ביואנרגטיקה. סטטוס וסיכויים. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

ביואנרגטיקה. סטטוס וסיכויים. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / מקורות אנרגיה חלופיים

זעזועים כמו משבר האנרגיה של 1973 ואסון צ'רנוביל ב-1986 אילצו את רוב המדינות לשקול מחדש את מדיניות האנרגיה שלהן לגבי הקצב והסיכויים לשימוש במקורות אנרגיה מתחדשים (RES).

התברר כי לא די בפיתוח אנרגיה נקייה רק במדינה משלו, כאשר מדינות שכנות ממשיכות לבנות ולהפעיל מתקנים גרעיניים, בדומה באמינות ליחידה הרביעית של תחנת הכוח הגרעינית בצ'רנוביל. יש צורך לשלב את המאמצים של מדענים ממדינות שונות בתחום הפיתוח של אנרגיה לא מסורתית.

המגמות השליליות בפיתוח האנרגיה המסורתית נובעות בעיקר מנוכחותם של שני גורמים - דלדול מהיר של משאבי טבע וזיהום סביבתי. לפי האו"ם, דלדול מרבצי הפחם צפוי בשנים 2082-2500.

טכנולוגיות אנרגיה מסורתיות מבטיחות מגבירות את יעילות השימוש באנרגיה, אך אינן משפרות את המצב הסביבתי: זיהום תרמי, כימי ורדיואקטיבי של הסביבה עלול להוביל לתוצאות קטסטרופליות

בהקשר זה, יש צורך לזהות הזדמנויות לשימוש רציונלי במשאבי אנרגיה מסורתיים, מחד, ופיתוח עבודה מדעית וטכנית על שימוש במקורות אנרגיה לא מסורתיים ומתחדשים, מאידך.

כל משאבי האנרגיה על פני כדור הארץ הם בסופו של דבר תוצרים של פעילות השמש. כמעט כל אנרגיה לא מסורתית היא המרה ושימוש באנרגיה סולארית בשיטות ישירות ועקיפות.

שיטות ישירות לשימוש באנרגיה סולארית מבוססות על הפיכת קרינת השמש לאנרגיה חשמלית או תרמית.

שיטות עקיפות מבוססות על שימוש באנרגיה קינטית ופוטנציאלית, הנובעת כתוצאה מאינטראקציה של קרינת השמש עם הגיאוספרה. פוטנציאל האנרגיה הגדול ביותר מאופיין באנרגיית רוח, אנרגיית נהרות, גאות ושפל ים, אנרגיית ביומסה

מספר מדינות זרות אימצו תוכניות לאומיות לפיתוח אנרגיה ממקורות לא מסורתיים, העבודה מתבצעת ביוזמת סוכנויות ממשלתיות, חברות פרטיות וניתנות הלוואות בריבית נמוכה.

ייצור אנרגיה באמצעות מקורות מתחדשים בשנת 1992 במדינות האיחוד האירופי מוצג בטבלה 1.

הגורמים השליליים בפיתוח האנרגיה המסורתית באוקראינה חריפים במיוחד ומוחרפים על ידי חוסר איזון בפיתוח מתחם האנרגיה, ולכן יש חשיבות מיוחדת לשימוש במקורות אנרגיה מתחדשים.

הצורך והאפשרות לפתח תחום אנרגיה זה נובעים מהסיבות הבאות:

מחסור במשאבי דלק ואנרגיה מסורתיים עבור אוקראינה;
חוסר איזון בפיתוח מתחם האנרגיה של אוקראינה, המתמקד בייצור משמעותי (עד 25 - 30%) בתחנות כוח גרעיניות בהיעדר ייצור של דלק גרעיני, סילוק ועיבוד פסולת, כמו גם ייצור עבור מודרניזציה של ציוד הפעלת תחנות כוח גרעיניות (כורים גרעיניים, ציוד דוודים וכו');
תנאים אקלימיים ומטאורולוגיים נוחים לשימוש בסוגים העיקריים של מקורות אנרגיה מתחדשים;
נוכחות של בסיס תעשייתי המתאים לייצור כמעט כל סוגי הציוד לאנרגיה לא מסורתית.

