Отдел продаж

Телефоны: (3532) 25-27-22, 93-60-02, 93-50-02

E-mail: [email protected]

г.Оренбург, ул.Беляевская, д.50/1, стр.1

 

Разное

Оборудование для биогаза: Технология, получение и производство биогаза

Содержание

Сырье для биогаза | Биогаз в России. Биогазовые установки. Компания Биокомплекс

Сырье для биогазовых установок

Поскольку технологии в настоящее время стремительно шагнули вперед, сырьем для получения биогаза могут стать самые различные отходы органического происхождения. Показатели выхода биогаза из различных видов органического сырья приведены ниже.

Таблица 1. Выход биогаза из органического сырья

Категория сырья Выход биогаза (м3) из 1 тонны базового сырья
Коровий навоз 39-51
Навоз КРС, перемешанный с соломой 70
Свиной навоз 51-87
Овечий навоз 70
Птичий помет 46-93
Жировая ткань 1290
Отходы с мясобойни 240-510
ТБО 180-200
Фекалии и сточные воды 70
Послеспиртовая барда 45-95
Биологические отходы производства сахара 115
Силос 210-410
Картофельная ботва 280-490
Свекольный жом 29-41
Свекольная ботва 75-200
Овощные отходы 330-500
Зерно 390-490
Трава 290-490
Глицерин 390-595
Пивная дробина 39-59
Отходы, полученные в процессе уборки ржи 165
Лен и конопля 360
Овсяная солома 310
Клевер 430-490
Молочная сыворотка 50
Кукурузный силос 250
Мука, хлеб 539
Рыбные отходы 300

 

Навоз КРС

Во всем мире к числу наиболее популярных относят биогазовые установки, предусматривающие использование в качестве базового сырья коровьего навоза. Содержание одной головы КРС позволяет обеспечить в год 6,6–35 т жидкого навоза. Этот объем сырья может быть переработан в 257–1785 м3 биогаза. По параметру теплоты сгорания указанные показатели соответствуют: 193–1339 кубометрам природного газа, 157–1089 кг бензина, 185–1285 кг мазута, 380–2642 кг дров.

Одним из ключевых преимуществ использования коровьего навоза в целях выработки биогаза является наличие в ЖКТ крупного рогатого скота колоний бактерий, вырабатывающих метан. Это означает, что отсутствует необходимость дополнительного внесения микроорганизмов в субстрат, а следовательно, потребность в дополнительных инвестициях. Вместе с тем однородная структура навоза делает возможным применение данного типа сырья в устройствах непрерывного цикла. Производство биогаза будет еще более эффективным при добавлении в ферментируемую биомассу мочи КРС.

Навоз свиней и овец

В отличие от КРС, животные этих групп содержатся в помещениях без бетонных полов, поэтому процессы производства биогаза здесь несколько осложняются. Использование навоза свиней и овец в устройствах непрерывного цикла невозможно, допускается лишь его дозированная загрузка. Вместе с сырьевой массой данного типа в биореакторы нередко попадают растительные отходы, что может существенно увеличить период ее обработки.

Птичий помет

В целях эффективного применения птичьего помета для получения биогаза рекомендуется оснащать птичьи клетки насестами, поскольку это позволит обеспечить сбор помета в больших объемах. Для получения значительных объемов биогаза следует перемешивать птичий помет с коровьей навозной жижей, что исключит излишнее выделение аммиака из субстрата. Особенностью применения птичьего помета при производстве биогаза является необходимость введения 2-стадийной технологии с использованием реактора гидролиза. Это требуется в целях осуществления контроля над уровнем кислотности, в противном случае бактерии в субстрате могут погибнуть.

Фекалии

Для эффективной переработки фекалий требуется минимизировать объем воды, приходящийся на один санитарный прибор: единовременно он не может превышать 1 л.

С помощью научных исследований последних лет удалось установить, что в биогаз, в случае использования для его производства фекалий, наряду с ключевыми элементами (в частности, метаном) переходит множество опасных соединений, способствующих загрязнению окружающей среды. Например, во время метанового брожения подобного сырья при высоких температурных режимах на станциях биоочистки стоков практически во всех пробах газовой фазы обнаружено около 90 µg/м3 мышьяка, 80 µg/м3 сурьмы, по 10 µg/м3 ртути, 500 µg/м3 теллура, 900 µg/м3 олова, 700 µg/м3 свинца. Упомянутые элементы представлены тетра- и диметилированными соединениями, свойственными процессам автолиза. Выявленные показатели серьезно превышают ПДК указанных элементов, что свидетельствует о необходимости более обстоятельного подхода к проблеме переработки фекалий в биогаз.

Энергетические растительные культуры

Подавляющее большинство зеленых растений обеспечивает исключительно высокий выход биогаза. Множество европейских биогазовых установок функционируют на кукурузном силосе. Это вполне оправданно, поскольку кукурузный силос, полученный с 1 га, позволяет выработать 7800–9100 м3 биогаза, что соответствует: 5850–6825 м3 природного газа, 4758–5551 кг бензина, 5616–6552 кг мазута, 11544–13468 кг дров.

Около 290–490 м3 биогаза дает тонна различных трав, при этом особенно высоким выходом отличается клевер: 430–490м3. Тонна качественного сырья картофельной ботвы также способна обеспечить до 490 м3, тонна свекольной ботвы – от 75 до 200 м3, тонна отходов, полученных в процессе уборки ржи, — 165 м3, тонна льна и конопли – 360 м3, тонна овсяной соломы — 310 м3 .

Следует отметить, что в случае целенаправленного выращивания энергетических культур для производства биогаза существует необходимость инвестирования денежных средств в их посев и уборку. Этим подобные культуры существенно отличаются от иных источников сырья для биореакторов. Необходимости в удобрении подобных культур нет. Что касается отходов овощеводства и производства зерновых культур, то их переработка в биогаз имеет исключительно высокую экономическую эффективность.

«Свалочный газ»

Из тонны сухих ТБО может быть получено до 200 м3 биогаза, свыше 50% объема которого составляет метан. По активности выбросов метана «свалочные полигоны» намного превосходят любые другие источники. Использование ТБО в производстве биогаза не только позволит получить существенный экономический эффект, но и сократит поступление загрязняющих соединений в атмосферу.

Качественные характеристики сырья для получения биогаза

Показатели, характеризующие выход биогаза и концентрацию в нем метана, зависят в том числе от влажности базового сырья. Рекомендуется поддерживать ее на уровне 91% в летний период и 86% в зимний.

Осуществить получение максимальных объемов биогаза из ферментируемых масс можно, обеспечив достаточно высокую активность микроорганизмов. Реализовать эту задачу можно лишь при необходимой вязкости субстрата. Процессы метанового брожения замедляются, если в сырье присутствуют сухие, крупные и твердые элементы. Кроме того, при наличии таких элементов наблюдается образование корки, приводящей к расслоению субстрата и прекращению выхода биогаза. Чтобы исключить подобные явления, перед загрузкой сырьевой массы в биореакторы ее измельчают и осторожно перемешивают.

Оптимальными значениями pH сырья являются параметры, находящиеся в диапазоне 6,6–8,5. Практическая реализация увеличения рН до необходимого уровня обеспечивается посредством дозированного введения в субстрат состава, изготовленного из измельченного мрамора.

В целях обеспечения максимального выхода биогаза большинство различных типов сырья допускается смешивать с другими видами посредством кавитационной переработки субстрата. При этом достигаются оптимальные соотношения углекислого газа и азота: в обрабатываемой биомассе они должны обеспечиваться в пропорции 16 к 10.

Таким образом, при выборе сырья для биогазовых установок имеет смысл уделить его качественным характеристикам самое пристальное внимание.

Домашняя биогазовая установка на органических отходах HomeBioGas

Израильский стартап разработал инновационную установку для семейного пользования, способную производить биогаз из любых органических отходов и продуктов жизнедеятельности домашних животных, а также создавать высококачественное экологичное удобрение.

Установка получила название HomeBioGas и одной из первых, воспользоваться преимуществами этой биогазовой системы получила семья, проживающая в городке среди пустыни, расположенном на Западном берегу реки Иордан, неподалеку от Иерихона. Электросеть и газопровод не доходят сюда, поэтому электричество производят с помощью солнечных панелей. Что касается производства газа, жители этого поселения полностью положились на новое устройство. Его привезли сюда несколько месяцев назад.

