arrow_backEmergency WASH

D.7 Використання біогазу

Анаеробне зброджування мулу та інших органічних речовин продукує біогаз (суміш метану та інших газів). Біогаз можна використовувати так само як будь-який інший газ для приготування їжі, опалення, освітлення та виробництва електроенергії. Загальна назва суміші газів, що виділяються в результаті анаеробного розкладання органічного матеріалу. Біогаз містить метан (50-75 %), вуглекислий газ (25-50 %) і різні кількості азоту, сірководню, водяної пари та інших компонентів, залежно від вихідного матеріалу. Біогаз можна збирати і спалювати в якості палива (наприклад, пропан).Розкладання та стабілізація органічних сполук мікроорганізмами у відсутності кисню, що призводить до утворення біогазу.

Коли біогаз виробляється у біогазових реакторах на рівні домогосподарства S.16 , він найкраще підходить для приготування їжі та освітлення. Коли біогаз виробляється у великих анаеробних біореакторах T.4 , альтернативним варіантом є виробництво електроенергії.

Проєктні міркування

Попит на газ можна визначити з огляду на раніше спожиту енергію. Наприклад, 1 кг сухого коров’ячого перегною відповідає 100 л біогазу, 1 кг дров відповідає орієнтовно 200 л біогазу, а 1 кг вугілля відповідає 500 л біогазу. Споживання газу для приготування їжі на одну особу та один прийом їжі потребує від 150 до 300 л біогазу. Для того, щоб закип’ятити один літр води потрібно приблизно 30 – 40 л біогазу, для приготування 0,5 кг рису – 120 – 140 л, а на 0,5 кг овочів – 160 –190 л. Випробування показали, що рівень споживання біогазу на плиту у домогосподарстві, яка працює на біогазові, становить від 300 до 400 л на годину. Проте це залежить від проєкту плити та вмісту метану у біогазі. Порівняно з іншими газами біогаз потребує менше повітря для горіння. Відтак традиційні газові пристрої потрібно модифікувати у разі їх використання для горіння біогазу (наприклад, більші газові пальники та отвори для вогню). Відстань, на яку транспортується газ, потрібно мінімізувати, оскільки можуть мати місце витоки газу із труб. Краплинні клапани потрібно встановити для дренажу конденсованої води, яка збирається у найнижчих точках газової труби.

Матеріали

Необхідні пристрої залежать від того, як буде використовуватися газ. Багато пристроїв потрібно проєктувати спеціально для використання з біогазом, і вони не завжди є широкодоступними. Проте можна легко адаптувати традиційні газові плити для використання з біогазом шляхом розширення газових пальників та отворів для вогню і зменшення первинного забору повітря. Коли біогаз використовується для приготування їжі, потрібно встановити простий індикатор тиску для того, щоб повідомляти користувачам про кількість наявного газу.

Застосовність

Біогазові реактори ( S.16 , T.4 ) можна вважати доречним варіантом обробки на фазах стабілізації та відновлення, і виробництво енергії, яку можна використовувати (біогазу), може частково зменшити залежність від інших видів палива і сприяти досягненню громадою самодостатності. Розглядаючи можливість використання біогазу, важливо зважати на теплотворну здатність біогазу у різних варіантах застосування; вона становить 55% у плитах, 24% у двигунах, але лише 3% у лампах. Біогазова лампа є вдвічі менш ефективною за гасову лампу. У випадку звичайних установок на рівні домогосподарства чи громади найефективнішим способом використання біогазу є плити для приготування їжі. У випадку більших об’єктів найефективнішим способом використання біогазу є виробництво електроенергії із сумісним отриманням тепла та електропостачання. У такому випадку можна досягнути рівня ефективності у 88%.

Загальна назва суміші газів, що виділяються в результаті анаеробного розкладання органічного матеріалу. Біогаз містить метан (50-75 %), вуглекислий газ (25-50 %) і різні кількості азоту, сірководню, водяної пари та інших компонентів, залежно від вихідного матеріалу. Біогаз можна збирати і спалювати в якості палива (наприклад, пропан).