טבלה 1. הפקת אנרגיה באמצעות RES בשנת 1992 במדינות ה-EEC

	גיאותרמו	הידרו	רוּחַ	ביו	הליאו	אחרים
בלגיה	11,6	336,8	11,6	2830	0	3758
דנמרק	11,6	23,2	904,8	13990	34,8	0
צרפת	1798	68266	0	102451	174	2239
גרמניה	81,2	17272	34,8	38083	69,6	14164
איטליה	25160	42096	0	34486,8	81,2	4582

המשאבים של מקורות אנרגיה מתחדשים באוקראינה הם משמעותיים, השימוש היעיל בהם יכול להוות נתח משמעותי מאוד במגזר האנרגיה.

אז - כאשר משתמשים בהיקפי אנרגיה סבירים ממקורות מתחדשים ואפשרות להחליף בהם מוצרי נפט, היחס באחוזים של אנרגיה זו לכמות מוצרי הנפט הכוללת הנצרכת בשנה במדינה (300 מיליון טון דלק ייחוס בשנה) הוא 0,2% עבור ביוגז.

המיקום ומאפייני ההפעלה של תחנות כוח הפועלות מוצגים בטבלה 2.

טבלה 2. התקנות בסיסיות באוקראינה

№	שם	m3 פעיל	תוכנית m3
1	מחוז קייב	250
2	אזור ניז'ני נובגורוד קרים	425
3	אזור אלצ'בסק לוהנסק	1000
4	גלמזובו צ'רקסי	170	1500
5	צמח סומי פרונזה	300	1500
6	Zaporizhstal Zaporozhye	250
7	חוות עופות קייב	15
8	אזור אודסה	10

ביומסה היא מקור אנרגיה מתחדשת יעיל.

משאבי ביומסה בצורות שונות זמינים כמעט בכל האזורים, וכמעט בכל אחד מהם ניתן לארגן את העיבוד שלה לאנרגיה ולדלק.

ברמה הנוכחית, ביומסה יכולה לכסות 6-10% מסך צורכי האנרגיה של המדינות המתועשות.

כ-120 מיליארד טונות של חומר אורגני יבש נוצרים מדי שנה על פני כדור הארץ בעזרת פוטוסינתזה, שהיא אנרגיה שווה ערך ליותר מ-400 מיליארד טונות של נפט. השימוש בביומסה מתבצע בתחומים הבאים: בעירה ישירה, גיזוז, הפקת אלכוהול אתילי לדלק מנוע, הפקת ביוגז מפסולת חקלאית וביתית. ביומסה, בעיקר בצורת דלק עצים, היא מקור האנרגיה העיקרי של כ-2 מיליארד בני אדם. עבור רוב האנשים החיים באזורים כפריים של "העולם השלישי", הוא מייצג את מקור האנרגיה הזמין היחיד. ביומסה, כמקור אנרגיה, ממלאת תפקיד חשוב גם במדינות מפותחות. באופן כללי, ביומסה מספקת חלק שביעי מהדלק בעולם, ומבחינת כמות האנרגיה המתקבלת היא במקום השלישי יחד עם הגז הטבעי. ביומסה מייצרת פי 4 יותר אנרגיה מכוח גרעיני.

במדינות האיחוד האירופי, חלקה של אנרגיית ביומסה בשנת 1992 היה כ-55% מסך ייצור האנרגיה המתחדשת. השימוש היעיל ביותר באנרגיה ביומסה הוא בפורטוגל, צרפת, גרמניה, דנמרק, איטליה וספרד.

ב-T986 החליטה נציבות האיחוד האירופי לממן 153 פרויקטים לשימוש בביומסה ובפסולת. סכום המימון הסתכם ב-70,6 מיליון ECU.

מנהלת האיחוד האירופי השיקה תוכנית מחקר חדשה בת 4 שנים בתחום מקורות אנרגיה שאינם גרעיניים. למחקר על השימוש בביומסה הוקצו לשנתיים 2 מיליון דולר. ארה"ב. משאבי ביומסה באירופה בשנת 12 היו: דלק עץ - 2000, פסולת עץ - 75, פסולת חקלאית - 70, פסולת עירונית - 250 מיליון טון.

בנוסף, ביומסה שגדלה במטעי אנרגיה תספק 250 מיליון טון בשנה.

בהקשר לצורך לצמצם באופן דרסטי את ההשפעות המזיקות של כלי רכב על הסביבה, הופנתה תשומת הלב לשימוש בביומסה בתחום זה. כאן, הותוו מספר כיוונים להחלפת בנזין מסוכן לסביבה בדלק ידידותי לסביבה.