«Я складываю помет домашних животных в ведро. Доливаю воду и тщательно перемешиваю. Полученную смесь вкладываю в машину. Нужно подождать, пока все осядет на дно», — рассказывает жительница города.

На этом материале машина производит газ для кухонь. Одной партии достаточно, чтобы плита горела в течение двух-трех часов. Раньше жители города топили печи дровами, а для пустыни это удовольствие не из дешевых.

Система HomeBioGas поставляется в коробке в разобранном виде, а собрать ее можно своими руками за несколько часов и для этого не требуется специальных навыков. Однако для подводки газовой трубы к домашним коммуникациям всё же будет необходимо привлекать специалиста из соответствующей газовой службы. Традиционные газовые плиты могут быть легко переоснащены для использования домашнего биогаза. Для этого всего лишь необходимо демонтировать понижающую давление форсунку.

«Раньше печи очень дымили, дома закапчивались, часто стоял чад — это было даже опасно. К тому же, нужно время, пока огонь в печи разгорится. Теперь все происходит просто и быстро: достаточно повернуть вентиль, и духовка или конфорка сразу загораются», — говорит мать семейства.

В компании HomeBioGas Ltd заявляют, что в регионах, где среднесуточная температура превышает 17 C, их биогазовая система может эффективно перерабатывать до 15 литров навоза домашнего скота или помета птицы, а также до 6 литров пищевых отходов в день. При этом вырабатываемого газа будет достаточно для работы кухонной плиты на протяжении 3 часов. В качестве своеобразного «бонуса» установка производит экологически чистое и естественное жидкое удобрение для домашнего огорода.

Читайте также: Мусорный полигон как источник получения биогаза из бытовых отходов: реалии и перспективы

Изготовление биогаза не является каким-то революционным изобретением. Но раньше эти устройства были слишком громоздкими и довольно сложными в эксплуатации. Эта же машина помещается в относительно небольшую коробку и складывается также, как, например, кухонный шкаф.

«Главная идея заключается в том, что когда отходы попадают в систему, это функционирует, как желудок. Фактически это и есть «желудок» — такой же, как человеческий. Внутри есть бактерии, и они начинают поглощать эти отходы. Таким образом образуется биогаз, который используется для отопления дома», — рассказывает палестинский инженер Амер Рабайа, устанавливающий эти «био-машины».

Стоит отметить, что в более прохладном климате производительность HomeBioGas снижается. Но она может применятся в тёплых и хорошо проветриваемых помещениях, таких, как теплицы. Авторы проекта также отмечают, что их домашняя газогенерационная установка стала первым компактным биогазовым конвертером, который прошел официальную сертификацию European CE и полностью соответствует всем требованиям безопасности.

«Мы нашли способ ввести нашу технологию в каждый дом. Сегодня мы знаем, что хозяйственные отходы являются источником энергии. Это меняет правила игры. Ведь, когда мы видим пользу, которую они могут принести, то осознаем: это не просто отходы. Таким образом, подход к казалось бы ненужным вещам – меняется», — рассказывает представитель компании-производителя Рон Яров.

Легкое в эксплуатации и недорогое устройство уже завоевало прочные позиции в сотнях домов региона, таких как у молодых супругов Карин и Омера. Оба являются горячими сторонниками экологического образа жизни.

Поскольку они едят только овощи, не удивительно, что под вечер каждый день у них появляется целое ведерко растительных отходов. И теперь они знают, что это — прекрасная «закваска» для биогаза. Впрочем, прежде всего их интересует еще один продукт, который тоже производится с помощью той же машины — высококачественные удобрения.

«Избыток производимого биогаза можно преобразовывать и использовать, как удобрение для деревьев и овощей», — рассказывает Омер.

На приусадебном участке можно выращивать овощи, отходы которых снова дадут необходимое топливо для машины, Омер заключает:

«Речь идет о замкнутом цикле, и для меня это очень важно. Это позволяет избежать многих неприятных домашних обязанностей: выносить мусор, думать, что сделать с отходами. Теперь мы не должны беспокоиться обо всем этом. То же самое с удобрениями: их нужно приобрести и привезти сюда. А теперь у нас все просто во дворе. Это дает ощущение удовлетворения: мы чувствуем себя причастными к тому, чтобы мир становился все лучше».

Представители израильского стартапа, говорят, что их разработка заинтересовала инвесторов. Однако, чтобы гарантировано начать коммерческое производство биогазовой установки для дома Homebiogas запустил кампанию по сбору средств на краудфандинговой платформе Indigogo. Причем проект уже можно назвать успешным, поскольку на момент написания статьи собрано более 133 тыс. долларов, что на треть превышает заявленную необходимую сумму, а до конца компании остается еще более 20 дней.

Планируется, что поставки первым бекерам будут начаты весной следующего года. Сообщается, что розничная цена Homebiogas составит $1500, а первые желающие могут сделать предзаказ по стоимости $890 за одно устройство.

Читайте также: Самый мощный биогазовый завод в Украине открылся под Киевом в поселке Ракитное

Источник: euronews.com

А вы что думаете по этому поводу? Дайте нам знать – напишите в комментариях!

Понравилась статья? Поделитесь ею и будет вам счастье!

Линейка продукции Биогаз

Понятие “биогаз” сегодня достаточно распространено, и к нему можно отнести разные типы газообразного топлива. В качестве сырья для получения биогаза может использоватся практически вся органика, сельскохозяйственные отходы такие как куриный помет или навоз, сточные воды очистительных сооружений, растительное сырье, отходы переработки промышленных предприятий, свалочный газ и т. д..




Когенерационные и газопоршневые электрогенераторные установки Катерпиллар используют все выше перечисленные виды топлива и давно себя зарекомендовали как надежное оборудование для выработки электрической и тепловой энергии. Качественное сервисное обслуживание и отлично налаженная система поставки запасных частей и расходных материалов которое предоставляет компания ООО с ИИ «Цеппелин Украина ТОВ» повышают надежность и безотказность работы оборудования Катерпиллар. 

За консультациями по выбору биогазовой эклектростанции обращайтесь к нам:

Биогаз в сельском хозяйстве

Компания Caterpillar предлагает долговечные и надежные решения с использованием биогаза. Начальные инвестиции обеспечат значительную и долгосрочную экономию затрат, а также снижение вредного воздействия на окружающую среду. Биогаз, который является побочным продуктом сельскохозяйственных процессов, производства пищевых продуктов и промышленных операций, используется в качестве топлива для двигателей генераторных установок.

Применение проверенных технологий Caterpillar в проектах по использованию сельскохозяйственного и промышленного биогаза имеет следующие преимущества:

  • снижение выбросов углекислого газа за счет сжигания природного метана;

  • высвобождение ценных площадей, обычно занятых установками очистки органических сточных вод;

  • устранение проблемы запахов и инфекций, связанных с разложением органических веществ.

Биогаз состоит, главным образом, из метана и углекислого газа и образуется в результате анаэробного разложения органических отходов. Вместо бесконтрольного разложения отходов и выбросов газов в атмосферу эти газы накапливаются в бескислородной закрытой емкости или в стальном баке, установленном над землей. Из этих накопителей метан подается в оборудование, где сжигается для производства электричества и тепла. 

В связи с наличием различных примесей в биогазе обычно требуется его предварительная обработка. Тем не менее, использование газовых двигателей, специально подготовленных для работы на биогазе, позволит уменьшить объем инвестиций в системы предварительной обработки. Генераторные установки Caterpillar, предназначенные для низкокалорийного топлива, спроектированы для работы с переменными концентрациями метана, которые являются типичными для биогаза.

Клиенты Caterpillar® получают экспертные консультации по проектированию, установке и обслуживанию генераторных установок, рассчитанных на использование отходного газа в качестве топлива.

Биогаз из сточных вод

Многие станции очистки сточных вод используют отходный газ, образующийся во время работы станций, в качестве топлива для генераторных установок. Данный газ состоит, главным образом, из метана и углекислого газа и вырабатывается метантенками, которые используются в процессе очистки сточных вод. Данный газ собирается и подается в генераторные установки Caterpillar для производства электроэнергии для всей станции и тепла, необходимого для метантенка и других процессов. Клиенты Caterpillar получают экспертные консультации по проектированию, установке и обслуживанию генераторных установок, рассчитанных на использование отходного газа в качестве топлива.

