Существует немало источников энергии, которые могут быть альтернативой ископаемому топливу. Одним из таких ресурсов является биогаз.

Биогаз образуется в результате разложения органических материалов без доступа кислорода. В настоящее время сельское и коммунальное хозяйство производит огромное количество органических отходов, которые не могут быть использованы в качестве энергоресурса непосредственно, т.е. обычным сжиганием. Однако подобные материалы при определённых условиях могут быть подвержены микробиологическому воздействию, в результате чего можно получать биогаз.

СПРАВКА

Биогаз представляет собой смесь газов, основным компонентом которой является метан. Его доля в этой смеси может составлять от 30 до 80%. Метан является самой ценной частью биогаза, так как горит именно он. Чем меньший доступ кислорода имеет место при разложении органики, тем больший выход метана получается. Вторым основным компонентом этой смеси является углекислый газ (СО2). Его содержание может составлять от 60 до 30% и, наоборот, увеличивается при кислородном разложении. Остальными компонентами биогаза являются сероводород, аммиак, азот, кислород и др.

Важно отметить, что и метан, и углекислый газ относятся к категории парниковых газов, которые способствуют климатическим изменениям на планете. Конечно, в количественном соотношении основным парниковым газом считается газ углекислый, однако по способности создавать парниковый эффект метан превосходит его в несколько раз.

Наиболее подходящим сырьём для получения биогаза является навоз сельскохозяйственных животных. Именно поэтому технология получения этого энергоносителя в первую очередь приемлема для крупных животноводческих комплексов. Но в качестве сырья для получения биогаза также могут использоваться трудносжигаемые растительные материалы: сырая ботва, некондиционная продукция, отходы спиртового брожения.

Если описать схематически биогазовую установку, то она представляет собой герметичную ёмкость или помещение, называемое метантенком. В эту ёмкость осу­ществляется подача сырья, удаление отработанного материала (который является высококачественным органическим удобрением), и создаётся система отвода образующегося биогаза. Но на деле технология, конечно же, сложнее. Например, микробиологические процессы в органических материалах начинаются при температурах 40-50⁰С. И хотя разложение органики приводит к самонагреванию всей этой массы до 70⁰С, в то же время для запуска этого процесса необходим обогрев. Поэтому обычно какая-то часть получаемого энергоносителя идёт на систему обогрева метантенка для поддержания опти­мального температурного режима разложения органической массы. А для равномерного процесса разложения, органическая масса нуждается в систематическом перемешивании, что тоже требует соответствующего оборудования.

В целом эффективность производства биогаза во многом зависит от объёма метантенка. Чем большая масса органики разлагается, тем выше эффективность. Это не означает, что биогазовые установки не могут быть использованы в частных домовладениях. Однако здесь может возникнуть вопрос сырья. Дело в том, что для более-менее эффективного процесса получения биогаза объём метантенка должен составлять хотя бы 4-5 куб.м. Промышленное оборудование для этого дела весьма дорогое, а в кустарных условиях создать эффективную биогазовую установку не просто. Хотя, голь на выдумки хитра. Например, в качестве метантенков используют ямы, покрытые воздухонепроницаемой плёнкой.

Мини-биогазовые установки для дач и небольших фермерских хозяйств. Продажа, установка, чертежи для сборки своими руками

В качестве источника биогаза могут использоваться и городские коммунальные стоки. Это одно из наиболее перспективных направлений. Здесь можно использовать крупное промышленное оборудование, специальные штаммы метансинтезирующих бактерий, регулировать условия выделения газа и т.д. Однако реализация этого направления в Украине затруднена тем, что бытовые коммунальные стоки часто не отделяются от стоков промышленных, а это значительно снижает потенциал отходов как сырья для получения биогаза.

В последнее время внедряются технологии по добыче биогаза с  законсервированных свалок ТБО. При соблюдении технологии утилизации полигон ТБО покрывается слоем глины, который служит в таком случае воздухоизолирующим слоем. В результате этого в толще бытовых отходов начинается постепенное анаэробное (т.е. без доступа кислорода) разложение органических веществ. Далее добыча биогаза чем-то напоминает добычу газа природного. Производится бурение скважин и с помощью специальных трубопроводов и газосборников осуществляется его добыча. Если толщина слоя ТБО составляет от 8 м и выше, то используется система вертикальных трубопроводов, если толща мусора ниже этого показателя, то внедрение труб осуществляется горизонтально.