Експлуатація та технічне обслуговування

Біогаз зазвичай насичений водяною парою, що призводить до появи конденсату. Задля попередження блокування та корозії накопичену воду потрібно час від часу зливати із водовідділювачів системи. Кваліфікований персонал повинен регулярно перевіряти газові трубопроводи, арматуру та пристрої. Плити для приготування їжі потрібно підтримувати у чистому стані, а форсунки горілки потрібно перевіряти на предмет наявності блокування. Використовуючи біогаз для двигуна, необхідно спершу зменшити вміст сірководня, оскільки він формує корозійно-агресивні кислоти у взаємодії із конденсованою водою.

Загальна назва суміші газів, що виділяються в результаті анаеробного розкладання органічного матеріалу. Біогаз містить метан (50-75 %), вуглекислий газ (25-50 %) і різні кількості азоту, сірководню, водяної пари та інших компонентів, залежно від вихідного матеріалу. Біогаз можна збирати і спалювати в якості палива (наприклад, пропан).

Здоров’я та безпека

Коли фекальний матеріал та органіка зброджуються анаеробно, як це відбувається у біогазовому реакторі, вироблений біогаз переважно складається з метану та діоксиду вуглецю, із меншою кількістю сірководню, аміаку та інших газів залежно від того, який матеріал зброджується. Загалом ризики, пов’язані з біогазом, включають вибухи, асфіксію, захворювання та отруєння сірководнем.

Витрати

Витрати залежать від обраного застосування біогазу та необхідного пристрою. Знадобляться труби, які зазвичай є доступними на місцевому ринку. Газові плити є дешевими та широкодоступними. За наявності відповідних інструкцій та простих інструментів, модифікації може внести і місцевий ремісник.

Соціальні міркування

Загалом користувачі вважають приготування їжі з використанням біогазу прийнятним варіантом, оскільки його можна безпосередньо вмикати і вимикати (на відміну від деревини та вугілля). До того ж він горить без диму і не спричиняє забруднення повітря у приміщенні. Біогаз, який виробляється з фекалій, може не бути доречним у всіх культурних контекстах. Потрібно провести тренінги та інструктаж щодо виробництва біогазу, безпеки і трубопроводів задля сприяння прийняттю технології користувачами, забезпечення ефективного використання та технічного обслуговування плити, сприяння швидкому виявленню протікань та інших потенційних проблем. У деяких випадках користувачам потрібно буде навчитися готувати їжу на газові. Також потрібно продемонструвати користувачам, що біогаз не є небезпечним (через низьку концентрацію метану в ньому).

Загальна назва суміші газів, що виділяються в результаті анаеробного розкладання органічного матеріалу. Біогаз містить метан (50-75 %), вуглекислий газ (25-50 %) і різні кількості азоту, сірководню, водяної пари та інших компонентів, залежно від вихідного матеріалу. Біогаз можна збирати і спалювати в якості палива (наприклад, пропан).

Ключові критерії прийняття рішень

Вхідні продукти

Біогаз

Вихідна продукція


Екстрена фаза

Стабілізація +
Відновлення +

Складні ґрунтові умови

Підходить

Рівень застосування / масштаб

Побутовий + +
Околиці +

Водні та сухі технології

На водній основі та сухий

Рівень управління

Побутовий + +
Спільний доступ + +
Місто + +

Технічна складність

Середній

Потрібне місце

мало

Цілі та основні функції

Продуктивне використання енергії

Сила і слабкість

  • Безкоштовне джерело енергії
  • Може замінити такі види палива, як деревина та інші, для приготування їжі
  • Потрібно порівняно небагато навичок з експлуатації та небагато завдань із технічного обслуговування
  • Може не відповідати вимогам енергопостачання та не може замінити всі види енергії
  • Біогаз можна зберігати лише впродовж кількох днів (низька густина енергії), і його потрібно використовувати щодня
  • Біогазові лампи мають нижчу ефективність порівняно з керосиновими лампами
  • Виробництво біогазу за температури нижчої за 15 °C не є економічно доцільним

Вибрана література

Fulford, D. (1996): Biogas Stove Design. A short course. Kingdom Bioenergy Ltd., University of Reading

Deublein, D., Steinhauser, A. (2011): Biogas from Waste and Renewable Resources. Wiley-VCH, Weinheim, Germany

GIZ (0): GIZ HERA Cooking Energy Compendium – A practical guidebook for implementers of cooking energy interventions. GIZ, Eschborn, Germany

arrow_upward