ברזיל פיתחה תוכנית לשימוש באתנול כדלק חלופי, המחליף עד 22% (בנפח) של בנזין.

אתנול מתקבל מעיבוד קנים שגדלו במיוחד. יותר מ-7% מהבנזין המוצע מכיל 10% תוסף אתנול ו-80% מציי המדינה הזו משתמשים בתוסף זה. לארה"ב יש גם תוכנית מרכזית להחלפת דלקי בנזין באתנול, המיוצר על ידי עיבוד עודפי תירס ודגנים אחרים.

השימוש באלכוהול כדלק זכה לתמיכה בחלק ממדינות אירופה, במיוחד בצרפת ובשוודיה. באוקראינה טרם נבחנה בעיית החלפת הבנזין באלכוהול. נבדקת האפשרות לגדל לפתית באזורים המזוהמים ביסודות רדיואקטיביים על מנת להשיג שמן לפתית ולהשתמש בו כדלק במנועי דיזל. רעיון זה מפותח כעת על ידי מומחים מאוקראינה וגרמניה.

באנרגיה לא מסורתית, מקום מיוחד תופס על ידי עיבוד ביומסה (פסולת חקלאית וביתית אורגנית) על ידי תסיסת מתאן להפקת ביוגז המכיל כ-70% מתאן ודשנים אורגניים מחוטאים. ניצול הביומסה בחקלאות חשוב ביותר, בה נצרכת כמות גדולה של דלק לצרכים טכנולוגיים שונים והצורך בדשנים איכותיים הולך וגדל כל העת. בסך הכל, כיום משתמשים או מפותחים בעולם כ-60 סוגים של טכנולוגיות ביו-גז.

ביוגז הוא תערובת של מתאן ופחמן דו חמצני, שנוצרת בכורים מיוחדים - מעכלים, מתוכננים ומבוקרים באופן שיבטיח שחרור מירבי של מתאן. האנרגיה המתקבלת משריפת ביוגז יכולה להגיע בין 60 ל-90% מזו שיש לחומר המקור. עם זאת, ביוגז מתקבל ממסה נוזלית המכילה 95% מים, כך שבפועל קשה לקבוע את התשואה. יתרון נוסף, וחשוב מאוד, בתהליך עיבוד ביומסה הוא שהפסולת שלו מכילה פחות פתוגנים משמעותית מחומר המקור.

הפקת ביוגז מוצדקת מבחינה כלכלית ועדיף בעיבוד זרם פסולת קבוע (שפכים ממשקי משק, משחטות, פסולת צמחית ועוד). עלות-תועלת טמונה בעובדה שאין צורך באיסוף ראשוני של פסולת, ארגון וניהול אספקתה; יחד עם זאת, ידוע כמה ומתי תתקבל הפסולת.

הפקת ביוגז, המתאפשרת במתקנים בגדלים שונים, יעילה במיוחד במתחמים אגרו-תעשייתיים, בהם ישנה אפשרות למחזור אקולוגי שלם. ביוגז משמש לתאורה, חימום, בישול, למנגנוני הנעה, הובלה ומחוללי חשמל.

בעיכול אנאירובי חומר אורגני מתפרק בהיעדר חמצן. תהליך זה כולל שני שלבים (איור 1). בשלב הראשון, פולימרים אורגניים מורכבים (סיבים, חלבונים, שומנים ועוד) בהשפעת קהילה טבעית של סוגים שונים של חיידקים אנאירוביים מתפרקים לתרכובות פשוטות יותר: חומצות שומן נדיפות, אלכוהולים נמוכים יותר, מימן ופחמן חד חמצני, אצטית ו חומצות פורמיות, מתיל אלכוהול. בשלב השני, חיידקים המייצרים מתאן הופכים חומצות אורגניות למתאן, פחמן דו חמצני ומים.

ביואנרגטיקה. סטטוס וסיכויים

איור 1 איור XNUMX ערכת עיכול חומר אורגני

אנאירובים ראשוניים מיוצגים על ידי קבוצות פיזיולוגיות שונות של חיידקים: הורסת תאים, תסיסת פחמן (כגון חיידקי חומצה בוטירית), אממוניפיציה (מפרק חלבונים, פפטידים, חומצות אמינו) חיידקים המפרקים שומנים וכו'. בשל הרכב זה, אנאירובים ראשוניים יכול להשתמש במגוון תרכובות אורגניות ממקור צמחי ובעלי חיים, שהוא אחד המאפיינים החשובים ביותר של קהילת המתאן. הקשר ההדוק בין קבוצות החיידקים הללו מספק יציבות תהליכית מספקת.