Биогаз может быть неплохой альтернативой невозобновляемым источникам энергии. Однако к данной технологии нужно подходить без фанатизма. Ведь она имеет свои недостатки и не может быть исключительной панацеей для решения глобальных энергетических задач. Однако производство биогаза представляет одну из составляющих комплексного подхода по получению альтернативной энергии, наряду с ветровой, солнечной и др. её видами. Поэтому успех применения биогаза во многом определяется теми условиями, в которых она применяется. Так, в холодных регионах эта технология будет иметь небольшую эффективность, так как значительное количество получаемой энергии будет идти на обогрев самого метантенка. В регионах с тёплым климатом или в теплое время года, наоборот, данная технология может быть достаточно эффективной.

Кстати, в таких странах как Индия и Китай технология получения биогаза применяется уже не первое десятилетие, в том числе и в крестьянских хозяйствах. Нетрудно догадаться, что успешному развитию этой технологии в названных странах способствует жаркий климат. Биогаз по своим качествам уступает природному ископаемому газу в связи с наличием негорючих примесей, того же углекислого газа. Особенно данная проблема присуща биогазу, получаемому с полигонов ТБО. В отличие от регулируемого метантенка, на свалке невозможно создать оптимальные контролируемые условия для разложения органики. Поэтому процент углекислого газа и водяного пара иногда может составлять более половины в получаемом объёме биогаза. Разумеется, в таком случае применяются технологии очистки, однако всё это ведёт к снижению эффективности и рентабельности добычи энергоносителя. Относительно экологичности можно сказать, что сжигание биогаза приводит к превращению метана в углекислый газ, который, как уже сказано выше, имеет меньшую способность к созданию парникового эффекта, тем более что такой СО₂ относится к естественному кругообороту углекислого газа в природе.

Но, в то же время, соблазн получения биогаза может приводить не только к росту поголовья скота, но и концентрации животноводческого производства, что и в первом, и во втором случае является негативным экологическим фактором. Уже сейчас некоторые эксперты высказываются относительно того, что со временем содержание скота для получения навоза и биогаза может оказаться коммерчески более выгодным, чем для получения молока или мяса. Пока это звучит фантастически, однако рынок энергоресурсов способен преподносить разные сюрпризы. Поэтому всегда нужно помнить и учитывать тот факт, что любая альтернативная и экологичная технология без глобального сокращения потребления превращается в монстра, разрушающего природу.

Отзывы на статью можно прислать на ecologist@ukr.net

Алексей Бурковский

Сегодня буду краток. Прошел год с момента, когда Кабмин «выдал на гора» целый пакет распоряжений, направленных на повышение энергоэффективности украинской экономики и формирование сознательного отношения к потреблению энергоресурсов. Целый год мы с Вами работали, чтобы увеличить эффективность использования энергетических ресурсов, участвовали в выставках и конференциях, публиковали статьи и пропагандировали идеи энергосбережения с телеэкранов. И что же в итоге?

Де жа вю… Кабмин в конце ноября принимает распоряжение № 1425, которое почти полностью повторяет октябрьское распоряжение 2008 года. И вновь «подтверждает», что будем проводить ежегодную выставку «Энергоэффективность», информационную кампанию в СМИ, неделю энергоэффективности и т.д и т.п. Правда, в последнем пункте делает целый шаг вперед, обязуя внедрить в школах новую дисциплину «Энергоэффективность» (не внедрили за год факультативный курс, замахнемся на новую дисциплину!).

Единственное, что радует, это неизменность курса. И то, что мы с Вами все делаем правильно! В том числе, «пробивая стену» одесских органов образования, которым мы безрезультатно предлагали разработать и внедрить факультатив в старших классах (в пилотном варианте мы предлагали провести его абсолютно бесплатно силами наших сотрудников и партнеров), проводя «агитационные» программы на ТВ, регулярно публикуя статьи о пользе и выгодах энергосбережения. И, конечно же, реализуя конкретные проекты по внедрению новых энергоэффективных технологий и оборудования.