Преимущества проектов по использованию метана в качестве источника энергии:

  • повышение энергоэффективности;

  • cниженные расходы на электроэнергию;

  • cниженное вредное воздействие на окружающую среду.

Многие станции очистки сточных вод используют отходный газ, образующийся во время работы станций, в качестве топлива для генераторных установок. Данный газ состоит, главным образом, из метана и углекислого газа и вырабатывается метантенками, которые используются в процессе очистки сточных вод. Данный газ собирается и подается в генераторные установки Caterpillar для производства электроэнергии для всей станции и тепла, необходимого для метантенка и других процессов. Данная система обычно подключается к электрической системе предприятия с помощью распределительного устройства Caterpillar с управлением на основе ПЛК. Распределительное устройство позволяет экспортировать электроэнергию в местную электрическую сеть или подавать энергию только к оборудованию предприятия.




Клиенты Caterpillar® получают экспертные консультации по проектированию, установке и обслуживанию генераторных установок, рассчитанных на использование отходного газа в качестве топлива.

Газ из твердых бытовых отходов

В связи с современной тенденцией в сторону использования возобновляемых источников энергии и снижения выбросов углекислого газа набирают силу проекты по использованию свалочного газа. В данных проектах генераторные установки Caterpillar используются для производства электроэнергии из отходов. Компания Caterpillar ведет непрерывные исследования и разработки продукции, использующей в качестве топлива свалочный газ. Генераторные установки Caterpillar, работающие на свалочном газе, имеют следующие преимущества:

  • долгий срок службы оборудования и увеличенные интервалы технического обслуживания; 

  • повышенная производительность и надежность;

  • уменьшенные затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание;

  • сниженное вредное воздействие на окружающую среду.

Свалочный газ образуется при естественном разложении органических отходов на свалках. Он состоит из метана и небольшого количества других органических веществ. Данный источник энергии является важным и развивающимся направлением мирового производства электроэнергии. Системы, использующие свалочный газ, обеспечивают сбор, обработку и сжигание данного газа для производства электроэнергии. Существует два распространенных метода сбора свалочного газа: извлечение из вертикальных шахт или из горизонтальных коллекторов (траншей).

Перед использованием газ осушается и иногда очищается от следующих примесей:

  • сера;

  • галоиды;

  • силоксаны (кремний).

После обработки газ подается в генераторную установку Caterpillar в качестве топлива. Компания Caterpillar предлагает комплекты оборудования, предназначенные для работы со свалочным газом:

  • насос вентиляции картера для удаления просачивающихся кислых газов;

  • специальная конструкция сердцевин промежуточного охладителя наддувного воздуха, головки блока цилиндров, коренных подшипников и шатунных подшипников. Все элементы имеют дополнительную закалку для защиты от коррозии; 

  • раздельные системы охлаждения позволяют справляться с повышенной температурой воды рубашки охлаждения, которая необходима для предотвращения конденсации загрязняющих примесей.

Распределительное устройство Caterpillar с управлением на основе ПЛК позволяет использовать генераторы параллельно с местной электрической сетью и продавать энергию из возобновляемых источников местным энергетическим компаниям.




Клиенты Caterpillar® получают экспертные консультации по проектированию, установке и обслуживанию генераторных установок, рассчитанных на использование отходного газа в качестве топлива.

Части биогазовой установки

Войти / создать учетную запись
Сообщество
Около
Справка
Контакт
Поиск
Главная страница
  • Дом
О Energypedia
  • Введение
  • Пожертвовать
  • Сообщество
  • Консультации
Технологии
  • Солнечная
  • Hydro
  • Биоэнергетика
  • Ветер
Энергопотребление
  • Улучшенное приготовление пищи
  • Производство продукции
  • Мобильность
Проблемы сквозной резки
  • Доступ к энергии
  • Страны
  • Удары
  • Сетка
  • Мини-сетка
  • Финансирование и финансирование
  • Вода и энергия для пищевых продуктов
  • Изменение климата
energypedia consult
  • Около
Поиск
  • Вакансий
  • События
  • Возможность
  • Публикация
  • Поиск файлов
  • Пользователь
  • Справка
  • Последние изменения
Ящик для инструментов
  • Какие ссылки здесь
  • Загрузить файл
  • Специальные страницы
  • Версия для печати
  • Просмотр свойств
Пространства имен
  • Страница
  • Обсуждение
Варианты

    Решения Wärtsilä Biogas Solutions

    Wärtsilä Online

    Область

    Wärtsilä Global

    Глобальная контактная информация

    • Аргентина
    • Австралия
    • Азербайджан
    • Бангладеш
    • Бразилия
    • Болгария
    • Канада
    • Чили
    • Китай
    • Колумбия
    • Кипр
    • Дания
    • Доминиканская Республика
    • Эквадор
    • Эстония / Прибалтика
    • Финляндия
    • Франция
    • Германия
    • Греция
    • Венгрия
    • Индия
    • Индонезия
    • Италия
    • Япония
    • Кения / Восточная Африка
    • Корея
    • Малайзия
    • Мексика
    • Марокко
    • Нидерланды
    • Норвегия
    • Пакистан
    • Панама
    • Папуа-Новая Гвинея
    • Перу
    • Филиппины
    • Польша
    • Португалия
    • Пуэрто-Рико / Карибские острова
    • Румыния
    • Россия
    • Саудовская Аравия
    • Сенегал / Западная Африка
    • Сингапур
    • Южная Африка
    • Испания
    • Шри-Ланка
    • Швеция
    • Швейцария
    • Тайвань
    • Турция
    • ОАЭ / Ближний Восток
    • Соединенное Королевство
    • США
    • Венесуэла
    • Вьетнам
    • английский
    • Около
    • Карьера
    • Инвесторам
    • Средства массовой информации
    • Устойчивость
    • Связаться с нами
    • Дом

    • морской

      • Потребительские сегменты

        • Морское путешествие

        • Паром

          • Паромы с нулевым выбросом

        • Ловит рыбу

        • Торговец

          • Контейнеровозы

          • Газовозы

          • Танкеры

          • Балкеры

          • Грузовые суда

          • Суда РО-РО PCTC

        • Флот

        • Офшор

        • Специальные суда

        • Буксиры

        • Яхты

        • Ссылки

          • Морское путешествие

            • AIDAvita

            • AIDAvita — Техническое обслуживание турбокомпрессора

            • Карнавальная гордость

            • Гармония морей

            • Оазис морей

            • Королева Мэри II

            • Тренинг для RCCL

          • Паром

            • Балеария на СПГ

            • Балтикборг и Ботниаборг

    Китай — Биогаз | Проект EcoTipping Points

    Более 30 миллионов домашних хозяйств в Китае имеют биогазовые реакторы, которые превращают отходы в экологически чистое топливо.На биогаз приходится около 1,2% общего потребления энергии в Китае, в основном он заменяет биомассу и ископаемое топливо, используемое для приготовления пищи в сельских домохозяйствах. Биогаз имеет 12 значительных экологических и социальных преимуществ.

    В сельских районах Китая в большинстве деревень нет электричества, а коммерческое топливо, такое как керосин и уголь, стоит дорого. Таким образом, сельское население по-прежнему сильно зависит от биологических источников энергии. Топливная древесина и растительные остатки (в основном солома) составляют 80% энергопотребления сельских домохозяйств и 54% общего энергопотребления в сельских районах.Тепловой КПД (то есть фактически используемое количество тепла) для традиционных печей составляет всего около 10%, поэтому для таких простых задач, как приготовление еды и чая, требуется много топлива (см. Рисунок 1). Это имеет серьезные экологические последствия, такие как вырубка лесов, снижение плодородия почв, эрозия и даже локальное опустынивание. Это также вызывает серьезное загрязнение воздуха в помещениях, что приводит к таким последствиям для здоровья, как инфекции верхних дыхательных путей и проблемы с глазами.

    Рисунок 1. Кулинария в сельских районах Китая
    Источник: Smith (2007)

    Просто добавив одну простую стадию в топливный цикл, биогаз может облегчить многие из этих проблем, а также предоставить множество других преимуществ.Он особенно хорошо подходит для Китая, где переработка отходов и разведение свиней уже давно стали обычным делом домашнего хозяйства.