תסיסת מתאן מתרחשת בטמפרטורות בינוניות (מזופילית) וגבוהות (תרמופיליות). התפוקה הגבוהה ביותר מושגת עם תסיסת מתאן תרמופילית. המוזרות של קונסורציום המתאן מאפשרת להפוך את תהליך התסיסה לרציף. למהלך התקין של תהליך העיכול האנאירובי, נחוצים תנאים אופטימליים בכור: טמפרטורה, תנאים אנאירוביים, ריכוז מספיק של חומרים מזינים, טווח pH מקובל, והיעדר או ריכוז נמוך של חומרים רעילים.

הטמפרטורה משפיעה רבות על העיכול האנאירובי של חומרים אורגניים. התסיסה הטובה ביותר מתרחשת בטמפרטורה של 30-40 מעלות צלזיוס (פיתוח פלורת חיידקים מזופילית), וכן בטמפרטורה של 50-60 מעלות צלזיוס (פיתוח פלורה חיידקית תרמופילית). הבחירה במצב הפעלה מזופילי או תרמופיל מבוססת על ניתוח תנאי אקלים. אם נדרשות עלויות אנרגיה משמעותיות כדי לספק טמפרטורות תרמופיליות, אז ההפעלה של כורים בטמפרטורות מזופיליות תהיה יעילה יותר.

לצד תנאי הטמפרטורה, תהליך התסיסה של מתאן וכמות הביו-גז המופקת מושפעים מזמן עיבוד הפסולת.

בעת הפעלת כורים, יש צורך לשלוט על ערך ה-pH, שערכו האופטימלי הוא בטווח של 6,7-7,6. הרגולציה של מחוון זה מתבצעת על ידי הוספת סיד.

במהלך הפעילות הרגילה של הכור, הביוגז המתקבל מכיל 60-70% מתאן, 30-40% פחמן דו חמצני, כמות קטנה של מימן גופרתי, כמו גם זיהומים של מימן, אמוניה ותחמוצות חנקן. הכורים היעילים ביותר פועלים במצב תרמופילי ב-43-52 מעלות צלזיוס. עם משך טיפול בזבל של 3 ימים, התשואה של ביוגז במפעלים כאלה היא 4,5 ליטר לליטר של נפח שימושי של הכור. על מנת להעצים את תהליך עיכול זבל אנאירובי ושחרור ביוגז, מוסיפים למסה ההתחלתית זרזים אורגניים המשנים את היחס בין פחמן וחנקן במסה המותססת (יחס אופטימלי C/N=20/1 - 30/1 ). גלוקוז ותאית משמשים כזרזים כאלה. תכולת החנקן המשוערת והיחס בין תכולת הפחמן והחנקן בפסולת שונות לפי משקל יבש מוצגים בטבלה 3.

טבלה 3. תכולת חנקן ויחס C/N בפסולת שונות

סוג הפסולת	סה"כ תוכן N (%)	יחס C/N
חוות בעלי חיים
שתן	15-18	0,8
תערובת של פסולת משחטה	7-10	2,0
גללי ציפור	6,3
גללי כבשים	3,8
בשר חזיר	3,8
סוּס	2,3	25
דְמוּי שׁוֹר	1,8	18
פסולת צמחים
קש	1,1	48
פסולת פשתן	1,0	58
נסורת גולמית	0,25	208

לביו-גז המופק במהלך התסיסה יש ערך קלורי של 5340-6230 קק"ל/מ"ק (3+6,21 קוט"ש/מ"ק).

יש לבצע ערבוב נמרץ בתאי תסיסה למניעת היווצרות חומר צף בחלק העליון של השכבה. זה מאיץ מאוד את תהליך התסיסה ואת תפוקת הביוגז. ללא ערבוב, כדי להשיג את אותה פרודוקטיביות, יש להגדיל משמעותית את נפח הכורים. מכאן שהתוצאה היא עלויות גבוהות ועלייה בעלות ההתקנה.

