Biogas tbo

В рамках заключенного договора, компания   Евродизель провела исследования продуктивности скважин на полигоне ТБО г.Астана.

Полигон ТБО Астана, Казахстан.

Определение места бурения скважины

Бурение скважины.

Исследования проводились методом бурения скважин  глубиной до 30 м, установки перфорированных труб диаметром 100 мм и засыпки затрубного пространства щебнем.

Полигоны ТБО являются источниками высокоэнергетичного газа, содержащего до 70% биометана
Биогаз может быть эффективно использован в производстве электроэнергии, тепла,  автомобильного топлива,  в зависимости от расположения полигонов относительно бытовой и хозяйственной инфраструктуры.

Демонстрация Заказчику.

Твердые бытовые отходы складируются за пределами городской черты в естественных углублениях или на специально подготовленных площадках (полигонах), которые могут занимать территорию в несколько гектар. При закрытии свалки ее территория засыпается землей, укрывается специальной пленкой и покрывается глинистым грунтом для исключения неприятных запахов при размещении вблизи них производств и нахождении людей. Через 5 лет в слое свалки образуются колонии микроорганизмов и начинает интенсивно выделяться биогаз. Поэтому с поверхности полигона бурят скважины на всю глубину свалки и собирают газ в коллекторы для использования или сжигания на факеле. Выделение биогаза может продолжаться 25 лет. 

Определение продуктивности скважины.

Компания Евродизель обладает опытом добычи биогаза полигонов ТБО и широким спектром технологий его использования в качестве альтернативного топлива. 

Биогаз полигонов твердых бытовых отходов (ТБО), образующийся при анаэробном разложении органической составляющей отходов, представляет интерес прежде всего как альтернативный источник энергии.

По энергетическому потенциалу 1 м3 биогаза соответствует 0,5 м3 природного газа. Газоэнергетический потенциал полигона, на котором размещен 1 млн. т ТБО с влажностью 40%, можно рассматривать как техногенное месторождение с запасами 50-60 млн. м3 природного газа.

Теоретический энергетический потенциал биогаза при объемном содержании метана 50% составляет 5 кВт*ч/м3. При использовании всего добытого газа с КПД = 100%, теоретическая мощность газоэнергетической установки, работающей на биогазе, могла бы составить 600 кВт на 1 млн. м3/год утилизируемого биогаза.

Технический энергетический потенциал составляет от теоретического при использовании биогаза:

·  в качестве котельного топлива 90-92%;

·  в качестве моторного топлива с выработкой электроэнергии 35-37%;

·   в качестве моторного топлива с когенерацией (совместной выработкой) электрической и тепловой энергии – от 75% до 87% в зависимости от технических решений утилизаторов теплоты. Максимальный КПД=87% достигается в мини-ТЭЦ с соотношением тепловой и электрической мощностей 144:100, минимальный 75% - при соотношении 100:100.

Использование биогаза в качестве моторного топлива с выработкой электрической и тепловой энергии обеспечивает значительную экономию топливно-энергетических ресурсов и снижение суммарных текущих затрат на эксплуатацию полигона. Срок окупаемости дополнительных капитальных затрат составляет 6-7 лет.

Утилизация биогаза в количестве 1 млн. м3 в год (в т.ч. его сжигание) дает снижение выбросов парниковых газов на 8,3 тыс. тонн в СО2 эквиваленте. На рынке торговли квотами на выброс парниковых газов в рамках механизмов Киотского протокола, такое сокращение выбросов оценивается в 40-45 тыс. долл. США.

Эффективность использования биогаза в большой степени зависит от сезонной и суточной неравномерности потребления энергии. Генерация и объемы добычи биогаза в течение года относительно стабильны, тогда как электрические и тепловые нагрузки подвержены значительным колебаниям по сезонам и времени суток. Вследствие этого в отдельные периоды расход утилизируемого биогаза будет недостаточен для покрытия пиковых нагрузок, а при спаде потребляемых мощностей – избыточен. Избыточные объемы биогаза сбрасываются на факел и сжигаются.

В качестве примера приведем результаты расчёта потребляемых мощностей небольшого полигона (численность обслуживаемого населения 100 тыс. человек). Потенциальная мощность ГЭУ по расходу утилизируемого газа (155 м3/ч) составит 585,8 кВт, а с учетом добавки дизельного топлива («запальная доза ДТ») – 741,5 кВт.

