FAKULTET ZAŠTITE NA RADU

SEMINARSKI RAD BIOGAS

Professor student

Mr. Milan Protić 010173 Janković Slobodan

010196 Nisić Marko

1

Niš 2011

SADRŽAJ

UVOD……………………………………………………………………………………………………………………………..3

Sastav biogasa……………………………………………………………………………………………………………4

Dobijanje biogasa…………………………………………………………………………………………….…………5

Prednosti biogasa……………………………………………………………………………………………………..….8

ZAKLJUČAK………………………………………………………………………………………………………………….….10

2

UVOD

Zbog ograničenog korišćenja fosilnih goriva i povećanog zagađenja životne sredine, korišćenje obnovljivih izvora energije postalo je sve učestalije, a jedan od najefikasnijih energenata je biogas. Biogas je vrsta gasovitog biogoriva koje se dobija anaerobnom razgradnjom ili fermentacijom organskih materija, uključujući đubrivo, kanalizacioni mulj, komunalni otpad ili bilo koji drugi biorazgradivi otpad. Sastoji se uglavnom od metana i ugljendioksida. U budućnosti bi mogao biti važan izvor energije. Biogas u sebi sadrži najviše metana i ugljendioksida Anaerobično razgradnja predstavlja process truljenja organske materije bez prisustva kiseonika iz vazduha.

3

SASTAV BIOGASA

Biogas je mešavina više gasova, metana i ugljen-dioksida sa tragovima amonijaka, vodonika, azota, sumpor vodonika, ugljen-monoksida i vodene pare.

Supstance- Procentualni sadržaj (%)

Metan (CH4) 50-70 %

Ugljen-dioksid (CO2) 30-40%

Vodonik (H) 5-10%

Azot (N2) 1-2%

Vodena para (H2O) 0,3%

Sumpor-vodonik (H2S) 0-0,5

Ugljendioksid je gas bez boje i mirisa, teži je od vazduha i predstavlja potpuni produkt sagoravanja. U koncetraciji od 8 do 10 % u vazduhu izaziva glavbolju i mučninu. Kod koncetracija večih od 10% izaziva nesvesticu.

Sumporvodonik je otrovan gas bez boje, ima karakterističan neugodan miris na ubuđana jaja i teži je od vazduha. U mešavini sa vazduhom je eksplozivan, dok u vlažnoj i toploj sredini nagriza sve metale, naročito bakar i bakarne legure.

Metan je glavna komponenta biogasa, nije otrovan, bez boje je i mirisa i lakši je od vazduha. U koncetraciji 5 do 15% sa vazduhom, stvara se eksplozivna mešavina. Kritična tačka metana je kod tempereture od 82.,5 stepeni Celzijusovih.

Kada ovo sumiramo, biogas se sastoji od gorivih i negorivih gasova. Kao gorivi gas je dominantan metan, a kao negorivi to je ugljen-dioksid.

4

DOBIJANJE BIOGASA

Biogas se dobija vrenjem ili truljenjem organske materije, odnosno zelene energije biljaka i otpadnih organskih materija. Sagorevanje biogasa je neutralno, bez CO2, tako da ne doprinosi povećanju efekta staklene bašte u atmosferi.

Ovaj proces se odvija i u prirodi, u barama, u močvarama, u probavnom traktu preživara ili kontrolisano u uređajima za fermentaciju postrojenja za proizvodnju biogasa.

Ulazni materijali se ubacuju u zagrejane i toplotno izolovane uređaje za fermentaciju napravljene od armiranog betona, gde se obavlja fermentacija bez prisustva vazduha na temperaturama između 35 i 38°C. Bakterije se šire kroz biomasu i stvara se gas koji sadrži metan. Ovim biogasom može da se pokrene centralno postrojenje za grejanje i proizvodnju električne energije. Električnom i toplotnom energijom može da se snabdeva lokalna energetska mreža, a preostali materijal se čuva u rezervoaru za skladištenje odakle može direktno da se upotrebi na poljoprivrednom zemljištu ili preradi u kompost i tečno đubrivo. Praktično sve organske materije poput tečnog đubriva, đubriva, otpadne vode iz kanalizacije , biotpada i useva uzgajanih za proizvodnju energije mogu da se koriste za proizvodnju biogasa. Na slici 1 prikazana je šema proizvodnje i distribucije energije korišćenjem biogas.1