А в отдельных деталях Кабмин за год успел разобраться. Что и подтвердил распоряжением № 1422, вносящим некоторые изменения в принятую концепцию Программы энергоэффективности. И не беда, что этим распоряжением все сроки по разработке программы сдвинуты на год. Мы, как обычно, все успеем. Да и куда спешить? Правда?

Надеюсь, что Вы простите мне некоторую иронию и горечь в вышеизложенном. Просто опять понимаешь, что движение вперед можем обеспечить только мы с Вами. И что реальная энергобезопасность страны формируется совсем не распоряжениями и постановлениями, а конкретными действиями и проектами на местах – на каждом предприятии, в каждой квартире…

С уважением, искренне Ваш Сергей Головский,
председатель правления ОО «Комитет энергосбережения и экологии» (ЭНЭКО).

Сайт «Народные ветряки» проводит конкурс на лучшее стихотворное изложение целей сайта. Примите участие!

Есть призы:

- за первое место победитель получит фонарик, работающий на солнечной энергии, а также дополнительную (к уже существующей 25%) скидку 9% на приобретение чертежей или готового ветряка «Ветронет»;
- второй победитель будет награждён фонариком, работающим от встроенной динамомашины, с радио и мини-сиреной;
- тот, кто окажется на третьем месте, получит набор из 5-ти энергосберегающих ламп.

Многие работы радуют своей оригинальностью

О чем шумишь ты, вентилятор?
О чем свистишь ты, пылесос?
О чем вибрируешь, вибратор?
Чего ты там сосешь, насос?

Пока вы кормитесь от нефти,
Мне легче дышится в лесу.
Лежу в траве. Молчу. И слышу
Как волосы растут в носу.

* * *

Мы деньгами не сорим
Электричеством своим
Чайник, комп, микроволновку
Обеспечиваем ловко.

Не так сложно оказалось
Поднапрячься саму малость –
Горэнерго нах послать
И ветряк себе достать

Нет теперь счетов дурацких
Ни походов в кассу адских
Есть ветряк – и нет напастей.
Электрическое счастье!

* * *

В течение трех лет мне пришлось жить в загородном доме без централизованного электроснабжения и за это время удалось наладить автономную энергетическую систему, которая позволяет жить и работать семье в любое время года.

В современной жизни многие стремятся построить загородные дома и по возможности проводить там больше времени. При этом энергетика пригородов развивается слабо, оборудование в сильно изношенном состоянии, провода воруют, отключения на неопределенный срок (как правило тогда, кода больше всего нужно) стали привычным явлением.

Прогноз развития ситуации скорее всего пессимистический – ситуация будет только ухудшаться, а электроэнергия дорожать??? Тем, кто не хочет ждать «у моря погоды», обращен этот материал и надежда найти единомышленников. Вот некоторые соображения и описание достигнутого.

Задача автономного электроснабжения может решаться двумя принципиально разными способами:
1) установка постоянно (когда это необходимо) работающей электростанции, которая обеспечивает все потребности в электричестве;
2) создание комплексной системы электропитания, которая может в себя включать и электростанцию, но работающую только тогда, когда нужна большая мощность или другие источники энергии исчерпаны.

Первый способ обладает тем преимуществом, что позволяет не решать множество задач и дает возможность пользоваться стандартными техническими решениями, но имеет несколько противопоказаний:
- необходима электростанция, имеющая большой моторесурс, малый расход топлива, предназначенная для круглосуточной эксплуатации в необслуживаемом режиме, не создающая радио помех, шума и вибраций, а следовательно дорогая (правда некоторые из этих проблем можно свести на нет своими силами);
- необходимо хранилище топлива и при том пожаробезопасное;
- для установки электростанции нужно специальное помещение, позволяющее отчасти скрыть недостатки доступных электростанций т.е. имеющее хороший фундамент, толстые стены, вытяжную вентиляцию, уходящую в небо выхлопную трубу;
- для устранения неприятных запахов желательно установить достаточно высокую выхлопную трубу, но у нее при эксплуатации в зимнее время возникнет проблема, состоящая в том, что большая часть трубы не будет прогреваться выше точки росы и как следствие после остановки электростанции собравшая в трубе вода будет замерзать и закрывать трубу. Эту проблему можно решить, установив у нижней точки трубы сливной кран с которого спускать конденсат перед выключением электростанции или (и) обеспечив теплоизоляцию всей трубы.