Собственные потребности объектов полигона составляют: по электрической энергии от 44 кВт (ночное время летом) до 156 кВт (дневное время зимой); по теплу – от 0 летом до 255 кВт зимой. Сопоставление нагрузок с мощностью ГЭУ показывает низкую эффективность использования имеющегося энергетического потенциала: по максимальной потребляемой мощности на 55%, по годовой выработке на 23%. Вследствие неравномерной загрузки мощностей ГЭУ, более 70% биогаза, добытого с целью утилизации, должно быть отправлено на сжигание в факельной установке.

Эффективность использования биогаза может быть существенно повышена за счёт более полной и равномерной загрузки мощностей ГЭУ.

Наиболее распространенным способом реализации избыточной энергии на существующих в мире газоэнергетических установках является поставка электроэнергии в общие электрические сети с оплатой её по установленным твердым тарифам. Однако для применения такого способа необходимо, как минимум, наличие нормативных актов (в рамках законодательства об охране окружающей среды и энергосбережении), которые обязывали бы сетевые компании покупать такую электроэнергию. В России таких нормативных документов нет. Второе возражение – низкий КПД утилизации биогаза с выработкой только электрической энергии. Такое же (и даже большее) количество энергии, которое может быть реализовано в виде электричества, будет теряться в виде избыточного тепла.

Более перспективным представляется создание собственного энергоемкого производства с выпуском рентабельной продукции – например, тепличного хозяйства.

На примере того же малого полигона установлено, что к концу срока эксплуатации на полигоне возможно содержание 4600 м2 общей площади «летних» теплиц (эксплуатация с мая по сентябрь) и 700 м2 «зимних» теплиц, эксплуатируемых круглый год.

Распределение мощностей по месяцам становится более равномерным, их структура – более благоприятной: отношение тепловых мощностей к электрическим в течение всего года более 1, благодаря чему исключаются излишние затраты на перепроизводство тепловой энергии. Использование энергетического потенциала ГЭУ по максимальной потребляемой мощности составит 92,8%, по годовой выработке – 63,9%; сброс биогаза на факел составит  33,8% от собранного.

На 9-10 год эксплуатации полигона, энергетический потенциал утилизации биогаза становится достаточен для начала создания тепличного хозяйства. Вывод тепличного хозяйства на максимально возможную по энергоресурсам мощность с получением наибольшего экономического эффекта возможен после окончания эксплуатации полигона по его прямому назначению. Однако фактически эксплуатация полигона не может закончиться сразу по окончании приема отходов.

В течение 5-7 лет после этого будет наблюдаться максимальный выход фильтрата, и потребуется продолжить работу очистных сооружений на полную мощность. Максимальное образование биогаза будет иметь место спустя 1-2 года после закрытия полигона для приема отходов, а максимальный отбор биогаза для утилизации – еще на 1-2 года позднее. В течение 2-3 лет после номинального закрытия полигона будут продолжаться работы по устройству водозащитного покрытия и дегазации массива отходов.

Процессы образования биогаза и фильтрата в количествах и составе, которые могут нанести ощутимый ущерб окружающей природной среде, будут продолжаться десятки лет после закрытия полигона. В течение всего этого срока на полигоне придется держать определенный персонал, технику и оборудование для выполнения текущих природоохранных мероприятий и проведения мониторинга состояния окружающей среды. Поскольку платежей за прием отходов в этот период не будет, то единственным реальным источником средств для поддержания природоохранных структур полигона останется реализация продукции собственного производства на базе энергоресурсов утилизации биогаза. Поэтому с позиций обеспечения постэксплуатационного периода жизненного цикла полигона, заблаговременное создание и развитие тепличного хозяйства абсолютно необходимо. Альтернативой ему может стать какое-либо другое производство, которое способно использовать дешевую энергию утилизации биогаза с еще большим эффектом.

Твердые бытовые отходы складируются за пределами городской черты в естественных углублениях или на специально подготовленных площадках (полигонах), которые могут занимать территорию в несколько гектар. При закрытии свалки ее территория засыпается землей, укрывается специальной пленкой и покрывается глинистым грунтом для исключения неприятных запахов при размещении вблизи них производств и нахождении людей. Через 5 лет в слое свалки образуются колонии микроорганизмов и начинает интенсивно выделяться биогаз. Поэтому с поверхности полигона бурят скважины на всю глубину свалки и собирают газ в коллекторы для использования или сжигания на факеле. Выделение биогаза может продолжаться 25 лет. 

Details...

+38 044 594-06-55         office@eurodiesel.com.ua