Газообразни биогорива, Твърди биогорива
Газообразни биогорива
Газообразно биогориво - продукт, получен в резултат на ферментация на биомаса или използване на други термо - и биохимични процеси, насочени към неговата преработка. Най-често срещаният тип газообразно биогориво е биогазът, една от разновидностите на който е биоводородът.
Биогаз - газ, получен при ферментацията на биомаса (органични отпадъци) чрез действието на различни видове бактерии.
Биогазът се състои от метан (55-85%) и въглероден диоксид (15-45%), слабо разтворим във вода, топлината му на горене е от 21 до 27,2 MJ/m 3. По отношение на топлината от изгарянето, 1 м3 биогаз е еквивалентно на: 0,8 м3 природен газ, 0,7 кг мазут, 0,6 кг бензин, 1,5 кг дърва за огрев (в абсолютно сухо състояние), 3 кг оборски тор.
Добивът на газ може да достигне до 350 м3 от 1 тон отпадъци и всъщност зависи от вида на суровините и използваните технологии (от един тон говеда и свински тор се получават до 70 м3 биогаз, 1 тон пилешки тор (при влажност 75%) - до 100 м3 биогаз, до 400 м3 биогаз могат да бъдат получени от различни видове растения, до 1400 м3 метан се получава от мазнини - това е един вид "запис на биогаз").
Съвременната технология за производство на биогаз се използва постоянно три вида бактерии, всеки от които яде отпадъчните продукти от предишния:
Суровини за производство на биогаз:
рибни и кланични отпадъци;
Екологичният ефект от използването на биогаз
с метанова ферментация, висока (80-90%) ефективност на преобразуване на енергията на органичните вещества в биогаз;
биогаз с висока ефективност може да се използва за получаване на топлинна и електрическа енергия, както и като гориво за двигатели с вътрешно горене;
инсталациите за биогаз могат да бъдат разположени във всеки регион на страната и не изискват изграждането на скъпи газопроводи и сложна инфраструктура;
инсталациите за биогаз могат частично или напълно да заменят остарелите регионални котелни и да осигуряват електричество и топлина на близките села, градове и малки градове.
Практическото приложение на биогаз е възможно във всички области, където се използва конвенционален природен газ. След обогатяване (пречистване) на биогаз до състоянието на биометан (пълен аналог на природен газ с концентрация на метан до 99%), газът може да се използва като моторно гориво, подавано към общата газоснабдителна система в средна или тръбопроводи с ниско налягане, използвани за технологични нужди като цялостна подмяна на природен газ.
По време на преработката на битови твърди отпадъци се произвежда голямо количество гориво от биогаз: в САЩ - еквивалентно на 2 200 000 Gcal, Германия - 3 300 000 Gcal, Япония - 1 400 000 Gcal, Швеция - 1 200 000 Gcal. В Китай около 10 милиона "семейни" реактори за биогаз произвеждат повече от 8 милиарда кубически метра биогаз годишно. В допълнение към тези инсталации в Китай има 600 големи и средни инсталации за биогаз, които използват органични отпадъци от животновъдството и птицевъдството, винарни (общото годишно производство на биогаз е 220 хил. М3), 24 хил. Реактора за пречистване на биогаз за преработка на отпадъци от градовете, както и около 190 електроцентрали на биогаз с годишно производство от 3 милиона кВтч. Производството на биогаз в Китай се оценява на 7 900 000 Gcal/година.
Биоводород - газообразно биогориво, получено заедно с биобутанол чрез бутилова или ацетон-бутилова ферментация на селскостопански растения.
Реакцията на разлагане на водорода - Н2 + 0,5О2 = Н2О - е придружена от отделянето на голямо количество енергия (285,8 kJ/mol). В този случай няма замърсяване на атмосферата, тъй като в резултат на реакцията се образуват само водни пари. В резултат на химичните процеси се образуват водород и калциев карбонат, които от своя страна могат да се използват в земеделието за деоксидиране на почвата.