הערבוב מתבצע:

מערבלים מכניים בצורות שונות או משאבות טבולות המונעות על ידי מנוע חשמלי,
חרירים הידראוליים עקב אנרגיית הסילון הנשאבת על ידי משאבת הזבל המותסס או המחזור,
לחץ עודף של ביו-גז עבר דרך מבעבע או צינור הממוקם בתחתית המפחית.

השאריות הנובעות מתהליך הפקת ביו-גז מכילות כמות משמעותית של חומרי הזנה וניתן להשתמש בה כדשן. הרכב השיירים המתקבלים מעיבוד אנאירובי של פסולת בעלי חיים תלוי בהרכב הכימי של חומר הזנה המוטען לכור. בתנאים נוחים לעיכול אנאירובי, כ-70% מהחומר האורגני מתפרק בדרך כלל, ו-30% נמצאים בשאריות.

היתרון העיקרי של עיכול אנאירובי הוא שכמעט כל החנקן הכלול בחומר הזנה נשמר בצורה אורגנית או אמוניום.

שיטת העיכול האנאירובית היא המתאימה ביותר לעיבוד פסולת בעלי חיים מנקודת מבט של היגיינה ושמירה על הסביבה, שכן היא מספקת את הטיהור הגדול ביותר של השאריות וסילוק מיקרואורגניזמים פתוגניים.

השלב הנוזלי של זבל לאחר עיבוד אנאירובי עומד בדרך כלל בדרישות לאיכות שפכים של רשויות הסביבה. המסה האורגנית הנוזלית המושקעת נכנסת למיכל המסה המותסס דרך תא הפריקה, ומשם היא נשאבת למיכלים, בעזרתם מורחים על השדות מסת זבל רגיל.

כמות הביוגז שניתן לבודד מפסולת חקלאית, שאריות ותערובות שונות בתנאי עיבוד אנאירוביים אופטימליים תלויה בכמות המצע, תנאי התהליך, הרכב החיידקים בכור וכו'. חלק מהנתונים מוצגים בטבלה 4.

טבלה 4. תפוקת מתאן (ביוגז) במהלך עיכול מתאן של פסולת חקלאית

פסולת אורגנית	תפוקת CH4, m3/kg חומר יבש	תוכן CH4 (%)
צואת טורקיה	0,640	62,0
פסולת חלב	0,625	82,0
זבל חזירים	0,580	77,5
צואת עוף	0,370	54,0
גללי שוורים + מלאס	0,300	48,0
גללי שוורים	0,290	56,2
פסולת ממגורות	0,250	84,0
גללי שוורים + קש	0,220	52,0
גללי פרה	0,208	55,0

כדי להגביר את התפוקה, מערבבים פסולת שונה (טבלה 5).

טבלה 5. עלייה בייצור ביו-גז בעת ערבוב פסולת שונה

בזבוז	הפקת ביוגז	עלייה בייצור (%)
בקר + זבל תרנגולות	0,634	6,0
גללי ציפור	0,617
זבל בקר + עוף + חזיר (1:0,5:0,5)	0,585	11,0
זבל חזירים	0,569
זבל בקר+ציפורים	0,528	6,0
זבל בקר + חזירים	0,510	7,0
זבל בקר	0,380
זבל בקר + יערות אורנים	0,363	5,0
יערות אורנים	0,277

ההערכה היא שהצורך השנתי בביוגז לחימום בניין מגורים הוא כ-45 מ"ר ל-2 מ"ר שטח מחיה, הצריכה היומית לחימום מים ל-1 ראשי בקר היא 2-100 מ"ר. צריכת ביו-גז בעת ייבוש חציר (5 טון) עם תכולת לחות של 6% היא 2 מ"ר, 1 טון תבואה - 40 מ"ר, לקבלת 100 קילוואט. h של חשמל - 2 + 1 מ"ר.

באוקראינה, רק מפעלי חזירים ועופות גדולים מייצרים מדי שנה יותר מ-3 מיליון טון של פסולת אורגנית במונחים של חומר יבש, שעיבודה יאפשר להשיג כמיליון טון של c.e. טון בצורת ביוגז, השווה ל-1 מיליארד קילוואט. h חשמל. בנוסף, יש באוקראינה כ-8 מיליון חוות משפחתיות ללא גז. הניסיון של מדינות שאינן מסופקות בגז טבעי (למשל סין) מלמד שמומלץ לגזוז אזורים כפריים מרוחקים בעזרת מתקני ביו קטנים הפועלים על פסולת אורגנית מחוות משפחתיות. לפיכך, הכנסת 2 מיליון מתקנים באוקראינה תאפשר להשיג כ-2 מיליארד מ"ר ביוגז בשנה. שזה שווה ערך ל-2 מיליארד קוט"ש. h של אנרגיה, ויספק לאחוזות משפחתיות דשנים אורגניים בכמות של 2 מיליון טון בשנה.