Снизить расходы на топливо можно переведя электростанцию с жидкого топлива на газообразное, что одновременно снизит токсичность выхлопных газов, но этот способ применим только для четырехтактных двигателей.

Все перечисленные соображения были использованы при установке электростанции АБ-4, которая во многом уступает импортным, но имеет и крупные преимущества : дешевизна, нетребовательность к условиям эксплуатации, большой моторесурс, доступные запчасти – в её основе используется двигатель ( вернее его 1/2 часть ) от 30 – сильного «Запорожца». На АБ-4 легко монтируется автомобильный стартер и АКБ, в результате чего получается удобная электростанция, которую может завести и ребенок. АБ-4 была установлена в пристройке к гаражу и часть охлаждающего потока воздуха ( у неё воздушное охлаждение) в зимнее время подается в гараж. Выхлопная труба 3/4″ соединена с электростанцией отрезком гофрированной трубы из нержавейки, а перед трубой на стене помещения смонтирован автомобильный глушитель. В качестве топлива используется газ пропан в баллонах по 50 л. Мощности АБ-4 вполне достаточно для работы любых электроинструментов, включая электросварку. Но используется она не постоянно т.к. при всех ухищрениях уровень шума все -же заметен в особенности вечером летом, а зимой, когда окна и двери закрыты в доме ничего не слышно. Кроме того на самом деле постоянно такая мощность не нужна, а использование электростанции практически на холостом ходу очень непрактично – износ все равно идет и кпд стремится к нулю. Поэтому мной был реализован более сложный вариант, соответствующий второму способу.

Для начала были подвергнуты сомнению некоторые сложившиеся стереотипы:

Ток должен быть переменным. Это утверждение навязано производителями электрооборудования во времена, когда единственным способом изменить напряжение был использование трансформатора. Сейчас, когда большинство устройств имеет бестрансформаторные блоки питания им все равно постоянным током их питают или переменным. Простейший способ проверить годится ли Ваше устройство на питание постоянным током – убедиться в наличие автовольтажа или спросить у специалиста. Естественно для постоянного тока прекрасно подходят все лампы накаливания, электронагревательные приборы и устройства с коллекторными двигателями. Внимательно ознакомившись с имеющейся бытовой техникой, вы убедитесь, что проблемы возникают только с асинхронными двигателями, лампами дневного света, телевизорами (в части системы размагничивания кинескопа ) и холодильниками.

Все эти проблемы преодолимы. И поэтому, у себя в доме я проложил две электросети: постоянного и переменного тока. Обе напряжением 220 вольт. В результате чего все освещение и те устройства, которые удалость приспособить для постоянного тока подключены к первой, а остальные ко второй и работают только при наличии переменного напряжения т.е. когда работает электростанция. Такая схема позволила использовать для запасания электроэнергии аккумуляторные батареи 12 в 7 а/ч из числа применяемых в устройствах гарантированного электропитания компьютеров. Их установлено два комплекта по 17 шт. АКБ данного типа являются необслуживаемыми, герметичными, не боящимися полного разряда и замерзания. Они развивают ток до 30 ампер, что при 220 вольтах дает весьма солидную мощность. Запасенной в них электроэнергии мне хватает при разумной экономии на пару суток. Но все же я предпочитаю раз в сутки заводить электростанцию на два-три часа и подзаряжать АКБ. Одновременно можно выполнять множество работ для которых нужен переменный ток.

