Биогаз – что это такое простыми словами

Представьте себе мусорный бак, в котором гниют остатки пищи и прочие отходы. Выглядит, конечно, малопривлекательно. Тем не менее, даже такие вещи могут быть полезными, ведь в процессе гниения выделяется газ, которым реально отапливать дом или готовить еду. Звучит странно? На самом деле биогаз – это как раз про такие чудеса природы.

Причем превращать отходы в такой газ не так уж и сложно – надо создать реактор, купить чиллер для охлаждения, подготовить емкости для хранения готового продукта. Поэтому нет ничего странного, что в последнее время популярность биогаза выросла во много раз.

Биогаз – это топливо из мусора

Начнем с простого. Что такое биогаз? Это горючий газ, который получается, когда органические отходы гниют без доступа воздуха. Помните запах на свалке или возле мусорного бака летом? Вот это и есть процесс образования биогаза, только неконтролируемый.

Когда бактерии едят органику (это может быть что угодно, например, навоз, пищевые отходы или растения) они выделяют газ. Если этот процесс происходит в специальном резервуаре, газ можно собрать и использовать как топливо. Вот и весь секрет.

А вот интересный факт: одна корова за год производит столько навоза, что из него можно получить биогаз для приготовления пищи на целых два месяца. Представляете? Корова кормит вас молоком, а ее навоз дает газ для плиты.

Из чего состоит биогаз

Давайте разберем биогаз это что по составу. Важно понимать, что это не один какой-то целостный газ, а целая смесь.

Основные компоненты:

·         Метан (50-75%) – главный горючий компонент, тот самый природный газ;

·         Углекислый газ (25-45%) – не горит, ценности, как таковой, не имеет, но всегда есть в смеси;

·         Водород (0-1%) – важный компонент, добавляет калорийности;

·         Сероводород (0-3%) – пахнет тухлыми яйцами;

·         Азот и кислород (0-2%) – попадают из воздуха во время производственного процесса.

Несложно понять, что чем больше метана, тем лучше горит биогаз. В хорошей установке можно получить газ с 65% метана – это почти как природный газ из трубы.

Что такое биогаз в природе

В природе биогаз образуется везде, где гниет органика без воздуха, например, на болотах. Видели пузыри на поверхности болота? Это метан выходит. Его так раньше и называли – болотный газ.

Или вот рисовые поля. Знаете, что они производят огромное количество метана? Дело в том, что рис растет в воде, поэтому внизу гниют остатки растений – получается природная биогазовая установка.

А еще биогаз это продукт жизнедеятельности термитов. Эти маленькие насекомые производят около 20 миллионов тонн метана в год. Для сравнения – это как выбросы небольшой страны.

Как делают биогаз специально

Процесс, как говорилось выше, достаточно простой. Вам потребуется большой герметичный бак, так называемый биореактор. Загружаете туда навоз, пищевые отходы или другую органику, добавляете воду, чтобы получилась жидкая каша. Закрываете крышку и ждете.

Внутри начинают работать бактерии. Сначала одни разлагают сложную органику на простые кислоты. Потом другие бактерии едят эти кислоты и выделяют метан. Весь процесс занимает от 10 до 30 дней в зависимости от температуры.

Оптимальная температура брожения – 35-40 градусов. При такой температуре, например, из 40 литров навоза получается 1-1,5 кубометра биогаза. Этого хватит, чтобы 3 часа готовить на газовой плите.

Также биогаз нужно осушить путем его охлаждения. Сделать это можно, к примеру, с помощью чиллера.

Биогаз – это разнообразие применения

Биогаз можно использовать везде, где нужно топливо:

1.       Для готовки и отопления. Например, в Китае больше 40 миллионов домашних биогазовых установок. Семья держит пару свиней, их навоз идет в биореактор, газ – на кухню. Просто и эффективно.

2.       Для производства электричества. В той же Германии работает больше 9000 биогазовых электростанций. Фермеры продают электричество в сеть и зарабатывают на навозе больше, чем на молоке.

Вот реальный пример – ферма на 100 коров производит 300 тонн навоза в год. Из этого получается 12000 кубометров биогаза. Если сжигать в генераторе, получится 24000 кВт·ч электричества – хватит на 6-7 домов на целый год.

А остатки после производства биогаза? Это отличное удобрение, причем без запаха и семян сорняков. Фермеры платят за такое удобрение хорошие деньги.

Само собой, что биогаз это не панацея, у технологии есть свои особенности. Из хорошего – отходы превращаются в топливо, меньше выбросов метана в атмосферу, независимость от газовых компаний, бесплатное удобрение в придачу.

Сложности тоже есть – нужны начальные вложения на оборудование, установка требует ежедневного внимания (загрузить сырье, выгрузить удобрение, следить за температурой). К тому же зимой в холодных регионах процесс замедляется.

И еще момент – это запах. Хотя современные установки герметичные, при загрузке сырья запах все равно есть. Этот момент тоже нужно учитывать.

Практические советы

Хотите попробовать сделать биогаз? Начните с малого. Есть готовые китайские установки на 3-5 кубометров – они стоят как хороший телефон. Для дачи с туалетом и пищевыми отходами самое то.

Важный момент – соотношение углерода и азота в сырье должно быть 30:1. Навоз дает много азота, солома и листья – углерод. Смешивайте правильно.

Температура критически важна. При 15 градусах процесс идет 3 месяца, при 35 градусах – 2 недели. Поэтому в холодных регионах биореактор нужно утеплять или закапывать в землю.

FAQ: частые вопросы про биогаз

Опасен ли биогаз?

Что такое биогаз? Он содержит метан, который может взрываться при концентрации 5-15% в воздухе. Но при правильной эксплуатации установка безопасна – газ сразу сжигается или накапливается в газгольдере под небольшим давлением.

Сколько стоит биогазовая установка?

Китайские домашние установки на 3-10 кубов не такие уж и дорогие. Промышленное производство, само собой, обойдется на порядок дороже. Также можно сделать биогазовую установку самостоятельно, но там высокие риски.

Можно ли заправлять машину биогазом?

Да, но биогаз это не чистый метан, его нужно очищать от углекислого газа и сероводорода. После очистки получается биометан – полный аналог природного газа, которым можно заправлять машину.

Сколько газа дает одна корова?

Из навоза одной коровы получается 1,5-2 кубометра биогаза в сутки. Этого хватит на 3-4 часа работы газовой плиты или 3-4 кВт·ч электричества при сжигании в генераторе.

Работает ли установка зимой?

Зимой это проблема в холодных регионах. При температуре ниже 15 градусов процесс почти останавливается, нужен подогрев биореактора или хорошее утепление.

Нужны ли специальные бактерии?

Нет, бактерии есть везде – в навозе, в почве, даже в нашем кишечнике. Достаточно создать условия – герметичность и температуру 30-40 градусов, и бактерии размножатся сами.