Ничто не потеряно, ничего не создано, всё преобразилось! Эта цитата Антуана Лавуазье идеально подходит для иллюстрации принципа биогаза, который заключается в использовании ферментации органических отходов для создания биометана, природного газа. Но возможно ли производство биогаза в масштабах дома? Как это сделать? Для каких бытовых нужд можно использовать этот газ? Это безопасно?
Зачем производить биогаз?
развитие биогазового сектора во Франции является одной из новых задач правительства (национальный план действий по возобновляемым источникам энергии, директива 2009/28/EC).
Производство этого «зеленого газа» имеет 3 основных преимущества для окружающей среды:
- Биогазсокращает количество отходов, превращая их вэнергиюи внатуральное удобрение(дигестат). Позволяет восстанавливать и перерабатывать сельскохозяйственные отходы (пожнивные остатки, навоз и т. д.), промышленные отходы (скотобойни, молочные заводы и т. д.), зеленые отходы, осадки очистных сооружений и бытовые отходы.
- Получаемая энергия используется для отопления и горячего водоснабжения (котел на биомассе, плита или газовая плита), электричества (когенерационный котел или генератор) и биотоплива.
- Биогаз - это возобновляемая энергия, которая заменяетископаемые источники энергии (городской газ, бутан, пропан или мазут). Таким образом, это помогает сократить выбросы парниковых газов (ПГ).
Полезно знать: Установка метанизации, перерабатывающая 15 000 тонн отходов в год, может снабжать топливом 60 городских автобусов, обеспечивать отопление 700 домов и производить электроэнергию для 1300 домов. (1)
Что такое биогаз?
Биогаз являетсявозобновляемым источником энергии, получаемым в результатеразложения отходов Принцип так называемой «метанизации» близок к принципу компостирования , с той разницей, что органика находится в анаэробной среде (без кислорода).
Производство биогаза происходит в 3 этапа:
- Шаг 1: отходы измельчаются и хранятся в герметичном резервуаре (так называемом варочном котле или метанизаторе);
- Шаг 2: бактерии разлагают гниющие продукты, превращая белки, липиды и полисахариды в жирные кислоты, аминокислоты и пептиды, затем в уксусную кислоту, затем в метан и углекислый газ;
- Шаг 3: Биогаз, содержащий углекислый газ (CO2), очищается для повышения эффективности его сгорания. Так получается биометан, который будет закачиваться в общественную сеть природного газа.
Полезно знать: остаточный материал, не переваренный микроорганизмами, восстанавливается и используется повторно, поскольку он представляет собой отличноенатуральное удобрение (дигестат).
Какие отходы следует использовать для производства домашнего биогаза?
Домашний биогаз можно получить из:
- Органические пищевые отходы (овощи, фрукты, масла в небольших количествах и т.д.);
- Органические отходы непищевые отходы (навоз животных, сухие туалетные отходы и т.д.);
- Растительные отходы (живая изгородь, скошенная трава, листья и т. д.).
Желательно отдавать предпочтение органическим отходам, которые по мере разложения становятся мягкими и жидкими длябиодигестера(метанизатор), а также сухих и древесных отходов (щепы, корней, ветвей) и т. д.) длякомпостера.
Полезно знать: Для получения качественного продукта, помимо метана, биогаз должен содержать углерод и немного азота (от 3 до 4%).
Как сделать домашний биогаз?
Производство биогаза доступно любому хорошему домашнему мастеру. Основная трудность при изготовлении биореактора заключается в обеспечении идеальной герметизациирезервуараигазового контура.
Бытовые метантенки
Для производства домашнего биогаза возможны два решения:
- Метанизатор непрерывного действия. Он ежедневно питается бытовыми отходами и производит газ и удобрениякаждый день. Органику необходимо предварительно измельчить, чтобы она стала более жидкой и вязкой. Следует избегать волокон.
- Метановый варочный котел периодического действия Органические материалы, которые могут быть волокнистыми и сухими, сразу в больших количествах высыпаются в герметичные бочки. Таким образом, производство биогаза обеспечивается на период от 2 до 6 месяцев, в зависимости от размера резервуаров.
При температуре ниже 15 градусов бактерии зимуют. Выше 60 градусов они нейтрализуются. Таким образом,идеальная температура внутри метанизатора составляет от 40 до 60 градусов. Вот почему хорошая изоляция резервуара имеет важное значение. Также можно добавлять горячий кулинарный сок или использовать электрическое сопротивление.
Аналогично, чтобы ускоритьпроцесс брожения, полезно добавить смесь воды (или мочи) и коровьего навоза (или сухих туалетных отходов).
Сделать метанизатор непрерывного действия
Есть много способов сделать домашний биогазовый реактор:
- Gaziniere с инжекторами, адаптированными для биометанового газа;
- Компрессор газ для хранения биогаза под давлением 10 мбар;
- Пластиковый контейнер на 60 литров, служащий варочным котлом;
- Электрическое сопротивление для поддержания правильной температуры при хранении отходов;
- Нанометр для контроля давления;
- Резервуар для хранения (или гибкий резервуар);
- Бак для воды на 150 литров;
- Фильтры для воды и фильтр с глиняными шариками, очень важный для фильтрации сероводорода (H2S), который является бесцветным и смертоносным газом;
- Трубы и газовые трубки ПВХ;
- Фитинги, клапаны и аксессуары (переходники, заглушки, втулки, манжеты и т.д.);
- Клей, герметик, съемник
Планы и инструкции по биогестеру доступны на веб-сайте Low-Tech Lab.
Сделайте метанизатор периодического действия
В модели метанизатора периодического действия используется тот же принцип конструкции, что и в модели метанизатора непрерывного действия. Используемые материалы примерно такие же, с той разницей, что вместимость варочного котла выше (от 120 до 200 литров).
Этот метод интересен тем, что позволяет менее регулярно подавать метанизатор и хранить газ в газовом баллоне (с использованием компрессора).
Как использовать самодельный биогаз?
В быту домашний биогаз почти в основном используется дляпитания газовой плитыили газовой плиты, и поэтому может быть очень практичным вмаленьком доме, например. Он также может питать газовые лампы, генератор или автомобиль.
Сколько домашнего биогаза я могу произвести?
Из одного кг бытовых отходов получается около 1,6 литра биогаза, или около 30 минут приготовления. Хранение биогаза в газовом баллоне емкостью 260 литров позволяет обеспечить время приготовления от 1,5 до 2 часов. Наконец, из 1 м3 биогаза можно создать 0,6 литра топлива.
Производство домашнего биогаза: опасно ли это?
Домашний биогаз не опасен при условии, чтособлюдаются правила безопасностии гарантируется идеальная герметизация газового контура. Поскольку в биореакторе неткислорода, сгорание внутри метанизатора невозможно.
Кроме того, чтобы метан загорелся, его температура должна достигать 530 градусов. Однако, даже оставив газовый баллон под прямыми солнечными лучами, опасности нет!
С другой стороны, риск больше связан сзагрязнением в случае утечки из резервуара из-за присутствия CO2 и метана, которые выделяют в 25 раз больше парниковых газов эффект, чем CO2. Кроме того, на открытом воздухе метан образует закись азота (N20), газ в 200 раз более опасный, чем CO2.
Однако, учитывая низкую долю газа, добываемого для внутреннего использования, риск в настоящее время все еще очень ограничен.