрения в процессе выращива-

ния возобновляемого сырья.

Для загрузки твердых компонентов используется подъемно-

транспортное устройство с подвижным полом компании Rom-

berger, оборудованное пресс-шнеком. Заполняемый объем

приемного бункера составляет 80 м3. Твердые компоненты заг-

ружаются усилием прессования через отверстие в нижней час-

Изображение 2-17: БГУ 53; Здание БТЭЦ с газовым факелом

ти ферментера 48 раз в день. Образующийся в результате дав-

(слева), здание газового хранилища (в середине) и сепаратора

ления прессования субстратный ком, обладающий высокой плот-

(справа); устройство для загрузки сырья слева (расположе-

ностью, предотвращает обратное движение материала для фер-

но ниже относительно других зданий); конструкция фермен-

ментера в устройство для загрузки. Кроме того система

тера расположена внизу

оборудована обратной заслонкой.

В ферментере субстрат подогревается за счет внешнего отоп-

Хранение выработанного биогаза осуществляется в подуш-

ления путем перекачки в противотоке через двухтрубный теп-

кообразном резервуаре из пленки (740 м3), который установлен

лообменник. Насос скомбинирован с измельчителем (произво-

на втором этаже здания установки. Сероводород, который со-

дитель: Vogelsang Rotacut, 5,5 кВтэл). По прошествии установ-

держится в выработанном газе, окисляется в элементарную се-

ленного времени отстаивания и выделения газа перебродившая

ру путем взаимодействия с серными бактериями в хранилище

масса перекачивается с помощью роторного насоса (производи-

биогаза. Для достижения этой цели днище газового хранилища

тель: Vogelsang, без измельчителя, 5,5 кВтэл) для разделения на

покрыто свежим фильтратом из сепаратора, кроме того осу-

твердый и жидкий материал.

ществляется подача воздуха.

Для перемешивания субстрата в горизонтально расположен-

Для выработки электро- и тепловой энергии используются

ном ферментер имеет 2 параллельно расположенных смесителя

одна блочная газовая ТЭЦ (производитель: Jenbacher, 526 кВтэл).

мотовильного типа (производитель: RVT, каждый по 18,5 кВтэл).

Вырабатываемая электроэнергия подается в общественную

БГУ 53

740 м³

Система загрузки

Охлаждение газа

твердых компонентов

с весовыми датчиками

2 x 18,5 кВтэл

42 °C

Водоотделитель

Кажд. 5,5 кВтэл

Хранилище остатков

Общежитие

ферментирующей массы

[3000 м³]

11 кВтэл

Пояснение:

Отбор пробы субстрата

Газоанализатор

Линии движения

субстрата

БТЭЦ с газовым

Объемный расход

Температура

двигателем 526 кВтэл

Расход на

Электросеть

Учет количества

собственные нужды

Объем тепла

Газопровод

Электросчетчик

Отопление

электроснабжающей

организации

кВт/ч поставка

[%]субстратаСостав

[т/неделю]субстратаЗагрузка

Картофель

Пшеничное зерно

Силос из початков

и стеблей кукурузы

Рожь (злаковый силос

с целого растения)

Кукурузный силос

Индюшачий помет

Загрузка субстрата

Период проведения исследования [календ. нед. 2007/08]

Изображение 2-17: Временная характеристика изменения состава и объема загруженного субстрата

день)]в

день)]

Время отстаивания

Нагрузка ферментера

Выработка CH4

/(м³раб.об.

/(м³раб.об.в

[д]

Времяотстаивания

ферментераНагрузка[кг

CHВыработка

оСВ

4

[нм³CH

4

Период проведения исследования [календ. нед. 2007/08]

Изображение 2-18: Временная характеристика изменения общего времени гидравлического отстаивания, нагрузки по оСВ (без ре-

циркуляции) и выработки метана

Использования мощности по выработке электроэнергии

Использования мощности по выработке тепловой энергии внешними потребителями

Нагрузка, всего [%]

Период проведения исследования [календ. нед. 2007/08]

Изображение 2-19: Временная характеристика использования полной мощности по выработке электроэнергии и теоретической мощ-

