Tehnoloski i Energetski Aspekti - Biogas

B I O G A S T E H N O L O G I J A

Nikica Prskalo dipl. ing. el. Sarajevo, 06.11.2014.

-- BIOGAS TEHNOLOGIJA BIOGAS TEHNOLOGIJA --TEHNOLOTEHNOLOŠŠKI, ENERGETSKI I EKONOMSKI ASPEKTIKI, ENERGETSKI I EKONOMSKI ASPEKTI

Nikica Prskalo dipl. ing. el. Sarajevo, 06.11.2014.

B I O G A S T E H N O L O G I J A

UVOD

Globalni problemi čovječanstva u posljednjih nekoliko decenija:

� prekomjerno zagađenje životne sredine � porast temperature na globalnom nivou� sigurnost snabdijevanja energijom

Prekomjerno korištenje fosilnih izvora energije.

B I O G A S T E H N O L O G I J A

Učešće pojedinih gorivau proizvodnji električneenergije, u periodu 1971. -2008. u TWh.

(na svjetskom nivou)

Učešće pojedinih gorivau proizvodnji električneenergije u svijetu u 2011. g.

2011.

Izvor: IAE – International Energy Agency

B I O G A S T E H N O L O G I J A

Energetski potencijal goriva proizvedeno na 1 ha površine

ZAŠTO BIOGAS ?

B I O G A S T E H N O L O G I J A

Biogas je mješavina gasova koja nastaje prilikom razgradnje organske materije bez prisustva kiseonika – anaerobna digestija.

Sastav biogasa:

- METAN 50 – 70 % (energetski potencijal)

- UGLJEN DIOKSID 25 – 40 %

- OSTALI GASOVI (sumpor-vodik H2S, vodena para H2O, vodonik, azot, amonijak) oko 2 %

B I O G A S T E H N O L O G I J A

ŠEMATSKI PRIKAZ BIOGAS POSTROJENJA

B I O G A S T E H N O L O G I J A

� stajski gnoj različitog porijekla (krave, svinje, perad)

� ostaci i nusproizvodi iz poljoprivredne proizvodnje (npr. propali usjevi uslijed

vremenskih nepogoda, žetveni ostatak, <)

� razgradivi organski otpad iz poljoprivredne i prehrambeno-prerađivačke

proizvodnje (ostaci biljnog i životinjskog porijekla)

� organski dio komunalnog otpada iz kućanstva i ugostiteljske djelatnosti

(ostaci biljnog i životinjskog porijekla)

� otpadni mulj od pročišćavanja otpadnih voda

� energetski usjevi (uljana repica, kukuruz, pšenica-slama, različite vrste

trava, djetelina, <)

� odlagalište otpada (deponijski gas)

INOKULACIJA

SIROVINE ZA PROIZVODNJU BIOGASA

B I O G A S T E H N O L O G I J A

SKLADIŠTENJE SIROVINE

Stajnjak – najbolje direktno iz štale

PRIPREMA I DOZIRANJE SIROVINE

� kontinuitet u doziranju sirovine (nekoliko puta u toku dana)� tehnika doziranja zavisi o vrsti sirovine

PUMPA – za tekuću sirovinu SPIRALNI DOZATOR - za suhu sirovinu

FERMENTORI

- glavni dio postrojenja u kojem se odvija AD- anaerobni uslovi- razlikuju se po: materijalima izrade, obliku, položaja, procesnim temperaturama

Šaržni (obročni)KontinuiraniTip fermentora

SuvaMokraSistem digestije

>15 %<15 %Sadržaj suvematerije

U odnosu na sadržaj suve materije, razlikujemo dva osnovna sistema AD:

B I O G A S T E H N O L O G I J A

ZAGRIJAVANJE FERMENTORA

- na našim područjima - mezofilni procesi- održavanje konstantne temperature- ublažavanje temperaturnih “šokova”

B I O G A S T E H N O L O G I J A

NAČINI MIJEŠANJA SUPSTRATA U FERMENTORU

Mikseri – položaj motora:-unutrašnji -vanjski

B I O G A S T E H N O L O G I J A

SKLADIŠTA ZA PROIZVEDENI BIOGAS - vrste

- amortizuju promjene u produkciji biogasa

B I O G A S T E H N O L O G I J A

SKLADIŠTE ZA PRERAĐENI SUPSTRAT

laguna

natkriveno skladište

otvoreno skladište

B I O G A S T E H N O L O G I J A

PRIMJENA PROIZVEDENOG BIOGASA

B I O G A S T E H N O L O G I J A

PRIMJENA PROIZVEDENOG BIOGASA

B I O G A S T E H N O L O G I J A

ENERGETSKI ASPEKTI

B I O G A S T E H N O L O G I J A

1 UG (USLOVNO GRLO) je ekvivalent životinji težine 500 kg

1 UG goveda ili svinje zahtjeva električnu snagu 0,11 - 0,15 kWe

1 UG peradi zahtjeva električnu snagu 0,5 kWe

1 ha (40-50 t) silaže kukuruza zahtjeva električnu snagu 2 - 2,5 kWe

ORIJENTACIONE VRIJEDNOSTI ZA PRORAČUN PROIZVODNJE ELEKTRIČNE ENERGIJE

150 KW150 KW60 60 –– 70 ha zemlji70 ha zemljišštata

1000 1000 –– 1300 goveda1300 goveda

B I O G A S T E H N O L O G I J A

Energetska vrijednost pojedinih sirovina za proizvodnju biogasa

ULAZ - Substrat

OM 100%

H2O 100%

N; P; K 100%

M

FermenterIZLAZ – Substrat(u tečnom obliku)

OM 20%

H2O 99%

N; P; K 100%

IZLAZ - Biogas

OM 80%H2O 1% - kondenzat (izdvaja se hlađenjem)

Organska materija se pretvara u metan i ugljični dioksid

Sve hranjive materije i voda ostaju

OM – organska materija

B I O G A S T E H N O L O G I J A

MASENI BILANS PROCESA FERMENTACIJE

B I O G A S T E H N O L O G I J A

KOGENERATIVNA

JEDINICA

ULAZ BHKW(=Izlaz Biogas)

Biogas 100%

IZLAZ BHKW

Električna energija 40%

Toplotna energija 50%

Gubici 10%

Procesna toplotna energija 20%

ENERGETSKI BILANS KOGENERATIVNE JEDINICE

B I O G A S T E H N O L O G I J A

EKONOMSKI ASPEKTI

B I O G A S T E H N O L O G I J A

VISINA INVESTICIJE

- iznos specifične investicije (izražen u €/kWh) u odnosu na instaliranu snagu (Njemačka)- povećanjem instalirane snage, opada vrijednost investicije po kWh

B I O G A S T E H N O L O G I J A

- razlikuje za različite tipove postrojenja - zavisi i od određenih uslova u regionu izgradnje postrojenja.

STRUKTURA INVESTICIJE

struktura investicije za postrojenje instalirane električne snage 250 kWel

B I O G A S T E H N O L O G I J A

AmortizacijaKamateTroškovi održavanja i popravkiSupstratTroškovi rada/ radne snage Vlastita potrošnja energije Transport Ostali troškovi

TROŠKOVI (na godišnjem nivou)

Prihodi od prodaje električne energije Prihodi od toplotne energije Prihodi od prerađenog supstrata

PRIHODI (na godišnjem nivou)

B I O G A S T E H N O L O G I J A

Nikica Prskalo dipl. ing. el.

Zemljoradnička zadruga “LIVAČ”

livac@inecco.netinfo@livac-zz.comwww.livac-zz.com