    Биогазовые технологии

    Базовая биогазовая система включает анаэробный реактор (обычно подземный) с впускной трубой, выпускной трубой и трубкой для биогаза (см. Рисунок 2). Сырье представляет собой комбинацию отходов растений и животных, а также воды. Подходят пожнивные остатки, опад деревьев и сорняки, а также навоз свиней, коров, кур и людей.Он ферментирует в резервуаре варочного котла для производства биогаза, который содержит 60-70% метана (CH 4 ). Энергосодержание составляет 22 гигаджоулей (ГДж = 1 миллиард джоулей) на м 3 , что примерно равно 0,5 литру керосина. Основная химическая реакция: 2 C + 2 H 2 O »CH 4 + CO 2 . Процесс происходит с помощью бактерий и чувствителен к температуре (диапазон 8-60 ° C). В идеальных условиях варочный котел 3 объемом 10 м может обеспечить достаточно газа для приготовления пищи и освещения семьи из пяти человек.Биогаз также можно использовать для заправки сельскохозяйственной техники и выработки электроэнергии. И жидкий шлам из выпускной трубы, и осадок на дне резервуара являются очень хорошими удобрениями.

    Рис. 2. Основной биогазовый реактор
    Источник: Kangmin and Ho (2006)

    Чуть более сложной моделью является модель «три в одном», которая включает свинарник и уборную, подключенные непосредственно к резервуару варочного котла (см. Рисунок 3). В более теплых регионах удобрение можно вносить в сад по модели «свинья-биогаз-фрукты».Для более холодных регионов рекомендуется модель «четыре в одном» с теплицей, чтобы варочный котел мог «пережить зиму». (см. рисунок 4).

    Рисунок 3. Модель «три в одном»
    Источник: van Buren (1980)

    Рисунок 4. Модель «четыре в одном»
    Источник: Wang (2004)

    Экономика

    Биогазовые котлы обычно строятся с использованием местных материалов, таких как глина, песок, галька и кирпичи, что делает их доступными по цене и способствует местной самообеспеченности (см. Рисунок 5).

    Рис. 5. Строящийся кирпичный реактор высотой 10 м 3
    Источник: van Buren (1980)

    Оценки затрат сильно различаются, но в Таблице 1 приведен недавний подробный репрезентативный пример, включая затраты на реконструкцию кухни, туалета и свинарника (модель «одно новое предприятие и три ремонта»). Общая стоимость составляет 3 534 юаня (эквивалент 442 долларов США), из которых 1 000 юаней поступают за счет государственных субсидий. В прошлом часть затрат и труда оплачивалась коллективом (коммуной).Теперь доступны микрокредиты с субсидированием процентов, финансируемым местным правительством. Фермеры по-прежнему вносят свой труд. Большинство анализов показывают, что затраты можно окупить за 1–1,5 года за счет экономии топлива, увеличения доходов и дополнительного времени.

    .

    Подпроект Товар Стоимость (в юанях) Источники денег
    1. Биогазовая установка (8 м 3 ) Цемент 250 Государственные субсидии
    (756 юаней)
    Транспорт 80
    Биогазовые установки * 256
    Мейсон стоил 170
    130 Фермеры-пользователи
    (782 юаней)
    Шламовый насос 70
    Химический материал уплотнения 14
    Кирпич, песок, железо 218
    Стоимость рабочей силы 350
    Итого 1538
    2.Ремонт кухни Стоимость масона 15 Государственная субсидия
    Строительный материал 147 Фермеры-пользователи
    Итого 162
    3. Ремонт туалета Стоимость масона 15 Государственная субсидия
    Строительный материал 250 Фермеры-пользователи
    Итого 265
    4.Ремоделирование пера Стоимость масона 500 Фермеры-пользователи
    Строительный материал 855
    Цемент и железо 214 Государственная субсидия
    Итого 1569
    Всего 3534

    * Биогазовые установки включают в себя: биогазовую печь, лампу, многофункциональный счетчик и трубу.
    Данные взяты из Управления энергетики сельской местности Quizhou

    Таблица 1 Стоимость строительства «одного завода с тремя реконструкциями» в округе Чаншунь, Гуйчжоу, в 2005 г.
    Источник: Hu 2006 г.

    Популяризация

    Согласно Кангмин и Хо (2006), первая установка для производства биогаза из отходов была построена в Бомбее, Индия, в 1859 году.К концу 19 века в прибрежных районах южного Китая появилось несколько простых биогазовых реакторов. В 1932 году Ло Гуоруй основал китайскую компанию по производству биогаза Guorui в Шанхае и опубликовал первую монографию по биогазу, Практические лекции по установке биогаза китайского Guorui . Примерно в то же время профессор Чжоу Пэйюань спроектировал и построил варочный котел для освещения в провинции Цзянсу, а другой был построен в провинции Чжэцзян для выработки электроэнергии.

    Во время «большого скачка вперед», в 1958-1960 годах, Мао Чжэдун заявил, что биогаз следует популяризировать по всей стране (см. Рис. 6), но лишь небольшое их количество было построено в некоторых южных провинциях.Технической поддержки было недостаточно для успеха движения.

    Рис. 6. Председатель Мао рассматривает демонстрацию биогазовой печи, 1958 год
    Источник: Smith (2007)

    На самом деле именно правительство провинции Сычуань возглавило раннюю популяризацию биогаза. В 1968 году, некоторые фермеры в провинции Сычуань усовершенствовал технологию для построения варочных типа давления воды (то есть те, которые не просочиться). Увидев ценность этой технологии, которая обеспечивает топливо без сокращения поставок органических удобрений, а также способствует обеспечению гигиены в сельской местности, правительство Сычуани в начале 1970-х годов запустило обширную программу распространения.Одной из главных его особенностей была техническая подготовка. По словам ван Бурена (1980, стр. 14), «после месячного начального курса на провинциальном уровне стажеры возвращаются в свои префектуры, чтобы служить учителями. Затем их ученики становятся учителями на уровне округа и распространяют технологии на коммуны, бригады и команды ». Подробное руководство по строительству стало широко доступным в 1976 году. Хотя базовой технологией является варочный котел, работающий под давлением, официальная политика поощряла инициативу, эксперименты и творческий подход в отношении доступных на месте строительных материалов и сырья, а также проектов, подходящих к местным условиям («адаптивный R & D и дополнительные инновации », — сказал Мулик (1985).Сычуань стал примером использования биогаза для других провинций. Начиная с 1972 года в провинции Сычуань проводились конференции по биогазу, на которых присутствовали представители со всей страны.

    Программа популяризации была основана на коммунах. Представители коллективов посетили успешные площадки биогазовых реакторов и решили, стоит ли опробовать технологию. Затем были отобраны некоторые члены для прохождения обучения в качестве технических специалистов по надзору за строительством метантенка. Обычные фермеры могли пройти сертификацию, а затем получить дополнительный доход, работая техниками.Число домашних перерабатывающих предприятий в коллективе постепенно росло, и в 70% домашних хозяйств община / бригада / бригада считались «в основном популяризированными». Согласно Мулику (1985, с. 291),

    Домохозяйства получают выгоду за счет экономии на расходах на топливо, бесплатного получения улучшенного навоза для огорода, получения дохода от биомассы (в частности, отходов жизнедеятельности человека и свиней), поставляемой на биогазовую установку, и получения женщинами возможностей получения дохода за счет сокращения времени провел приготовление пищи.Стимулами для коллектива являются увеличение запасов навоза и урожайности сельскохозяйственных культур, а также снижение коммерческих затрат на топливо за счет использования биогаза для орошения и выработки электроэнергии, а также снижение затрат на химические удобрения. Государство выигрывает, потому что программа по биогазу снижает транспортные расходы на энергоснабжение (особенно уголь), сохраняет природные ресурсы и способствует улучшению санитарных условий.

    Количество варочных котлов в провинции Сычуань к середине 1975 года превысило 400000, а в 1979 году — до 5 миллионов.По всей стране в 1973–1978 годах было построено более 7 миллионов домашних варочных котлов, а также около 30 000 крупномасштабных систем, которые обслуживали коммуны, спиртовые заводы и другие предприятия с органическими отходами, муниципальные очистные сооружения, больницы и школы.