ности по выработке тепловой энергии для внешних потребителей

Общие данные:

Проектировщик/производитель: Rückert Naturgas GmbH

Ввод в эксплуатацию: 02/06

Сельскохозяйственное предприятие:

Площадь пахотных земель:

161 га

Отрасль животноводства:

разведение свиней

Установка совместного пользования

Площадь кормовых угодий:

20 га

Кол-во голов скота

120

четырьмя предприятиями

Площадь для выращивания возобновляемого

сырья для БГУ:

140 га

Общая площадь внесения удобрений:

180,5 га

Биогазовая установка / оборот субстрата: На установку распространяется технологический бо-

Состав субстрата:

нус в связи с использованием субстрата с большим

содержанием сухого вещества

Оборот: 10651 т/г

1 ступень

Объем реактора

[м3]

2100

индюшачий помет

5,4 % СМ

Рабочий объем

[м3]

2100

Кукурузный силос

83,4 % СМ

Высота / ширина

[ ]

0,24

Рожь

вертикальное / горизонтальное расположение

г

(злаковый силос с целого растения)

6,2 % СМ

Температура

[°C]

42,3

Кукурузный шрот

2,8 % СМ

pH

[ ]

7,6

Пшеничное зерно

1,8 % СМ

Свежий субстрат

[т/день]

27,2

Картофель

0,3 % СМ

Рециркуляция из хранилища остатков ферментирующей массы

[т/день]

0,0

Среднее качество субстрата:

B

RоСВ

субстрат

[кг

оСВ

/(м3раб. об. в день)]

4,0

B

RоСВ

всего

[кг

оСВ

/(м3раб. об. в день)]

4,0

Время отстаивания

[д]

78

СВ

32 % СМ

NH4-N

1,2 кг/т

Разложение оСВ

[%]

85

оСВ

31 % СМ

Nобщ.-N

6,4 кг/т

Выработка CH4

[нм3CH4/(м3раб. об. в день)]

1,58

ХПК

367 кг/т

PO4-P

1,43 кг/т

Выработка биогаза

[нм3BG/(м3раб. об. в день)]

3,04

Состав:

Хранилище остатков ферментирующей массы:

СВ

[%СМ]

8,9

Количество: 1

Емкость хранилища 3000 м3

оСВ

[%СМ]

7,3

NH4-N

[кг/т]

2,9

Покрытие: без покрытия

Nобщ.-N

[кг/т]

5,3

PO4-P

[кг/т]

1,23

Потенциал остаточного газа, протекание процесса на

K

[кг/т]

3,7

последней ступени (через 60 дней):

Эквивалент уксусной кислоты

[г/т]

1072

при 37°C: 9,2 нм3CH

/т

остатка перебродившей массы

4

FOS/TAC

[ ]

0,43

при 20°C: 2,3 нм3CH

/т

остатка перебродившей массы

4

Увеличение доли NH4: 34,4 % абс.

Утилизация газа:

средн. ставка оплаты за передачу энергии в сеть: 19,1 центов/кВт.чэл

Производство газа:

Время хранения газа: 2,5 ч

Качество газа:

БТЭЦ 1

51,8 об. % CH4

0,34 об. % O2

Тип двигателя:

G

46,5 об. %CO2

45 ppm H2S

Эл. номинальная мощность:

[кВтэл]

526

нм3биогаза

нм3CH

Тепловая номинальная мощность

[кВт ]

567

Выход газа

4

тм

Производитель БТЭЦ

Jenbacher

Производитель мотора:

Jenbacher

в 1т субстрата

236

122

Число цилиндров:

12

в 1т оСВ

780

405

Паспортное значение H2S:

[ppm]

400

в 1т ХПК

659

341

Эл. мощность:

[кВтэл]

515

Выработка электроэнергии:

Доля запального топлива:

[%]

-

Расход запального топлива:

[л/день]

-

Коэффициент выработки электроэнергии:

[кВт.ч /нм3биогаза]

1,8

11644

кВт.ч/день

эл

Электрический КПД*:

[%]