Второе заблуждение, что холодильник должен быть обязательно электрическим. На самом деле в СССР даже серийно выпускались холодильники питающиеся бытовым газом пропаном. На их основе делались и электрические холодильники абсорбционного типа : «Морозко», «Иней», «Ладога» и т.д. Вся разница состояла в том, что вместо миниатюрной горелки устанавливался электронагреватель. Если взять такой холодильник, вынуть из него нагревательный элемент, поставить запальник от водогрея и вытяжную трубу вывести через отверстие, где установлен переключатель режимов, то получится отличный газовый холодильник, расходующий около одного 50 л баллона пропана на два месяца непрерывной работы. Естественно нужно вытяжную трубу вывести на улицу и соблюдать другие меры противопожарной безопасности.

Использование преобразователей постоянного напряжения в переменное – инверторов для питания всей сети переменным током приносит больше проблем, чем удовольствия. Это связано с тем, что выпускаемые сейчас инверторы выполнены, как правило с повышением напряжения с 12/24 вольт до 220. Следовательно запасать энергию придется в автомобильных АКБ со всеми их недостатками. Такие инверторы на достаточную мощность крайне дороги и не выносят работы на произвольную нагрузку ( например холодильник), кроме того, что бы не писали в рекламных проспектах на их выходе не синусоидальное напряжение, а прямоугольные импульсы, к которым многие электромоторы относятся очень плохо. И само главное – в условиях сельской местности в зоне неуверенного телевизионного приема даже незначительный уровень помех, создаваемый инвертором, лишает Вас возможности смотреть телевизор ( и всех ваших соседей ). Поэтому мне пришлось отказаться от использования инверторов везде, где это возможно и если иначе никак то устанавливать самодельные бестрансформаторные инверторы 220 – 220 работающие на одну конкретную нагрузку, а не на всю сеть. Они получаются недорогие и не создающие помех.

Система размагничивания кинескопа в современных телевизорах и мониторах компьютеров ежедневно не нужна. Эти приборы, как и сами компьютеры прекрасно работают от постоянного тока, а петлю размагничивания надо отключить поставив дополнительные тумблер. Его можно включать, когда телевизор питается переменным током и выключать при постоянном.

Чтобы получить окончательное представление о созданной системе её надо дополнить ветрогенератором и солнечной батареей. Правда эти части в большей степени требуют доработки, но свою функцию все же выполняют.

Ветрогенератор заряжает АКБ круглосуточно (когда есть ветер). Так что к выходным АКБ полностью заряжена. Ветрогенератор изготовлен полностью самостоятельно т. к. все, что предлагается несет в себе стремление к гигантизму и плохо приспособлено к жизни.

Поэтому ветроколесо выполнено карусельного типа из стеклопласта на эпоксидной смоле и размеры его невелики – 1*1,5 м . Такое колесо по силам изготовить и установить любому технически подготовленному человеку. Оно не создает переотражений радиосигналов и шума. Место установки – конек крыши – наименее доступно для посторонних и наиболее доступно для ветра. В перспективе колес будет несколько, стоящих радом. Малые размеры колеса определяют его невысокую мощность, но и малую ветровую нагрузку на стропила и отсутствие вибраций. Конечно снимаемая с колеса мощность невелика – в среднем около 30 Вт, но это в среднем – мощность зависит от куба скорости ветра. В два раза больше скорость ветра – в восемь раз больше мощность. И не надо забывать, что генератор используется не для питания, а только для зарядки АКБ. В качестве генератора используется переделанный генератор автомобиля у которого вместо обмотки возбуждения установлены постоянные магниты, а статорная обмотка перемотана тонким проводом. Это дает возможность получать приемлимый КПД т.к. не расходуется весьма значительная мощность на возбуждение. Получаемое сильно меняющееся от скорости вера напряжение выпрямляется и преобразуется к напряжению 220 вольт. Ветроколесо соединено с генератором повышающим редуктором 1:5 и это большой недостаток. Хотелось бы переделать генератор, установив в нем более мощные «редкоземельные» магниты и желательно увеличив число полюсов, тогда можно получить более высокий КПД и эффективную работу при очень малых ветрах без редуктора.

Солнечная батарея может хорошо дополнять ветрогенератор для тех же целей, но с ней все те же проблемы: то что предлагают очень дорого и имеет низкое напряжение. Эксперименты с 12 вольтовой маломощной батареей показали, что при безоблачном небе можно рассчитывать на на 12 вольт 0,1 ампера, что вполне достаточно, если установить 20 шт. таких батарей, но где их взять по разумной с точки зрения покупателя цене?