    Но количество бытовых варочных котлов начало сокращаться в 1979 году; к 1983 году оно увеличилось с 7 миллионов до примерно 4 миллионов. Это произошло из-за того, что было заброшено гораздо больше существующих варочных котлов, чем построено новых. Возможно, это было как-то связано с новой «системой ответственности», введенной в 1978 году, которая заменила систему коммун с арендой отдельных домовладений и различными производственными стимулами, а также с упадком масштабных усилий по сельскому строительству.Но спад в основном объясняется техническими проблемами. Очевидно, многие варочные котлы были построены в спешке из не очень прочных материалов. Также возникли проблемы с неподходящим сырьем, отсутствием обслуживания и технической поддержки, а в северном Китае — холодными зимами. Правительство было вынуждено переосмыслить свой «адаптивный подход к исследованиям и разработкам» и установить более совершенные стандарты проектирования. Для решения технических проблем были созданы десять научно-исследовательских институтов.

    В 1980 году правительство страны объявило биогаз «основной альтернативой» для преодоления топливного кризиса в сельских деревнях. Национальное управление по метану разработало сложную систему индексов для определения приоритетов различных регионов на основе местных климатических условий, нехватки дров, наличия ресурсов и экономического статуса. Особое внимание было уделено «районам профилактики заболеваний». Категории были расположены следующим образом:

    Климатические условия
    Количество месяцев в году со средней температурой 10 ° C или выше

    I 10–12
    II 8-9
    III 6-7
    IV 4-5
    В <4

    Нехватка дров
    Количество месяцев в году, когда отпускная мощность составляет менее 4500 ккал эффективного тепла на человека в день

    Любой округ с серьезным дефицитом более 60% считается испытывающим серьезную нехватку
    Любой округ с серьезным дефицитом на 30-60% или более 50% нормального дефицита имеет нормальный дефицит

    Наличие ресурсов
    Потенциал производства метана

    в изобилии 1.5 м 3
    нормальный 0,8-1,5 м 3
    дефицит <0,8

    Экономическое положение
    Годовой доход на душу населения

    богатый <100 юаней
    средний 40–100
    плохое <40

    Эти критерии сгруппированы по пяти категориям, от A до E, где A представляет собой сочетание серьезной нехватки дров, обильных ресурсов и высокого дохода, а E представляет собой сочетание отсутствия дефицита дров, дефицита ресурсов и / или низкого дохода.Таким образом, каждый климатический регион (I-V) имеет набор из пяти подобластей (A-E).

    Местным органам власти было дано указание включить биогаз в качестве важного компонента в капитальное строительство фермы, а в национальном плане часть цементных ресурсов страны была выделена для варочных котлов. Была создана Государственная руководящая группа по биогазу, в состав которой вошли представители различных министерств, а повседневные операции были переданы Государственному управлению по использованию и популяризации биогаза. Ведущие группы по биогазу были созданы в провинциях, муниципалитетах и ​​автономных районах, а также в подчиненных им округах и городах.Сегодня административная сеть от центрального правительства до местных органов власти включает около 3640 департаментов и агентств. «Государственные офисы по продвижению биогаза играют решающую роль в организации программ обучения технических специалистов, обеспечении необходимых материалов, предоставлении банковских кредитов, спонсировании исследований в области биогаза и подготовке технической литературы» (Moulik 1985, p. 291). Субсидия в размере 1000 юаней (около 150 долларов США) была предложена для каждого реактора.

    Программа популяризации включает различные формы пропаганды — руководства, карикатуры, плакаты, радио, фильмы и телевидение, а в последнее время — видео и DVD, а также демонстрационные проекты.Распространение биогаза совпадает с китайской программой «строительства новой деревни». В 1990-х годах усилия были сосредоточены на распространении южной модели «свинья-биогаз-фрукты» и северной модели «четыре в одном». Начиная с 2000 года, также поощрялись проекты «один новый завод и три реконструкции» (см. Таблицу 1 выше). Город Линьчжоу в провинции Хэнань пробует новый подход «трех расширений» для популяризации модернизации и : (1) развитие средних и крупных заводов; (2) использовать новые мезофильные и термофильные процессы; (3) расширить проверенные приложения от простого приготовления пищи до освещения, отопления дома, нагрева воды и производства электроэнергии.

    На рис. 7 показано количество бытовых биогазовых варочных котлов за 1973–2002 годы. Число выросло до более чем 11 миллионов семей.

    Рисунок 7. Количество бытовых биогазовых установок в Китае, 1973-2002 гг.
    Источник: Wang (2004)

    Официальные оценки количества бытовых биогазовых установок за 2004-2008 гг., Цитируемые в литературе, указывают на продолжающийся устойчивый рост:

    • 2004 — 15,4 миллиона (Ху, 2006)
    • 2005 — 18 миллионов (Лисинь 2007)
    • 2006 г. — 22 миллиона (Ган и Ю, 2008 г.)
    • 2007 г. — 26.5 миллионов (USAID 2009)
    • 2008 г. — 30,5 млн. (Tianren Trade News 2009a; People’s Daily 2009a)

    Если предположить, что каждый варочный котел обслуживает семью из пяти человек, можно сказать, что биогаз обслуживает почти 22% сельского населения Китая. В 2005 году метантенки произвели в общей сложности 6,5 млрд. М 3 3 биогаза, что составляет около 1,2% от общего потребления энергии сельскими домохозяйствами в Китае.

    Рыночные силы

    Новейшая экономическая революция Китая — переход к квазикапиталистической экономике, ориентированной на экспорт, — способствовала популяризации биогаза несколькими способами:

    Более крупное животноводство и промышленность

    Увеличивается количество крупных животноводческих хозяйств.Каждый производит тысячи фунтов отходов животноводства ежедневно. Были построены крупномасштабные варочные котлы, которые могут обеспечивать газом сотни домашних хозяйств или вырабатывать электричество и / или тепло на электростанции. Национальный план Китая по биогазу, согласно Junfeng (2007), включает 4700 крупномасштабных биогазовых проектов на животноводческих фермах и 1600 проектов с использованием промышленных органических сточных вод к 2010 году; К 2020 году 10 000 животноводческих ферм и 6000 промышленных предприятий.

    Больше иностранных инвестиций

    В 2003 году Азиатский банк развития и Министерство финансов Китая начали проект по эффективному использованию сельскохозяйственных отходов, проект стоимостью 77 миллионов долларов в провинциях Хэнань, Цзанси, Хубэй и Шаньси.Планируется построить 17 500 бытовых варочных котлов, а также крупное животноводческое хозяйство с варочными котлами. Провинция Шаньси получила 8,2 млн долларов США в виде займов АБР, внесла 8,1 долларов США в качестве соответствующих средств и получила грант в размере 841 000 долларов США от Глобального экологического фонда.

    Международные экологические организации также приняли участие. Например, организация «Охрана природы» помогает в реализации инициативы Программы Организации Объединенных Наций по окружающей среде по развитию сельских энергетических предприятий Китая (CREED).Инициатива включает программу малых кредитов GreenVillage Credit и продвигает не только биогазовые реакторы, но также солнечные водонагреватели, энергоэффективные печи и цистерны для сбора дождевой воды. На данный момент проект охватил 420 деревень в провинции Юньнань, где установлено более 14 000 варочных котлов, печей и солнечных водонагревателей.

    Экспорт биогазовой техники

    В 2007 году трехдневная выставка партнерства «Метан на рынки» в Пекине представила широкий спектр инновационных продуктов и гостей со всего мира.Qingdao Tianren Environment Co., Ltd. предлагает постоянную выставочную площадь и обширный веб-сайт по продаже и обслуживанию оборудования для биогазовых установок по всему миру (см. Http://www.tianren.com).

    Правительство Китая планирует помочь странам, расположенным вдоль реки Меконг, построить 1500 сельских резервуаров для биогаза в 2009-2013 годах. Провинция Чжэцзин помогает своему «братскому государству» Понпеи, Микронезия, с четырьмя биогазовыми проектами, включая варочные котлы и печи. Первый, поставка биогаза для кухни христианской средней школы OWHA в Мадоленинве из школьного свинарника, был завершен в апреле 2009 года.