לפי נתוני 1990, המספר השנתי הממוצע של חזירים בחוות קיבוציות, חוות מדינה וחוות אחרות באוקראינה הסתכם בכמעט 20 מיליון ראשים; עבור בקר, נתון זה עלה על 25 מיליון, עבור כבשים ועיזים, בהתאמה, כ-9 מיליון, עבור ציפורים - כ-85 מיליון ראשים. כמות הזבל והזבל מבעלי חיים כאלה בשנה: מחזירים - 45 מיליון טון, מבקר - יותר מ-290 מיליון טון, כבשים ועיזים - 6 מיליון טון, עופות - כמעט 4 מיליון טון.

הניסיון ביצירת מפעלי ביו-גז מלמד שהמאפיינים העיצוביים והטכנולוגיים שלהם נקבעים על ידי גורמים שונים ובראש ובראשונה חומרי גלם, תכונותיהם ועיבודים קודמים.

במדינות רבות בעולם נוצרו, נבדקו והופעלו בהצלחה גם חווה קטנה וגם מפעלי תעשייה גדולים לעיבוד זבל לביוגז.

בגרמניה פועלים 60 מפעלי ביוגז חדשים לייצור ביוגז מפסולת בעלי חיים. עקב תסיסה של פסולת עם תכולת שאריות יבשות של 5 עד 15%, מתקבל ביוגז עם ערך קלורי של 5,6 עד 6,7 קוט"ש/מ"ר. צפיפות ביוגז - 2 גרם/מ"ר. ריכוז הנפץ שלו באוויר הוא בין 1,22 ל-2%. צריכת האנרגיה לצרכיו היא בין 19 ל-25% מהביוגז המיוצר. תקופת ההחזר היא 20 שנים.

קטרפילר מייצרת ES (מערכות כוח) עצמאיות המצוידות במנועי הצתת ניצוץ שיכולים להשתמש בביוגז שנוצר מפירוק פסולת במזבלות. בנורבגיה, הותקנה הראשונה מבין שתי תחנות כוח כאלה בהספק של 360 קילוואט. ה-ES הוא אוטומטי לחלוטין, ציוד המיתוג מסוגל לסנכרן את פעולת ה-ES עם רשת החשמל המקומית. הגז מסופק מ-36 בארות, בעומק 14 מ', החודרות לשכבת הפסולת של לפני עשרים שנה. זה מספק קצב זרימת ביוגז של 300 מ"ק לשעה. תכולת המתאן בביוגז היא 3-48%. בדרום מזרח אנגליה, שתי תחנות כוח ביוגז מספקות קיבולת משולבת של 57 קילוואט למפעל הידרו-עיבוד, מתוכם רק 1000 קילוואט משמשים לצרכי המפעל, כאשר 360 קילוואט הנותרים מוזנים לרשת הלאומית.

Blue Cirkle (בריטניה) מתכננת לייצר 7,5 MW של חשמל באמצעות ביוגז מ-3 מזבלות בדרום אנגליה.

במדינות מערב אירופה הושק ייצור סדרתי של מפעלי ביוגז מסוג זרימה. מפעל אחד כזה מעבד צואת ציפורים מ-10 תרנגולות מטילות, ומספק ייצור יומי ממוצע של 100 מ"ק ביוגז (3% מתאן), ומשתלם תוך 60 שנים כאשר סיגים מותססים משמשים כדשן אורגני.

בשוויץ, מפעל ביו-גז בעל קיבולת ממוצעת של 100 מ"ק ליום מעבד את הזבל של 3 פרות המוזנות לבור בגודל 30 מ"ק קבורה. מיכל גלילי בנפח 80 מ"ק, מכוסה בסרט פולימרי, משמש לתסיסת זבל ואחסון ביוגז. ביוגז משמש לייצור חשמל במתקן לחימום מים.