Pošto se biogas proizvodi iz biomase koja je razgradivi deo proizvoda, ostataka i otpadaka iz poljoprivrede, šumarstva i drvne industrije - biljnog i životinjskog porekla – čije je energetsko korišćenje dozvoljeno u skladu sa propisima koji uređuju zaštitu životne sredine. Ministarstvo energetike je procenilo da je ukupan energetski potencijal tog resursa u Srbiji 12,5 milona tona, što znači da sirovinska baza za taj alternativan način proizvodnje energije postoji.

1 Škobalj, D., & Jakovljev, Z. (2010). Sistemi proizvodnje biogasa po meri investicija za budućnost.

5

Na slici 1. je prikazan proces celokupan process dobijanja biogasa i njegove dalje primene.

Slika 1.

Proizvodnja biogasa ne zavisi isključivo od poljoprivrednih kultura, bilo da se one koriste direktno ili kao stočno hranivo. Naprotiv, eksploatacija otpadne zelene mase, prerada otpadnih voda, korišćenje organskog otpada iz procesa industrije piva i šećera, prerada klaničnog otpada, pa sve do deponijskog gasa, jesu sve rentabilni izvori biogasa.2

2 Ilija Aralica menadžer u kompaniji “Agrodil”

6

Na slici 2. je prikazana funkcija rada biogas sistema.

Slika 2.

Proces

1. Ulaz stajnjaka dodatnih zelenih materija trava otpadi i ostalih bioloski smesa

2. Odvajanje masnoce talozenje

3. Prvi rezrvoar za fermentaciju

4, Drugi rezrvoar za dodatno vrenje

5. Izdvajanje gasa

6. Prenosenje za sagorevanje i stvaranje energije - struje

7. Prkljucivanje potrosaca - grijanje zgrada - poljoprivrednih objekata - tople leje - susare

8. Treci rezrvor ili skladisni rezrvoar sa cistim bioloskim stajnjakom bez metana i stetnih materija za obradivu zemlju.

PREDNOSTI BIOGASA

7

Glavne prednosti biogasa su:

SMANJENJE POSLEDICA GLOBALNOG ZAGREVANJA

Povećanje koncentracije CO2 u atmosferi uzrokuje globalno zagrevanje. Isparavanjem biogasa također se oslobađa CO2, ali razlika u odnosu na fosilna goriva je u tome što je CO2 iz biogasa nedugo pre oslobađanja bio apsorbovan iz atmosfere fotosintetskom aktivnošću biljaka. Proizvodnjom biogasa AD smanjuju se emisije metana (CH4) i nitro oksida (N2O) do kojih dolazi tokom odlaganja i korišćenja stajskog djubriva.

Korišćenjem biogasa menja se potrošnja fosilnih goriva za proizvodnju energije i pogonskog goriva te se na taj način znatno smanjuje emisija CO2, CH4 i N2O, što doprinosi ublažavanju pojave globalnog zagrevanja.

OBNOVLJIV IZVOR ENERGIJE

Današnje globalno snabdevanje energijom snažno je zavisno od fosilnih izvora (sirova nafta,lignit, ugalj i prirodni plin itd ). Ovi izvori energije fosilizirani su ostaci biljaka i životinja koji su stotinama miliona godina bili izloženi visokim temperaturama i pritisku unutar Zemljine kore. Upravo zbog toga fosilna goriva su neobnovljivi izvori energije, čije se rezerve iscrpljuju znatno brže nego što se stvaraju nove.

SMANJENA ZAVISNOST OD UVOZNIH FOSILNIH GORIVA

Fosilna goriva su ograničeni resursi, koncentrisani na nekoliko područja naše planete. Zemlje koje se nalaze izvan naftom bogatih područja imaju trajno nesiguran status i zavise od uvoza energenata. Većina evropskih zemalja snažno je zavisna od uvoza fosilnih goriva iz područja bogatih fosilnim gorivima kao što su Rusija i zemlje Bliskog istoka. Razvoj i implementacija obnovljivih izvora energije kao što je biogas iz AD, povećava stabilnost nacionalnog snabdevanja energijom i smanjuje zavisnost od uvoza energenata.