    Мировой рынок углерода

    Согласно Механизму чистого развития (МЧР) Киотского протокола, а также более мелким объектам, таким как «Каталог углерода», развивающиеся страны «могут заставить остальной мир платить наличными за то, что не сжигают дрова для выброса углекислого газа в атмосферу», — говорится в словах Хо (nd). Китай, безусловно, является крупнейшей «принимающей стороной» в реестре МЧР. Ожидается, что его 665 проектов обеспечат ежегодное сокращение выбросов парниковых газов (ПГ) в среднем на 191 миллион тонн, что составляет 59% от общемирового объема.Большинство проектов относятся к ветроэнергетике, гидроэнергетике, утилизации отработанного тепла, разложению HCF23 и лесовосстановлению; Есть также несколько проектов по свалке газа. Найдено всего четыре биогазовых проекта Китая:

    1. Французская неправительственная организация Initiative Développement строит 1 650 бытовых резервуаров для биогаза в районах Вейнинг и Даньчжай провинции Гуйчжоу в течение трехлетнего периода 2007-2009 гг. Кредиты (неясно, сколько) продаются Action Carbone по 15,00 евро каждый.
    2. Всемирный банк согласился заплатить 6.3 миллиона юаней в год в течение 10 лет для сокращения выбросов парниковых газов на 67000 тонн в год на биогазовом проекте Минхэ в Шаньдуне. Проект представляет собой варочный котел объемом 20 000 кубических метров, который перерабатывает 180 000 тонн куриных отходов для производства 10,95 млн кубометров биогаза, 250 000 тонн удобрений и 21,9 млн кВтч электроэнергии в год. Отдел углеродного финансирования Всемирного банка отмечает, что без углеродных кредитов годовой доход проекта составил бы 7,6 миллиона юаней, а с кредитами — 14.2 миллиона.
    3. Всемирный банк также согласился выкупить 10-летние сертифицированные сокращения выбросов (ССВ) у домашнего биогазового проекта в префектуре Эньши. Этот проект — часть проекта Всемирного банка по экологическому сельскому хозяйству — предусматривает обеспечение 33 000 домашних хозяйств варочными котлами от 8 до 15 м 3 , а также три ремонта. Биогаз в значительной степени заменит уголь и, как ожидается, снизит выбросы парниковых газов на 58 444 тонны CO 2 эквивалента в год при общей цене 5,74 миллиона юаней. 60% этих денег будет передано непосредственно крестьянам, предположительно, чтобы помочь им оплатить свою долю затрат.
    4. Правительство Финляндии заплатит Beijing Hebayi Ecological Energy Development Company 14,5 млн евро (18,26 млн долларов США) за 1,4 млн ССВ за период 2009-2018 годов. Компания установит варочные котлы и котлы для биогаза в 210 000 домохозяйств в провинции Хунань.

    Преимущества

    С самых первых дней популяризации китайцы определили 10 преимуществ бытовых биогазовых котлов:

    1. Биогаз является возобновляемым и позволяет экономить ископаемое топливо.

    Если весь навоз и «ночная почва» (человеческие отходы), производимые ежегодно в Китае, были преобразованы для производства 130 миллиардов кубометров биогаза, то теоретически он мог бы заменить эквивалент 93 миллионов метрических тонн угля (1 метрическая тонна равна 2205 фунты). Реальное достижение, конечно, скромнее. В 2005 году производство биогаза составило 6,5 миллиарда м 3 с содержанием энергии 135 902 тераджоулей (ТДж = 1 триллион джоулей).

    В таблице 2 представлен национальный обзор различных видов топлива, замененных биогазом в сельских домохозяйствах за 15-летний период 1991-2005 гг.Среди ископаемых видов топлива лидирует уголь: только в 2005 г. было заменено 43 838,60 тераджоулей (ТДж). Это около 2,2 миллиона тонн угля. Реальная экономия может быть в шесть раз выше, если учесть, что эффективность биогазовых печей составляет 60% по сравнению с 10% для традиционных печей.

    Таблица 2. Топливо, заменяемое биогазом для средств к существованию в сельской местности (ТДж)
    Источник: Liu et al. (2008)

    Заменено электроэнергии, очищенной нефти, сжиженного нефтяного газа, природного газа и угольного газа на сумму 14 429 ТДж.

    2. Требует меньше труда, чем такое же количество энергии из обычных источников.

    В среднем на строительство варочного котла в домашнем хозяйстве требуется 30 человеко-дней. После этого жидкий осадок удаляется каждые две недели, а осадок удаляется один раз в год. Для этого не требуется специальных навыков.

    Но наиболее часто в этой связи упоминается фактор, сэкономленный на труде женщин и детей, которые собирают дрова. Это экономит 1-2 часа в день или 1-2 дня в неделю.При альтернативных издержках в 3,14 юаня / час (Feng et al. 2009) размер пособия составляет 1 146–2292 юаня в год для каждого домохозяйства.

    3. Сохраняет дрова и защищает леса.

    Оценки различаются, но один домашний варочный котел может сэкономить около 2 тонн дров и 0,25 гектара леса в год.

    Таблица 2 показывает, что биогаз заменил 32 056,90 ТДж топливной древесины в 2005 году, что эквивалентно 2,1 миллиона метрических тонн древесины. С учетом вышеупомянутой повышенной эффективности заменяемое количество может составить 12.6 млн тонн.

    4. Сохраняет солому и другие растительные остатки на корм и подстилку животных.

    Как видно из таблицы 2, преобладающим домашним топливом, заменяемым биогазом, является солома. В 2005 г. было заменено 44 927,66 ТДж, что при энергоемкости 10-17 ГДж на тонну составляет 2,64-4,49 млн. Тонн соломы и других пожнивных остатков.

    5. Снижает затраты на топливо.

    Оценки экономии на топливных расходах от биогазового реактора размером с домохозяйство варьируются от 30 юаней для домохозяйства, которое в основном собирает дрова, до более 1000 юаней для домохозяйства, которое в значительной степени полагается на уголь для приготовления пищи.

    6. Сокращает затраты домашнего труда на приготовление пищи и ведение домашнего хозяйства.

    Помимо экономии времени на сбор дров, время, затрачиваемое на приготовление пищи, значительно сокращается с использованием биогаза. Это происходит не только из-за времени, затрачиваемого на разжигание и разжигание огня по сравнению с простым включением газового клапана, но и из-за лучшего теплового КПД. Женщины, опрошенные в ходе двух отдельных исследований в провинции Шаньси, сообщили, что приготовление еды занимает всего ½ часа по сравнению с более чем 1 часом при использовании традиционного топлива.«Я чувствую себя раскрепощенной женщиной!» сказал один. Кроме того, время, ранее потраченное на мытье почерневшей от дыма посуды и покрытых золой поверхностей, может быть использовано более продуктивно. По данным Хо (нет данных), 80% женщин и детей в домохозяйствах, использующих биогаз, используют сэкономленное время для получения дополнительного дохода, составляющего до 24% ежемесячного дохода семьи.

    7. Улучшает гигиенические условия.

    Процесс анаэробного пищеварения очень эффективен при уничтожении широкого спектра патогенов — E.coli , Schistosoma , Shigella , анкилостомы, бациллы, вызывающие дизентерию, спирохеты и т. д. Это значительно снижает заболеваемость инфекционными заболеваниями, передаваемыми через воду, и паразитарными инфекциями, а также связанные с ними медицинские расходы. Например, в городе Мяньян в провинции Сычуань число случаев шистосомоза снизилось на 88% после 1975 года, когда здесь стал широко популяризироваться биогаз.

    8. Дает высококачественное удобрение.

    Как жидкий шлам, так и осадочный ил из биогазовых котлов богаты питательными веществами, минералами и биологически активными соединениями, которые образуют отличное органическое удобрение.По сравнению с аэробной ферментацией (компостированием) анаэробный процесс снижает потерю азота с 50-80% до 5-12%. Он также увеличивает содержание аммиака на 120% и быстродействующего фосфора на 150%.

    Средний варочный котел в теплом регионе может производить 100 кг ила дважды в год с примерно 650 ppm N, 40 ppm P и 9400 ppm K. Его можно использовать в качестве кондиционера почвы или в качестве субстрата для выращивания грибов или дождевых червей. Жидкие сточные воды, которые удаляются более регулярно, содержат около 550 ppm N, 15 ppm P и 2000 ppm K.Использование навозной жижи снижает потребность в поливной воде, а также в химических удобрениях.

    Постоянно сообщается о значительном увеличении урожайности сельскохозяйственных культур. Например, в районе Юнсин провинции Сычуань на посевы было обработано более миллиона тонн сточных вод из варочного котла, а производство продуктов питания увеличивалось на 11% в год. Более того, органические продукты могут продаваться по более высокой цене (на 30% выше), чем продукты, удобренные химикатами.