35,2

429

кВт.ч/тсубстрата

Коэффициент использования мощности по выработке электроэнергии:

[%]

92

Годовое число часов работы

[ч/г]

8233

Затраты труда:

Теор. число часов работы на полную мощность

[ч/г]

8058

рутинные работы

28,0 ч/неделю

*без определения по DIN 6280

Устранение неисправностей:

данных нет

Электроэнергия на

Утилизация тепла:

собственные нужды

учет тепловой энергии на собственные нужды не ведется

Внешние потребители

(27,0 кВт.ч/тсубстрата)

Потребление тепла

31261 кВт.ч/неделю

Тепловая мощность

186,1 кВттм

Всего для БГУ:

6,3% от выработки

Теор. коэф. исп. мощности

32,8%

БГУ 53

-

2100 м3раб. об

-

526 кВт

эл

Капиталовложения:

Общие капиталовложения: это соответствует

1054 €/м3раб. об

4.208 €/кВтэл

2.213.658 €

Субсидии

Без субсидий

Собственный капитал

3 % от суммы капиталовлож.

63.700

€

Заемный капитал

97 % от суммы капиталовлож.

2.149.958

€

Доход от сбыта электроэнергии (90,0 %)

Ставка оплаты переданной в сеть электроэнергии: 19,1 центов/кВт/чэл

801.418

€/г

Доход от сбыта тепловой энергии (0,0 %)

Экономия теплоносителей (7,0 %)

62.000

€/г

Продажа остатков брожения (0,0 %)

Значение ценности удобрений (3,0 %)

27.137

€/г

Итого:

890.555 €/г

Расходы по содержанию установки (21,3 %)

133.625 €/г

Амортизация (64,0 %)

85.505 €/г

Договоры на техническое обслуживание (22,5 %)

30.000 €/г

Ремонт: Запасные части (0,0 %)

Проценты по капиталовложениям в установку (13,6 %)

18.120 €/г

Расходы по содержанию и эксплуатации зданий и земельных участков (14,9 %)

93.779 €/г

Амортизация (68,1 %)

63.899 €/г

Проценты по капиталовложениям в здания (31,9 %)

29.880 €/г

Производственные затраты (10,6 %)

66.595 €/г

Страхование (0,0 %)

Потребность в электроэнергии на собственные нужды (59,7 %)

14,9 центов/кВт/чэл

39.757

€/г

Расходы на пусковое топливо (0,0 %)

Расходный материал (6,8 %)

4.503

€/г

Персонал (привлеченный) (0,0 %)

Персонал (собственный) (33,5 %)

22.335

€/г

Расходы на аналитические исследования (0,0 %)

Прямые расходы (53,2 %)

334.853 €/г

Затраты на возобновляемое сырье (89,5 %)

Кукурузный силос

27 €/т

222.696

€/г

Рожь (злаковый силос с целого растения)

31 €/т

19.127

€/г

Силос из початков и стеблей кукурузы

117 €/т

32.409

€/г

Пшеничный шрот

146 €/т

25.550

€/г

Расходы на прочие виды субстрата (3,2 %)

10.620

€/г

Вещества, способствующие брожению (0,0 %)

Вода (0,0 %)

Расходы на внесение удобрений (6,6 %)

(0,7 %)

21.958

€/г

Проценты по оборотным средствам (расчетная процентная ставка 1,5 %)

2.493

€/г

Взносы и платежи

Общие затраты Выращивание возобновляемого сырья: 48 % Амортизация: 24 %

628.852 €/г

Издержки на производство электроэнергии 15,0 центов/кВт.ч

Баланс:

Доход без прямых издержек

265 €/м3раб. об

1.056 €/кВт

555.702

€/г

Амортизация

эл

5,4 г

Расчетный отраслевой результат хозяйственной деятельности

125 €/м3раб. об

498 €/кВтэл

261.703 €/г

*1 расходы на субстрат рассчитаны (2-ой период программы)

*2 расходы на содержание персонала согласно данным в производственном журнале

электросеть, оплата осуществляется по ставкам в соответствии

ружаемого сырья постоянно увеличивался в соответствии со вре-

с законом EEG. Тепловая энергия используется для обеспечения

менем эксплуатации установки после ее ввода в эксплуатацию

технологического процесса, а также для отопления общежития,

и составлял в среднем 190 т субстрата в неделю (изображение

расположенного на расстоянии ок. 500 м от установки (изоб-

2-17).