8

SMANJENJE OTPADA

Mnoge evropske zemlje suočene su s problemom nastanka velikih količina otpada organskog porekla najpre iz industrije, poljoprivredne proizvodnje, i postrojenja za obradu otpadnih voda. Biogas postrojenja su dobar način za ispunjavanje sve restriktivnijih nacionalnih i evropskih propisa iz područja obrade otpada i iskorišćavanja organskog otpada za proizvodnju energije prilikom čega se organski otpad može reciklirati u đubrivo.

STVARANJE NOVIH RADNIH MESTA

Razvoj nacionalnog bioplinskog sektora pogoduje otvaranju novih firmi sa značajnim ekonomskim potencijalom koje mogu ekonomski osnažiti ruralna područja i stvoriti nova radna mesta

MANJA POTROŠNJA VODE

U poređenju s ostalim biogorivima, za proces proizvodnje biogasa troši se najmanja količina vode. Ovaj aspekt jednako je važan kao i energetska produktivnost biogasa s obzirom na predviđenu nestašicu vode u mnogim delovima sveta.

Činjenica je da živimo u vremenu kada rezerve fosilnih goriva opadaju, energetski troškovi rastu, i prema najavama tek će da rastu posle Nove godine kada se očekuju nova poskupljenja gasa za domaćinstvo. Sa druge strane, životnu sredinu ugrožavamo nepravilnim odlaganjem smeća, a rešenje za problem biološkog otpada i tretman otpadnih organskih materija postaje pitanje od velike važnosti. Takođe smo svesni činjenice da je zemlja siromašna i da su posebno u teškom stanju poljoprivredna dobra koja bi eventualno mogla da koriste ovaj vid alternativne energije. Najisplativiji projekti korišćenja energije biogasa su oni koji se odnose na preduzeća koja u svom procesu proizvodnje dobijaju biomasu kao otpad. To znači da bi uz posedovanje neophodne tehnologije gorivo bilo besplatno, s razlikom u ceni goriva vrlo brzo se isplati uložena investicija u opremu za proizvodnju energije biogasa. Dobijeni biogas iz 1t organskih materija - stajnjaka zamenjuje 60 L loz ulja Ili 120kWh struje i smanjuje izbacivanje ugljendioksida za 200kg. Jedna krava proizvodi dnevno 10-20kg stajnjaka iz toga se proizvede 1-2 mł biogasa - godisnji proizvod stajnjaka jedne krave zamenjuje 300 L loz ulja.

9

ZAKLJUČAK

Investiranje u biogas postrojenje predstavlja dugoročno ulaganje i vezivanje značajnog iznosa sredstava. Potencijalni investitori voñeni ekonomskom logikom moraju biti sigurni da će im investicija u biogas postrojenja obezbediti zaradu. Iz tog razloga je potrebno tokom planiranja izvršiti optimizaciju u skladu sa plasmanom, lokacijom, izvorima supstrata, veličinom postrojenja iskazanoj u jedinicama instalisane snage, učešćem vlastitih sredstava i državnim podsticajima.

Cilj ovog rada je da se na osnovu iskustava u zemljama sa razvijenom proizvodnjom biogasa, ispita meñuzavisnost vrednosti investicija i veličine instalisane snage biogas postrojenja.

Na osnovu rezultata može se zaključiti da se sa povećanjem veličine postrojenja može računati na degresiju specifičnih troškova investicija. Relativni iznos vrednosti investicija po jedinici instalisane snage je dobar pokazatelj, na kojeg takoñe treba obratiti pažnju prilikom utvrñivanja optimalne veličine biogas postrojenja i donošenja strateških odluka njihove izgradnje.

10

LITERATURA

http://www.akter.co.rs/component/content/article/3153-biogas-kao-spas.html

http://www.biogassrbija.com/

http://www.himel.co.rs/biogas.HTM

http://scindeks.nb.rs/article.aspx?query=RELAKW%26and%26biogas&page=1&sort=1&stype=0&backurl=%2fRelated.aspx%3fartak%3dbiogas

http://scindeks.nb.rs/article.aspx?artid=0546-82640801148J

Prof. dr. Dragan Mitić, “Energija”, univerzitet u Nišu

11