Изложенные соображения и результаты экспериментов показывают, что с теми или иными сложностями задача решается даже в кустарных условиях, надо только оторваться от традиционных представлений. Конечно это не серийные образцы, но работу свою выполняют ужу не один год.

В заключение хочу напомнить, что по мнению большого числа независимых экспертов и моему тоже, ситуация в энергетике будет постоянно усложняться и доля автономии ни кому не вредила.

Олег Игоревич Васильков

Впервые в Украине этой осенью пройдет международная выставка и конференция, посвященная возобновляемым источникам энергии, «RENEXPO Восточная Европа / Альтернативная энергетика». Организаторы события — ведущие выставочные компании «Евроиндекс» (Украина) и «REECO» (Германия). Мероприятие пройдет 3-5 ноября в столичном выставочном центре «КиевЭкспоПлаза», сообщает ЛІГА.net.

В Украине сегодня нет комплексного события, посвященного альтернативной энергетике. Молодой рынок нуждается в едином мероприятии, которое бы объединило возможности демонстрации оборудования и новинок, поиска партнеров, обмена опытом и обучения на конференциях и семинарах. Как отмечает Валерий Пекар, президент компании «Евроиндекс»: «Сегодня Украина стоит перед необходимостью создания реальной системы внедрения альтернативной энергетики, создания ее политического и научно-технологичного лобби, широкой общественной поддержки этих идей. Именно поэтому уже в этом году было принято решение организовать выставку и конференцию по альтернативной энергетике «RENEXPO Восточная Европа / Альтернативная энергетика», опираясь на положительный европейский опыт».

Развитие рынка альтернативной энергетики открывает ряд перспектив для Украины в целом. С политической точки зрения, это более высокий уровень независимости государства. Для экономики — это, во-первых, возможность получения более дешевой электроэнергии и тепла. Во-вторых, благодаря внедрению новых технологий в стране создаются дополнительные рабочие места. В-третьих, открывается возможность привлечения иностранных инвестиций: «Одна станция по выработке ветряной энергии примерно на 50 установок имеет инвестиционный объем от 150 до 200 млн. евро, что говорит о высоком потенциале для страны», — комментирует Георг Рём, директор компании «REECO» (Германия). И последние в списке, но равнозначные по важности — огромные перспективы в области экологии. Колоссальное преимущество альтернативной энергетики в том, что нет никаких вредных отходов. Нет СО2 — нет парникового эффекта.

«RENEXPO Восточная Европа / Альтернативная энергетика» представит мировые современные технологии, инновационные разработки и оборудование в области солнечной энергетики, ветроэнергетики, гидроэнергетики, геотермальной энергетики, а также тепловые насосы, когенерационные и тригенерационные энергоустановки, технологии и оборудование для получения альтернативных моторных топлив, твердого биотоплива, биогаза, энергосберегающие технологии в строительстве.

Организаторы выставки и конференции «RENEXPO Восточная Европа / Альтернативная энергетика» являются гарантами ее успешности. Компания «REECO» — ведущий в мире организатор выставок, форумов и конгрессов по альтернативной энергетике, которые на протяжении десяти лет проходят в Австрии, Венгрии, Германии и Румынии. Выставочная компания «Евроиндекс» — организатор более двадцати ежегодных международных и национальных выставок, среди которых — крупнейшая в Украине выставка энергетики и энергосбережения elcomUkraine.

Этой осенью у представителей украинского и зарубежного рынка альтернативной энергетики появится удобная площадка для обмена опытом, установления партнерских отношений, а также решения насущных проблем, препятствующих развитию перспективной и стратегической отрасли. «Являясь опытным организатором выставок, мы находимся в постоянном контакте с рынком и учитываем его тенденции и потребности. Постоянное сотрудничество с зарубежными партнерами, присутствие международных и отечественных компаний, а также гибкая ценовая политика позволят не только комплексно представить рынок, но и сделать участие в выставке максимально эффективным», — отметил Владимир Шмуклер, директор компании «Евроиндекс».