    Сбросы биогаза также скармливаются рыбе, что обеспечивает лучшую выживаемость и скорость роста, а также снижает заболеваемость инфекционными и паразитарными заболеваниями по сравнению с сырым навозом.Их также можно скармливать непосредственно свиньям и цыплятам или использовать в качестве среды для выращивания водорослей, которые скармливают животным.

    9. Обеспечивает механизацию некоторых задач по переработке сельскохозяйственных культур и местного производства электроэнергии.

    Биогаз способствует повышению урожайности и эффективности в сельском хозяйстве при использовании в качестве источника топлива для сельскохозяйственной техники, ирригационных насосов и молотилок. Он также обеспечивает потребности в энергии небольших сельских предприятий, таких как производство плитки и пищевая промышленность.

    Производство электроэнергии особенно подходит для крупного животноводства и предприятий с органическими отходами. Например, при небольшом поощрении со стороны General Electric, первая в Китае установка по производству куриного помета и биогаза будет использовать ежедневную выработку 220 тонн навоза и 170 тонн сточных вод Пекинской птицефабрики Deqingyuan для выработки 14 600 МВт / ч электроэнергии, а также тепла для стимулирования производства. процесс ферментации и обогрев птицефермы зимой.

    10.Повышает уровень жизни в сельской местности.

    Есть несколько способов увеличения доходов сельских домохозяйств с помощью биогаза. Некоторые даже сообщают о утроении или четырехкратном увеличении своих доходов. Это замедляет миграцию из сельской местности в города.

    • Заработная плата техников по биогазу выше среднего.
    • Женщины, которые не тратят слишком много времени на сбор дров и приготовление пищи, могут искать возможности для заработка. Многие тратят больше времени на выращивание товарных культур, таких как табак и чай.
    • В системах, которые включают теплицы, особенно со свиньями или лампами для увеличения концентрации CO 2 , можно выращивать множество фруктов и овощей.Тепло позволяет свиньям расти быстрее и способствует производству тутового шелкопряда.
    • Биогазовая система способствует развитию животноводства на уровне домохозяйств.

    К этим 10 преимуществам мы должны добавить значительное сокращение загрязнения окружающей среды, включая загрязнение воздуха и воды.

    11. Снижает загрязнение воздуха.

    Помимо улучшения гигиены, самой важной пользой для здоровья человека от биогаза является снижение загрязнения воздуха в помещениях.В домохозяйствах, которые сжигают уголь для приготовления пищи, содержится на 74% больше угарного газа, на 84% больше диоксида серы, на 27% больше углекислого газа и на 77% больше взвешенных частиц, чем в домохозяйствах, использующих биогаз. Воздействие этих высоких концентраций вызывает множество заболеваний — пневмонию, хроническую обструктивную болезнь легких, рак и туберкулез, а также болезни сердца и низкую массу тела при рождении. Согласно Смиту (2007), в Китае причиной 380 000 преждевременных смертей в год является дым внутри помещений от твердого топлива. Это также вредно для глаз.В интервью Международному фонду сельскохозяйственного развития ООН, который помог построить 30 000 биогазовых автоклавов в Китае, фермер Лю Чунь Сянь сказал: «Раньше мы готовили на дровах. От дыма мои глаза слезились и горели, и я всегда кашлял. Дети тоже часто болели, и им приходилось обращаться в дорогостоящую клинику. Теперь, когда мы готовим на биогазе, дела обстоят намного лучше »(IFAD без даты).

    В результате замены топлива в домашнем хозяйстве и сжигания меньшего количества пожнивных остатков на открытых полях также улучшается качество окружающего (наружного) воздуха, особенно твердых частиц и SO 2 , вызывающих кислотные дожди.

    Как упоминалось выше, биогаз также снижает выбросы парниковых газов. В таблице 3 представлен обзор сокращений выбросов парниковых газов (в эквиваленте CO 2 ) в результате замены энергии биогазом за период с 1991 по 2005 год. Большинство (95,67%) составляют CO 2 ; На CH 4 приходилось 4,03%, на N 2 O — 0,29%. Один гигаграмм (Гг) эквивалентен 500 метрическим тоннам, таким образом, общее количество 14 410 Гг за 2005 год эквивалентно сокращению выбросов парниковых газов на 7,2 миллиона тонн.

    Таблица 3. Сокращение выбросов парниковых газов за счет замещения энергии (Гг CO 2 -экв.)
    Источник: Liu et al. (2008)

    Помимо эффекта замещения энергии, показанного в таблице 3, Liu et al. (2008) также рассчитали сокращение выбросов метана в результате более эффективного использования навоза с биогазом (свиной + человеческий навоз). Сокращение составило около 660 Гг CO 2 -экв в 1991 году и 3000 Гг CO 2 -экв в 2005 году. Суммируя замещение энергии и управление навозом, но вычитая парниковые газы, выделяемые при сжигании биогаза, они получили в сумме 14000 Гг. CO 2 -экв в 2005 г., или 7 млн. Метрических тонн.

    12. Снижает загрязнение воды.

    Отходы животноводства и птицы являются ценными ресурсами при правильном использовании, но представляют собой серьезное загрязнение при сбросе в реки и озера. Также затронуты ресурсы подземных вод. Что касается промышленных сточных вод, Кангмин и Хо (2006, стр. 3) приводят пример винокурни: «ХПК (химическая потребность в кислороде, мера концентрации загрязняющих веществ) сточных вод от дистиллятора часто достигает 40 000 мг / л при аэробной очистке. допускает только ХПК ниже 1 000 мг / литр, что означает необходимость разбавления сточных вод в 40 раз.Благодаря анаэробному сбраживанию 90 процентов загрязняющих веществ могут быть легко удалены, что значительно снижает загрязнение сельскохозяйственных угодий, рек и озер ».

    Анализ точек EcoTipping

    В этом случае нет как таковой отрицательной точки перелома. Биомасса использовалась для приготовления пищи на протяжении тысячелетий. Это будет устойчиво до тех пор, пока растущий спрос не вызовет дефицит, как это имеет место в некоторых регионах Китая. Он также имеет ряд отрицательных побочных эффектов, как показано на Рисунке 8.

    Рисунок 8.Схема эффектов приготовления пищи с древесиной и растительными остатками

    Использование древесины и растительных остатков для приготовления пищи приводит к вырубке лесов, что ведет к эрозии и деградации земель. Меньшее количество растительных остатков, возвращаемых в почву, означает меньше органических удобрений, что также вызывает деградацию земель (и необходимость в дорогостоящих химических удобрениях). Сжигание пожнивных остатков означает, что для домашнего скота остается меньше кормов, и, следовательно, меньше скота и меньше навоза, используемого в качестве органических удобрений.Время, затрачиваемое на сбор топлива, и длительное время приготовления из-за неэффективности означает, что меньше времени остается для других занятий. Загрязнение воздуха — особенно загрязнение воздуха в помещениях — ведет к ухудшению здоровья. Все эти эффекты приводят к бедности, которая, в свою очередь, не позволяет сельским домохозяйствам перейти на относительно чистые (хотя и невозобновляемые) коммерческие виды топлива, такие как керосин или природный газ для приготовления пищи.

    На рис. 9 показаны положительные эффекты приготовления пищи на биогазе — по сути, это обращение вспять порочного цикла, показанного на рис. 8, с дополнительным преимуществом в виде улучшения гигиены и связанного с этим снижения заболеваемости.

