4 Використання біогазу

Гострий дефіцит енергії, що супроводжується зростанням цін на нафту, як постійно діючий фактор світової економіки викликав постановку ряду науково-дослідних програм, направлених на пошук і практичне використання місцевих ресурсів палива. За таких обставин проблема переробки біомаси в енергетичний біогаз і його використання виходить на передній план.

Тобто, біогаз може бути використаний як джерело енергії. Один м³ біогазу, що містить близько 60% СН₄, дає біля 22 МДж енергії.В табл. 4.1 для порівняння наведено дані про кількість енергії, отриманої при згорянні біогазу і тих енергоносіїв, замість яких він може бути застосований.

Таблиця 4.1 Кількість енергії, яку можна отримати при спалюванні різних енергоносіїв.

Енергоносій	Кількість енергії МДж	Біогаз (на 1м3) з вмістом СН4
		56%	62%	70%
Біогаз (56% СН4)	20 МДж/м3	1,00	0,91	0,80
Біогаз (62% СН4)	22,7 МДж/м3	1,11	1,00	0,88
Біогаз (70% СН4)	25 МДж/м3	1,25	1,13	1,00
Природний газ	33,6 МДж/м3	1,68	1,52	1,34
Світильний газ	16,8 МДж/м3	0,84	0,76	0,67
Пропан	46,0 МДж/кг	2,30	2,08	1,89
Котельне паливо	36,0 МДж/л	1,80	1,63	1,44
Дизельне паливо	36,0 МДж/л	1,80	1,63	1,44
Бензин	30,5 МДж/л	1,53	1,38	1,22
Кокс	27,6 МДж/кг	1,38	1,25	1,10
Електричний струм	3,6 МДж/квт.год	0,18	0,16	0,14

Відносно просте виробництво різних видів енергії можливе в установках, що складаються з газових двигунів і вентиляторів. Таке поєднання можна застосовувати для різних сушарок сільськогосподарського призначення. При дуже невеликих втратах на випромінювання до (10%), основна частина теплової енергії може бути використана для підігріву повітряного потоку. У цьому випадку можна застосовувати повітря, що охолоджує двигун, і відпрацьовані гази. Перспективним є також використання теплових насосів.

При заміні біогазом інших енергоносіїв, необхідна його кількість не може бути просто розрахована через приведену величину питомої енергоємності. В кожному конкретному випадку застосування біогазу необхідно враховувати різні коефіцієнти корисної дії. В таблиці 4.2 наведено ці значення для коефіцієнтів корисної дії типових випадків використання біогазу.

Таблиця 4.2. Коефіцієнти корисної дії

	Енергоносій	Коефіццієнт корисної дії, η	Додатковий множник при заміні енергоносія біогазом
Для опалювальних цілей (при повній утилізації)	Кокс Вугілля Природний газ	0,6	0,73
	Електричний струм	0,95	1,16
	Котельне паливо	0,78	0,95
Для приводу енергомашин	Природний газ	0,28	1,0
	Дизельне паливо	0,31	1,13
	Бензин	0,25	0,9
	Електричний струм	0,85	3,01

Неповне завантаження споживача суттєво знижує загальний коефіцієнт корисної дії.

Одержаний біогаз утилізовується в котлах, когенераційних і тригенераційних установках, змонтованих, як правило, поруч з біогазовими установками. Частково тепло використовується для виробничих процесів, однак більша його частина розподіляється між споживачами мережі централізованого теплоспоживання, а електроенергія продається у мережу.

У деяких країнах, наприклад Швеції і Швейцарії, біогаз збагачується і далі використовується як паливо для автомобілів.

Газові прилади, з точки зору використання первинного енергоносія, значно економніші, ніж електроприлади (це обумовлено високими втратами перетворення при одержанні електричного струму).Розробляються опалювальні прилади, в яких випускні гази конденсуються і додатково одержується теплота випаровування води, яка в них знаходилась.

При виробництві електричної енергії генератором, який приводиться в рух газовим двигуном, справедливе таке співвідношення: 1м³ біогазу дає приблизно 1,6 кВт^.год електроенергії. Теплоту води з системи охолодження і теплову енергію випускних газів можна, в конкретних умовах, додатково утилізувати.

Перш ніж спрямувати біогаз до збірника-накопичувача та приймача, його піддають механічному і хімічному очищенню від забруднень. Очищений від сірки біогаз використовується у виробництві безпечних для довкілля теплової та електричної енергії, спалюючи його в котельнях і двигунах внутрішнього згорання.