במקום מופעל גם מפעל ביוגז, שכל יחידותיו ממוקמות ישירות מתחת לחוות החזירים. הביוגז מאוחסן במיכל ומשמש במערכת החימום. התפוקה של מפעל ביוגז עם חיות מרעה בקיץ נמוכה פי שניים מאשר בחורף. במקביל, כשליש מהביוגז משמש לצרכיו הטכנולוגיים שלו, והיתר משמש לחימום מים וחימום החווה. 1 מ"ק ביוגז שווה ערך ל-3 ליטר מזוט.

לביוגז תכונות גבוהות נגד דפיקות והוא יכול לשמש כדלק מצוין למנועי בעירה פנימית עם הצתה מאולצת ולמנועי דיזל, מבלי לדרוש אבזור נוסף שלהם (יש צורך בהתאמה של מערכת הכוח בלבד).

בדיקות השוואתיות הראו שהצריכה הספציפית של סולר היא 220 גרם/קוט"ש של הספק מדורג, וזו של ביו-גז היא 0,4 מ"ק/קוט"ש. זה דורש כ-3 גרם/קוט"ש (מ.ב. - 300 גרם) של דלק התנעה (סולר המשמש כ"דלק" לביוגז). כתוצאה מכך, החיסכון בסולר הסתכם ב-300%. בעומס מנוע של 86% ומהירות מנוע של 40 סל"ד (עומס טרקטור ממוצע בשוויץ), צריכת הסולר היא 1400 גרם/קוט"ש, עם ביוגז היא 250 גר'/קוט"ש, בתוספת צריכת ביוגז 80, 9,6 מ"ק/קוט"ש, שמתאים ל- חיסכון של כמעט 3% בסולר.

ב-Wippachdelhausen (גרמניה), הופעל מפעל ביוגז מסוג אוניברסלי, המיועד לתסיסה של רחפנים ולעיבוד זבל בקר, חזירים ועוף. כור הביוגז פועל בטמפרטורה של 35 מעלות צלזיוס ולחץ של 2,0-5,0 kPa הן במצב רציף והן במצב אצווה.

באוקראינה, בזפורוז'יה KTISM, פותחה סט ציוד מסוג "קובוס" לעיכול אנאירובי של זבל. בכפר פועל מתקן כזה בנפח של 250 מ"ק. אזור גרבינקי קייב. היחידה בעלת קיבולת זבל של 3 מ"ק ליום נוסתה בחוות המדינה Rassvet באזור זפורוז'יה - ל- UkrNIIAgroproekt יש מפעלי פיילוט: בחוות העופות בקייב - בפעילות תקופתית של 10 מ"ק, בחוות רוסייה של צ'רקאסי. אזור - בנפח של 3 מ"ק. בחווה הבת של Sumy MNPO אותם. Frunze עבור 20 ראשי חזירים יש מפעל לעיבוד שפכים בנפח של 3 מ"ק.

מאפיינים טכניים, כלכליים ותפעוליים של חלק ממפעלי ביו-גז מוצגים בטבלה 7.

לפיתוח ביו-אנרגיה באוקראינה על מנת להשיג ביוגז ודשנים באיכות גבוהה, יש צורך ליצור מנגנון כלכלי הממריץ עבודה מדעית וטכנית בתחום זה, ייצור ויישום של ציוד מתאים.

טבלה 7. אינדיקטורים טכניים, כלכליים ותפעוליים של מפעלי ביו-גז

אינדקס	חוות המדינה "Ogre" לטביה	PH NPO על שם פרונזה	חוות חזירים פריאנוס
קיבולת m3	2 75 x	1 130 x	2 3260 x
סוג זבל, מספר ראשים	חזיר ללא מיטה 2500	חזיר ללא מיטה 3000	נגר זבל 50 אלף.
טמפרטורת תסיסה	54	54-55	38
עיבוד יומי	20 m3	30m3	400m3
תפוקת גז יומית	250-350 מ"ר	350 m3	6210 m3
זמן החזר	1,5	1,3	1,5

עכשיו אנחנו כבר יודעים שהפסולת האורגנית הנפוצה ביותר מחווה כפרית - זבל בעלי חיים, צמרות גינה, עשבים שוטים ושאר "חומרים אורגניים" - יכולה בתנאים מסוימים להפוך למקור לגז דליק נחוץ במשק הבית, המתאים לבישול. , חימום חדר והשגת מים חמים. בואו נקרא לזה ביוגז.