    Рис. 9. Схема эффектов приготовления пищи на биогазе

    Что касается ингредиентов, которые мы наблюдали в других тематических исследованиях, было обнаружено следующее:

    • Внешняя стимуляция и облегчение. Сельские домохозяйства получили поддержку в установке биогазовых систем от правительства страны, провинции и округа, а недавно и от международных организаций.
    • Сильные местные демократические институты и неизменная приверженность местного руководства. До 1978 года коммуны принимали решения относительно внедрения биогаза. С тех пор отдельные домохозяйства предпочитают делать эти инвестиции, но все еще существует сильная сеть помощи по распространению знаний.
    • Совместная адаптация социальной системы и экосистемы. Биогаз значительно улучшил отношения между людьми и окружающей средой. Благодаря использованию биогаза качество жизни в сельской местности улучшается вместе с здоровьем экосистемы.
    • «Позволить природе делать работу.” Анаэробное сбраживание творит чудеса с точки зрения производства пригодного для использования топлива и высококачественных удобрений.
    • Быстрые результаты. Для постройки варочного котла бытового масштаба требуется всего 30 человеко-дней. Финансовые затраты обычно окупаются за 12-18 месяцев. Такие преимущества, как уменьшение загрязнения воздуха в помещении и лучшая гигиена, очевидны сразу, а высококачественные удобрения производятся в течение нескольких месяцев.
    • Мощный символ. Предположительно, китайская пропаганда биогаза содержала мощные символы.
    • Преодоление социальных препятствий. Обширные программы пропаганды и обучения, а также государственные субсидии помогли преодолеть технические и финансовые препятствия. Похоже, что не было социальной оппозиции развитию биогаза, которую необходимо было преодолеть.
    • Социальное и экологическое разнообразие. Диверсификация домашних источников топлива за счет включения биогаза позволила семьям тратить гораздо меньше времени на сбор топливной древесины, что привело к большей диверсификации сельскохозяйственных культур.

    Заключение

    Несмотря на быструю урбанизацию в Китае, количество установок для биогаза в сельских домохозяйствах стабильно растет. Связанные с этим выгоды оправдывают вложенные средства. Крупномасштабные системы для животноводства, водоочистных сооружений и промышленности обещают снизить сильную зависимость Китая от угля как источника энергии.

    Хо (без даты) отмечает, что промышленно развитые страны также должны использовать биогаз: «Платить бедным странам наличными за то, чтобы они не сжигали дрова, — это мера отчаяния для богатых стран, таких как Соединенные Штаты….Для развитых стран было бы гораздо лучше использовать преимущества биогаза, поскольку у них также есть больший потенциал для исследований и разработок с целью оптимизации производства и использования биогаза ».

    Список литературы

    • Карбон действия. нет данных Строительство биогазовых установок в Китае. Веб-сайт http://www.actioncarbone.org/en/projet.php?typ=CO 2 & id = 28
    • Сайт BioenergySite. 2008. Китай запускает первый завод по производству куриного помета и биогаза. Веб-сайт http: // www.thebioenergysite.com/news/1295/china-fires-up-first-chicken-manurebiogas-plant
    • Блобаум, Роджер. 1980. Производство биогаза в Китае. С. 212-216 в Производство биогаза и спиртового топлива . Труды семинара по энергии биомассы для города, фермы и промышленности. Эммаус, Пенсильвания: JG Press.
    • Чен Ру-Чен. 1981. Развитие использования биогаза в Китае. Форум природных ресурсов 5 (3), стр. 277-282.
    • Китайская экономическая сеть. 2009. Финляндия купит CO 2 выбросов от китайского биогазового проекта.
    • Управление общественной информации Федеративных Штатов Микронезии. 2009. Пилотный проект по биогазу из Китая запущен в эксплуатацию. Сайт http://www.fsmpio.fm/releases/2009/april/04_19_09.html
    • Фэн, Тинтин, Шэнкуй Чэн, Цинвэнь Минь и Вэй Ли. 2009. Производственное использование биоэнергии в сельских домохозяйствах в экологически уязвимых районах, округ Панам, Тибет в Китае: пример жилой биогазовой модели. Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики 13, p. 2070-2078.
    • Ган, Линь и Хуан Ю.2008. Переход к биоэнергетике в сельских районах Китая: варианты политики и сопутствующие выгоды. Энергетическая политика 36, стр. 531-540.
    • Хо, Мае-Ван. нет данных Бонанза биогаза для развития стран третьего мира.
    • Ху Цичунь. 2006. Продвижение домашних биогазовых установок в сельской местности в Китайской республике.
    • IFAD (Международный фонд сельскохозяйственного развития). нет данных Китайский биогазовый проект превращает отходы в энергию. Веб-сайт http://operations.ifad.org/web/guest/country/voice/tags/china/biogas
    • Цзюньфэн, Ли.2007. REEEP: Мероприятия, поддерживающие развитие проектов AD во всем мире. Документ представлен на выставке «Метан на рынки партнерства», Пекин, 30 октября — 1 ноября.
    • Канмин, Ли и Мэй-Ван Хо. 2006. Биогаз Китай. Отчет Института науки в обществе. Сайт http://www.i-sis.org.uk/BiogasChina.php
    • Лю Ю, Куанг Яоцю, Хуан Ниншэн, У Чжифэн и Сюй Ляньчжун. 2008. Популяризация бытовых биогазовых реакторов для устойчивого развития энергетики в сельских районах и уменьшения выбросов парниковых газов. Возобновляемая энергия 33, стр. 2027-2035 гг.
    • Лисинь, Чжао. 2007. Текущее состояние и его потенциал для крупных и средних биогазовых установок в Китае. Документ представлен на выставке «Метан на рынки партнерства», Пекин, 30 октября — 1 ноября.
    • Лоури, Синди. 1980. Биогазовые системы как конкурентный источник энергии для развивающихся стран. Документ представлен на конференции по ресурсным системам 3 мая, Гонолулу, Гавайи.
    • МакГарри, Майкл Г. и Джилл Стейнфорт. 1978 г. Производство компоста, удобрений и биогаза из отходов жизнедеятельности человека и сельскохозяйственных предприятий в Китайской Народной Республике . Оттава: Центр исследований международного развития.
    • Мулик, Т. К. 1985. Биогазовая программа в Индии и Китае. Ambio 14 (4-5), стр. 288-292.
    • Оуэнс, Джин М. 2007. Анализ воздействия расширения биоэнергетики в Китае с использованием стратегической экологической оценки. Менеджмент качества окружающей среды 18 (4), с. 398-407.
    • People’s Daily .2009a. Все больше сельских районов используют биогаз. Сайт http://english.people.com.cn/

      //

      //6705135.html

    • People’s Daily . 2009b. Крупнейший в Китае проект МЧР по биогазу работает без сбоев. Сайт http://english.people.com.cn/

      /

    • //6809282.html#
    • Смил, Вацлав. 1977. Энергетические решения в Китае. Окружающая среда 19 (7), стр. 27-31.
    • Смил, Вацлав. 1982. Китайская биогазовая программа разбрызгивается. Soft Energy Notes 5 (3), стр. 88-90.
    • Смит, Кирк Р. 2007. Сокращение выбросов метана: возможности для укрепления здоровья, развития и климата. Документ представлен на выставке «Метан на рынки партнерства», Пекин, 30 октября — 1 ноября.
    • Tianren Trade News. 2009a. Более 30,5 миллионов китайских домохозяйств используют биогаз для приготовления пищи. Сайт http://www.tianren.com/en/news.asp?id=180
    • Tianren Trade News. 2009b. «Три расширения» для увеличения использования биогаза. Сайт http://www.tianren.com/en/news.asp? id = 170
    • Tianren Trade News. 2009c. Успешно зарегистрирована первая в Китае программа CDM бытовой биогазовой установки. Сайт http://www.tianren.com/en/news.asp?id=94
    • Ту Цзяпао и Лу Чэнсянь. 1984. Сельские ресурсы метана и их использование. Глава 5 в «Сельское энергетическое планирование в Китае и других развивающихся странах Азии» , под редакцией Дипака Баджрачарья. Гонолулу: Центр Восток-Запад.
    • USAID. 2009. Китай — проект по альтернативной энергии «Охрана природы». Обновление загрязнения воздуха в помещениях (IAP) , 6 июля. Веб-сайт http://iapnews.wordpress.com/2009/07/06/china-nature-conservancy-alternative-energy-project
    • ван Бурен, Э. Ариан. 1980. Биогаз за пределами Китая: первая международная учебная программа для развивающихся стран. Ambio 9 (1), стр. 10-15.
    • Ван, Гехуа. 2004. Модель «четыре в одном» и развитие бытового биогаза в северном Китае. International Journal of Global Energy Issues 21 (1/2), p.110-118.
    • Райт, Мартин. 2006. Все, что вам нужно, это духовность… и жижа. Green Futures июль / август, стр. 4-5. Сайт http://www.forumforthefuture.org/greenfutures/articles/602538
    • Ян, Х.С. 2006. Управление ресурсами, плодородие почвы и устойчивое растениеводство: опыт Китая.