АГНКС на биогазе

В фильме рассказывается о биогазовой заправке автомобилей (биогазовой АГНКС), владельцем которой является финское фермерское хозяйство Калмари (Kalmari farm). Проект реализовала инжиниринговая компания Метенер Ой (Metener Oy). Биогаз используется для производства электроэнергии и тепла для нужд фермы, остальной биогаз используется в качестве метанового топлива для автомобилей. Постоянными клиентами биогазовой АГНКС являются около 170 автолюбителей из окрестных деревень и райцентра Леппавеси.

Схема биогазовой АГНКС (для просмотра нажмите на картинку)

Технология

Сырье:

Основное сырье для биогазового реактора – это коровий навоз. На ферме всего 80 коров, из них 40 телят и 40 дойные коровы, которые производят 2000 тонн отходов в год. Дополнительно сырье закупается в других фермерских хозяйств, в том числе жидкие отходы от  кондитерской фабрики. Твердые отходы типа силоса поступают извне около 200 тонн в год. А жидкие отходы, которые они закупают – 500 тонн в год. Используя эти материалы ферма производит био-газ  и  удобрения.

Биогазовый реактор:

Гидравлический объем реактора – 1000 м3. Этот объем рассчитан исходя из мощности заправки на 200 автомобилей (при средннем пробеге машины в год около 20 тыс. км.).Реактор- представляет из себя большую емкость, которая оборудована миксерной установкой. Также реактор оснащен системой подогрева навозной массы до температуры 37 градусов, для того чтобы процесс шел быстрее. В процессе смешивания специальные микроорганизмы глубоко проникают в сырье. На выходе реактора содержание метана 60% и углекислого газа – 40%. Содержание серы порядка от 0,02%-0,03%. Производительность установки 900 м3 в день . Зимой и летом производительность одинаковая,  но зимой часть газа идет на обогрев реактора, поэтому производительность в итоге меньше, чем летом. 

Удобрения:

Переброженная биомасса накапливается в специальном отстойнике. Насосом оттуда удобрения закачиваются в бочку и развозят по полям. Жидких удобрений производится 2000 тонн в год. Объем бочки – 12 м3, т.е. в год развозится примерно 200 таких бочек.

Это прекрасный тип удобрений, который можно использовать сразу, а не ждать 3-5 лет, как в случае с удобрениями в виде обычного навоза. В обычных биотходах (например, навозе) минеральные вещества связаны химически с органикой, что осложняет усвоение их растениями. Для примера, минерализация в природном навозе 40%. В переброженной массе минерализация 60%. Т.е. минералы уже больше несвязанны органикой. Переброженная масса- это готовые экологически чистые жидкие и твердые биоудобрения, лишенные нитритов, семян сорняков, патогенной микрофлоры, яиц гельминтов, специфических запахов. При использовании таких сбалансированных биоудобрений урожайность повышается на 30-50%.

Генератор электроэнергии и тепла:

Грубый биогаз подается на газопоршневой генератор электроэнергии и на газовый котел. Используется для выработки электроэнергии и тепла. Генератор  производит 25 кВатт в час электроэнергии . Газовый котел вырабатывает тепло – 50 кВатт в час. Вырабатываемую электроэнергию в основном используем для своих нужд.

Система подготовки газа:

После системы очистки и подготовки содержание метана доходит до 95%, а содержание серы практически нулевое. Отделение СО2 и серы производится промывкой  водой. Небольшой метановый компрессор поднимает давление газа до 10 бар. В абсорбере при этом избыточном давлении углекислый газ поглощается водой. При этом концентрация метана в биогазе повышается с 60% до приемлего уровня для заправки автомобилей - 98%. Далее газ подается в высокобарный ресивер в котором при помощи водяного насоса высокого давления  происходит вытеснение газа жидкостью и его сжатие до 270 бар.

Во время реакции влажность большая, практически 100%. Для заправки автомобилей в системе подготовки на конечной стадии происходит осушение при помощи адсорбционного осушителя двухколонного типа с возможностью поочередного переключения колонн из режима осушки-регенерации.

Накопитель сжатого газа:

Давление в накопителе 270 бар. Гидравлический объем – 1680 литров (или 362 нм3). Используется классическая  трехлинейная  система хранения сжатого газа, с панелью приоритетного каскадного распределения сжатого газа. Для заправки автомобилей газ поступает в баллоны автомобилей до 200 бар.
Заправочная колонка для автомобилей:

Для заправки необходимо иметь специальную заправочную карту. Установлена колонка фирмы COMPAC из Новой Зеландии одношлангового типа. Манометр давления имеет температурную компенсацию. Стоимость одного килограмма биогаза - 1 евро 26 центов. Бензин дороже – 1 евро 68 центов за литр. Есть три способа измерения отпущенного газа: в евро за кг., в евро за м3 и в евро за эквивалент литра бензина. Соответственно можно настроить заправочную колонку. В Финляндии как правило измеряют в евро за кг.

Уникальность и экологичность:

Ферма Калмари – уникальный пример использования разнообразных биогазовых технологий. Установив у себя биогазовый реактор ферма Калмори внесла ценный вклад в сохранение окружающей среды, сократив выбросы углекислого газа. Биогазовый реактор производит 150 МВт тепла в год, вместо которых пришлось-бы использовать равное количество ископаемого топлива. Кроме того, он производит 75 МВт электроэнергии. Если-бы эти 75 МВт электроэнергии были произведены с использованием угля, торфа или нефти, то в зависимости от используемого топлива в атмосферу были бы выброшено от 20-ти до 25-ти тонн углекислого газа (СО2). Остальной биогаз, используемый для заправки метаном автомобилей, в тепловом эквиваленте получается около 1000 МВт в год. Учитывая, что на 1 кВт тепла при сжигании бензина выделяется 265 г углекислого газа это означает, что в атмосферу попало-бы 265 тонн углекислого газа!