ביוגז, אם לא לגמרי, אז לפחות חלקית, יכול לענות על הצרכים של תושבי הכפר, בעלי קוטג'ים קיץ ומגרשי גן לדלק. בנוסף, בייצור ביוגז נעשה שימוש מלא בפסולת, וכתוצאה מכך, לא רק המצב הסניטרי של השטח משתפר, פתוגנים של מחלות זיהומיות נהרסים, האולמות הלא נעימים של צמחים נרקבים נעלמים, זרעי עשבים מתים, אלא גם נוצרים דשנים אורגניים באיכות גבוהה עם פוטנציאל חומוס מוגבר.

אבל כדי שכולם יוכלו לבנות את מפעל הביוגז הפשוט ביותר בחצר האחורית שלו במו ידיו, כדאי לקבל מושג לגבי המאפיינים העיקריים של הטכנולוגיה להפקת ביוגז מפסולת אורגנית, כמו גם הגורמים המשפיעים על ביצועים של מפעלי ביו-גז, והעיצובים של מפעלים אלה.

מחבר: שומין א.א.

ראה מאמרים אחרים סעיף מקורות אנרגיה חלופיים.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

סלבריטאים במודעות ג'אנק פוד 13.06.2016

מחקר שנערך על ידי מומחי NYU Langone Medical Center מצא שרוב המזונות והמשקאות שעמם מתמודדים מוזיקאים פופולריים בפרסום אינם בריאים - ומעל לכל, בריאותם של בני נוער, המעריצים העיקריים של כוכבי פופ. לדברי חוקרים, מצב זה תורם במידה רבה להתפתחות השמנת יתר בילדות ובני נוער.

לרוב, מוזיקאים פופולריים בקרב בני נוער מפרסמים משקאות מוגזים מתוקים, מזון מהיר וממתקים שונים, כך גילו המחברים לאחר ניתוח מסרים פרסומיים. הם העריכו את הפופולריות של מוזיקאים באמצעות מצעדים שונים, כולל אלה המבוססים על דעותיהם של בני נוער, כמו פרס בחירת העשרה. לאחר מכן, המדענים קשרו זאת עם מספר הצפיות בסרטונים ביוטיוב, שבהם המוזיקאים מפרסמים אוכל ומשקאות. בנוסף, באמצעות מאגר מידע מיוחד, הם מצאו את כל הפרסומות בהשתתפות כוכבים לתקופה 2000-2014, שהופיעו בטלוויזיה, במגזינים וברדיו, וערכו רשימה של קונצרטים בחסות יצרני משקאות ומזון.

החוקרים גילו ש-65 כוכבי פופ קשורים לפרסומות של 57 מאכלים ומשקאות שונים. עבור כל אחד מהמוצרים הללו, הם מצאו מידע על ערכו התזונתי. התברר כי 81% מהם מוגדרים כעניים ברכיבי תזונה, משקאות היו לרוב בקטגוריה של מתוק מאוד, עם עודף סוכר.

חברות משקאות ומזון מוציאות כמויות אדירות של כסף על פרסום המכוון לקהל בני נוער. וכוכבים נופלים בו הופכים את הפרסומת הזו לפופולרית בקרב בני נוער. התשוקה הקשורה לגיל לחקות אלילים מובילה להרגלי אכילה לא בריאים, המשפיעים על בריאותם של צעירים, מזהירים מדענים וקוראים לאימוץ כל תקנות בתחום זה.

עוד חדשות מעניינות:

▪ טיסה במהירות של 68 טרה-ביטומטר לשנייה

▪ שבבים מסדרת Toshiba TC3567x התומכים ב-Bluetooth 4.1 LE

▪ מודול רדיו מיניאטורי 868MHz עם אנטנה מובנית

▪ שנאי על שמן צמחי

▪ שקיות תה מסוכנות לבני אדם

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של אתר וידאו אמנות. בחירת מאמרים

▪ מאמר ברונזה. היסטוריה של המצאות וייצור

▪ מאמר מדוע הנפיקה בולגריה מטבע 1,95583 לב? תשובה מפורטת

▪ מאמר פריסקופ לנראות מכל עבר. מעבדת מדע לילדים

▪ מאמר מאריך לשלט רחוק. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר רוכב על חבית. ניסוי פיזי

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר