Biogaz

1. Biogaz gaz palny , powstający samoczynnie w wyniku fermentacji beztlenowej materii organicznej, np. biomasy, odchodów zwierzęcych, osadów ściekowych, biodegradowalnych stałych odpadów komunalnych

2. Skład biogazu

3. Na torfowiska (gaz błotny, gaz gnilny) Na wysypiskach (gaz wysypiskowy) Z osadów ściekowych w oczyszczalniach ścieków Z odpadów zwierzęcych w gospodarstwach rolnych Biogazownie rolnicze Komory fermentacyjne osadów ściekowych w komunalnych oczyszczalniach ścieków Instalacje odgazowania składowisk odpadów komunalnych Produkcja biogazu może odbywać się samorzutnie w procesach rozkładu substancji organicznych lub może się odbywać celowo.

5. Możliwości pozyskiwania i wykorzystywania biogazu w biogazowni

6. Wydajność produkcji biogazu

7. Sposoby zagospodarowania biogazu • Otrzymywanie energii cieplnej w wyniku - spalania bezpośredniego (dostarczanie gazu do sieci) - ogrzewania wody • Otrzymywanie energii elektrycznej - z odzyskiem ciepła - bez odzysku ciepła • Otrzymywanie energii mechanicznej - w silnikach spalinowych - do napędu pojazdów • Wykorzystanie gazu w procesach technologicznych, np. w produkcji metanolu , chemikaliów.

8. Na instalacje biogazowni składa się zazwyczaj: • układ podawania biomasy • zbiornik surowca • komora fermentacyjnej (z układem dozowania, podgrzewania i mieszania mechanicznego) • zbiornik magazynowy przefermentowanego substratu (szlam) • zbiornik biogazu • agregat kogeneracyjny • układu kontrolno – sterującego • instalacji gazowej

9. Schemat ideowy systemu do produkcji biogazu w biogazowni rolniczej 1.Zbiornik surowca 2.Komora fermentacyjna 3.Zbiornik produktu przefermentowanego 4.Zbirnik biogazu 5.System do produkcji ciepła lub ciepła i energii elektrycznej w skojarzeniu

10. Komora fermentacyjna To kluczowy elementem instalacji w której zachodzi proces fermentacji beztlenowej. Jest to proces biologiczny rozkładu substancji organicznych przeprowadzany w warunkach bez dostępu powietrza przez bakterie anaerobowe (beztlenowe). Produktem tego rozkładu są związki proste – głównie metan i dwutlenek węgla oraz niewielkie ilości wodoru, siarkowodoru, amoniaku i innych gazów śladowych. Skład biogazu i tempo jego wytwarzania zależy od składu surowca i temperatury w komorze. Zbiornik jest ogrzewany – optymalna temperatura to 35-40 ºC (fermentacja mezofilowa). W celu przyspieszenia procesu, komory posiadają urządzenia mieszające. Pozostałość pofermentacyjna może być wykorzystywana jako nawóz.

11. Proces powstawania biogazu-fermentacja anaerobowa Temperatura i czas fermentacji podstawowych beztlenowych mikroorganizmów

12. Biogaz jest najczęściej wykorzystywany na miejscu do skojarzonego wytwarzania energii elektrycznej i ciepła. Dokonuje się tego w systemie konegeracyjnym na który składa się silnik tłokowy spalający biogaz sprzęgnięty z prądnicą synchroniczną produkującą energię elektryczną. Na skutek spalania gazu w silniku powstaje ciepło, które jest odprowadzane i wykorzystywane jako ciepło użytkowe.

13. Kogeneracja - jednostki skojarzone Proces jednoczesnej produkcji energii elektrycznej i cieplnej , przy maxymalnynm ograniczeniu strat przesyłu i transformacji. Wykorzystywana z dużą wydajnością energia chemiczna paliwa wpływa na obniżenie kosztów energii przy jednoczesnym zredukowaniu emisji CO2 i in. zanieczyszczeń towarzyszących spalaniu.