ражение 2-16).

В соответствии с этим в рассматриваемый период происхо-

дило увеличение показателя нагрузки установки с одновремен-

ным снижением времени отстаивания субстрата. Это указывает

2.4.2 Оценка используемой измерительной

на последовательное улучшение степени использования объема

техники

метатенка (изображение 2-18). В среднем время отстаивания сос-

тавляло 78 дней, а нагрузка установки - 4,0 кг оСВ/(м3 рабочего

На установке смонтированы следующие средства измеритель-

объема в день). Средняя производительность установки состав-

ной техники:

ляла почти 1,6 нм3 CH /(м3 рабочего объема в день).

4

■ определение объема субстрата (с помощью весовых датчи-

По прошествии короткого времени после начала исследова-

ков)

тельской работы на БГУ было достигнут коэффициент исполь-

■ счетчик выработанной электроэнергии и счетчик рабочего

зования мощности, равный 92%. При этом технологический про-

времени

цесс отличался благоприятным течением, увеличение объемов

■ определение количества газа, вкл. измерение давления и тем-

отмечалось на протяжении всего времени наблюдения за эксп-

пературы

луатацией установки. Коэффициент использования мощности

■ газоанализатор: CH4, O2, CO2 и H2S

установки, который был скорее низким в начале рассматривае-

■ теплосчетчик для внешних потребителей теплоэнергии (об-

мого периода, объясняется технологическим сбоем, имевшим

щественное учреждение).

еще перед началом сбора данных. В результате этого сбоя уста-

новка была слегка перегружена и медленно переходила в режим

Учет потребления тепла установкой не производился. Оп-

работы на полную мощность.

ределение объема электроэнергии на собственные нужды про-

Отпуск тепла внешнему потребителю позволил использо-

водилось на основании расчета получаемой электроэнергии.

вать почти 33% выделяемой тепловой энергии. В связи с повы-

шенной потребностью потребителя в теплоэнергии, прежде все-

го в зимний период года, на установке был достигнут коэффи-

2.4.3 Эксплуатация установки в период

циент использования тепловой энергии, равный 50% (изобра-

проведения исследований

жение 2-19).

После примеси индюшачьего помета, с помощью которого

По данным предприятий, осуществляющих эксплуатацию уста-

произошло достаточное обогащение субстрата необходимыми

новки, пусковой режим БГУ протекал так же, как и в других сис-

микроэлементами, что привело к стабилизации технологичес-

темах, которые не используют навозную жижу в качестве сыр-

кого процесса, эксплуатация установки во время рассматривае-

ья. Вначале эксплуатационный режим установки был стабиль-

мого периода была исправной и бесперебойной. По результатам

ным и выработка электроэнергии осуществлялась практически

сравнительной оценки установок данная БГУ соответствует всем

на полную мощность. Затем отмечалось снижение выработки

заданным критериям оценки оборудования. Помимо эффектив-

газа, что, в свою очередь, вызвало снижение коэффициента ис-

ного использования субстрата с удельной выработкой электроэ-

пользования мощности по выработке электрической энергии

нергии ок. 1380 кВт.ч/тоСВ и положительным результатам хо-

почти на 40%. В связи с увеличенными показателями содержа-

зяйственной деятельности, на установке действует продуманная

ния органических кислот в ферментере увеличение объемов заг-

концепция утилизации тепловой энергии. Единственным недос-

рузки сырья не представлялось возможным. Резкое улучшение

татком является отсутствие покрытия хранилища остатков фер-

вызвало прекращение загрузки основного сырья и примешива-

ментирующей массы, что уже было отмечено выше.

ние индюшачьего помета при возобновленной подаче сырья.

Приведенные здесь данные были зафиксированы еще до начала

исследований в рамках программы измерения параметров произ-

водства биогаза.

Загружаемое сырье состояло в основном из кукурузного си-

лоса (83,4%). Кроме того в состав сырья входили индюшачий

помет (5,4%) и рожь (злаковый силос с целого растения) (6,2%).

В связи с увеличением цен на субстрат, используемый вначале

злаковый силос был заменен в ходе 45 календарной недели 2007

г. на силос из початков и стеблей кукурузы. В конце исследуе-

мого периода в качестве добавки к используемому сырью неко-

Изображение 2-20: БГУ 62; вид на семь установок гаражного

торое время применялся картофель. Объем еженедельно заг-

типа

Распылитель перколята

Поселок

Пояснение:

с примерно

40 жилыми

Отбор пробы

домами

Водоотделитель

субстрата

Линии движения

Газовый двигатель 536 кВтэл

субстрата

Отопительный котел 800 кВттм

Потребление на

Объемный расход

собственные нужды БГУ

Температура

Резервный

Электроэнергия

Учет количества

охладитель

кВт/ч поставка

кВт/ч получение

Электросеть

Объем тепла

электроснабжающей

Электросчетчик

Газопровод

организации

Отопление

2.5 Биогазовая установка 62

ная древесная кора). Затем отвинчиваются фиксаторы ворот, ко-

торые фиксируют ворота в уплотняющих прокладках. При этом

2.5.1 Описание установки

следует обеспечить полный сток перколята из ферментера во из-

бежание его выхода из отверстия ворот.

Сельскохозяйственное предприятие, в ведении которого нахо-

После того, как ворота были открыты, перебродивший ма-

дится БГУ 62 (изображение 2-20), расположено в Нижней Сак-

териал вывозится из ферментера с помощью фронтального ко-

сонии. Предприятие имеет в своем хозяйстве 125 га пахотных

лесного погрузчика и перемешивается со свежим сырьем на сме-

земель и 10 га кормовых угодий. Для выращивания возобнов-

сительной плите для следующей загрузки. Доля инокулята (ос-

ляемого органического сырья используются сельскохозяйствен-

татки перебродившей массы) в смеси субстрата колеблется в

ные земли площадью 95 га.

пределах ≥60% (см. также изображение 2-22). После опорожне-

Установка сухой ферментации периодического действия

ния соответствующего ферментера в него загружается переме-

(производитель: SBI Bau GmbH/BIOFerm GmbH) состоит из 7

шанная масса для брожения. После этого ворота ферментера

гаражных ферменторов (рабочий объем каждого ок. 550 м3), ко-

вновь закрываются, свинчиваются и фиксируются болтами.

торые выполнены в виде прямоугольных емкостей (30 x 7 x 4 =

Переработка биогаза из ферментера осуществляется при кон-

840 м3) со стенками и покрытием из железобетона. Ферменто-

центрации CH от 16 до 25% и величине избыточного давления

4

ры имеют отопление, смонтированное по днищу, и работают при

5 мбар. Отвод вырабатываемого до этого момента биогаза осу-

температуре ок. 40°C. Кроме того, БГУ оборудована газонепро-

ществляется через биофильтр. Для равномерного распределе-

ницаемой емкостью для хранения перколята (2 x 50 м3) (изобра-

ния бактерий в материале, предназначенном для брожения, и ус-

жение 2-21).

корения процесса ферментации, на загружаемое твердое сырье

Для замены перебродившего субстрата осуществляется аэ-

разбрызгивается перколят. После снижения объемов вырабаты-

рация ферментера до тех пор, пока содержание O2 не составит

ваемого газа и истечения времени отстаивания, которое состав-

21% и не возникнет разрежение от 4 до 5 мбар. После этого сис-

ляет в среднем 24 дня, ферментирующая масса извлекается из

темой управления производится разблокировка предохранитель-

ферментера.

ных болтов ворот. Т.н. низкокалорийный газ отводится с помощ-

На смену сырья в ферментере требуется около 11 часов, при-

ью воздуходувки через биофильтр (древесная щепа, расщеплен-

чем 1 час требуется соответственно на отпирание и запирание