14. Projekt biogazowni

15. Zalety wynikające ze stosowania rolniczych instalacji biogazowych: • produkowanie „zielonej energii” • ograniczanie emisji gazów cieplarnianych poprzez wykorzystanie metanu • obniżanie kosztów składowania odpadów • zapobieganie zanieczyszczeniu gleb oraz wód gruntowych, zbiorników powierzchniowych i rzek • uzyskiwanie wydajnego i łatwo przyswajalnego przez rośliny nawozu naturalnego • eliminacja odoru • eliminacja patogenów w procesie higienizacji (bakterie Salmonelli , Escherichia Coli , wirusy pryszczycy)

16. Zagrożenia i oddziaływanie biogazu na środowisko • eksplozje • pożary • niebezpieczeństwo uduszenia ludzi i zwierząt w zagłębieniach terenu, studzienkach lub innych miejscach gromadzenia się gazu • grozi zatruciem ludzi i zwierząt poprzez działanie zawartego w nim siarkowodoru i innych trujących związków chemicznych • migrując przez warstwy gleby blokuje dostęp tlenu do korzeni roślin, powodując ich obumieranie • emisja metanu i dwutlenku węgla pogłębia efekt cieplarniany

17. Obecnie funkcjonuje około 20 biogazowni o mocy ok. 40 MW (większa część obejmuje gazowe kotły służące do spalania biogazu) pierwsza biogazownia rolnicza w Polsce wybudowana została między innymi w mieście zwanym Duchownem, gdzie wykonywała pracę cięgiem od 1993 roku do 1995 roku lecz uległa ona zamknięciu z materialnych powodów

18. Znaczna ilość biogazowni działa w Danii, gdzie jest ich około dwadzieścia. Są one scentralizowane i duże oraz odbierają nieczystości z wielu zwierzęcych farm oraz dwadzieścia instalacji na indywidualnych farmach W sąsiednich Niemczech znajduje się ponad 600 rolniczych biogazowni

19. Biogazownie rolnicze

20. POWSTAWANIE GAZU WYSYPISKOWEGO I - FAZĘ TLENOWĄ (hydroliza) II - FAZĘ ACIDOGENEZY III - FAZĘ OCTANOGENEZY IV - FAZĘ METANOGENEZY (niestabilną , stabilną , zanikającą)

21. Teoretyczny skład gazu wysypiskowego w funkcji czasu.

22. METODY PRZECIWDZIAŁANIA NIEKONTROLOWANEJ MIGRACJI, WYDOBYWANIA, I WYKORZYSTANIA GAZU WYSYPISKOWEGO - Odgazowanie bierne. - Odgazowanie aktywne (zasysanie). - Systemy mieszane.

24. Studnia odgazowująca

25. Schemat wykorzystania gazu wysypiskowego

26. Zalety odgazowania składowisk • Zapogieganie niekontrolowanej ucieczce gazu ze składowiska • Zmniejszenie groźby wybuchów • Zmniejszenie rozprzestrzeniania się odorów • Ograniczenie niekontrolowanej emisji gazów cieplarnianych

27. ZAGROŻENIA POWODOWANE PRZEZ GAZ WYSYPISKOWY Gaz wysypiskowy może powodować liczne zagrożenia należące do 5 kategorii: 1. Zagrożenie dla roślin - degradacja strefy ukorzeniania. 2. Zagrożenia dla budowli - osiadanie, wybuchy, pożary. 3. Zagrożenia dla ludzi - nieprzyjemny zapach, niedotlenienie, działanie toksyczne, wybuchy, pożary. 4. Zagrożenie wód - degradacja wód gruntowych. 5. Zagrożenie dla atmosfery - zanieczyszczenie powietrza " gazami cieplarnianymi"

28. Jedna z pierwszych w Polsce instalacja energetycznego wykorzystania gazu ściekowego w oczyszczalni ścieków powstała w 1998 r. w Inowrocławiu W Polsce działa prawie 40 instalacji bazujących na gazie wysypiskowym Szacuje się, że w chwili obecnej na świecie działa co najmniej 800 instalacji do energetycznego wykorzystania gazu wysypiskowego. W Europie najbardziej zaawansowana jest pod tym względem Wielka Brytania

29. Instalacje odgazowania składowisk odpadów komunalnych

30. Skutki środowiskowe ujmowania biogazu • produkcja energii odnawialnej • zmniejszenie zużycia kopalnych surowców energetycznych • zmniejszenie emisji związków powstających podczas spalania kopalnych surowców energetycznych • wytwarzanie biogazu zachodzi w sposób ciągły i nie jest uzależnione od warunków pogodowych (wiatr , słońce)

31. Schemat instalacji biogazu w oczyszczalni ścieków w Tychach

32. Produkcja energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych w Polsce w 2004 r.

33. Narodowa strategia rozwoju EO 2001 przewiduje 7,5% udział OZE w bilansie energii pierwotnej w 2010 roku i 14% w 2020 roku.