Применение технологий утилизации биогаза из ТБО

2 2 Почему использовать биогаз из ТБО? Местный доступный вид топлива Легко собрать и использовать Возобновляемый источник энергии Непрерывность - 24 часа в день, 7 дней в неделю Существуют надежные технологии для использования биогаза > 90% эффективного использования Использование топлива, которое в противном случае было бы потеряно Защита окружающей среды путем снижения неконтролируемых выбросов биогаза в атмосферу

3 3 Современный полигон твердых бытовых отходов

4 4

5 5 Преимущества проектов по утилизации свалочного газа Уничтожение метана и других органических соединений, содержащихся в биогазе Сокращение использования невозобновляемых источников энергии Каждый МВт установленной мощности: –Ежегодный экологический эффект, соответствующий посадке 4900 гектаров леса или сокращению выбросов СО 2 от 9000 машин. –Ежегодный энергетический эффект соответствует сокращению потребления баррелей нефти, или сокращению потребления 200 вагонов угля, или соответствует количеству электроэнергии, необходимой для 650 домашних хозяйств

6 6 Свалочный газ использовался при производстве…? Цветов и томатов Керамики и цветов Автомобилей и грузовиков Фармацевтики Кирпичей и бетона Стали Апельсинового и яблочного сока Гамбургеров Биодизеля и этанола Потребительских товаров Стекловолокна, нейлона и бумаги Джинсовых тканей Электроники Химикатов Шоколада Осушенных осадков сточных вод Соевых продуктов Ковров Инфракрасного тепла «зеленой» энергии Сокращение затрат Содействие устойчивого развития

7 7 Возможные варианты использования Прямое использование Комбинированное производство теплоты и электроэнергии (когенерация) Производство электроэнергии Альтернативные топлива

8 8 Прямая Утилизация Газа Котлы Прямое использование для производства теплоты – печи, топки Новые технологии –Теплицы –Инфракрасные нагреватели –Печи для обжига гончарных изделий –Испарение фильтрата

9 9 Прямая Утилизация Газа Газ по трубам доставляется к ближайшему потребителю для использования в котлах, печах, и в других процессах 100 проектов в США Длина трубопроводов от 0.6 до 15 км –Наиболее выгодные проекты – длина трубопровода менее 5 км Газ используется потребителем вне объекта (полигона)

10 Прямое использование

11 Теплицы Используются как тепло, так и электроэнергия Углекислый газ может использоваться для выращивания растений. 6 проектов, реализованных в теплицах в США

12 H 2 Gro Теплицы Нью-Йорк, США Запущен в Июне 1, 2001 Мощность 5.6 МВт - 7 двигателей Caterpillar G3516 Обеспечивает полностью потребности теплиц H 2 Gro в тепле и электроэнергии Избыток электроэнергии продается в сеть Территория 7½ акров, производится 10,000 фунтов/день или 3.5 миллионов фунтов/год томатов

13 Обогреватели инфракрасного излучения Используются для обогрева хранилищ и других помещений

14 Энергетический центр

15 Энергетический центр

16 Испарение фильтрата Использование свалочного газа для обработки фильтрата Коммерчески доступная технология Установки работают в США и в других странах. В США всего 20 установок

17 Комбинированное производство теплоты и электроэнергии (когенерация) Крупная промышленность Микротурбины

18 Преимущества –Больший общий КПД, за счет утилизации тепла уходящих газов – до 80% –Доступны специализированные когенерационные системы –Гибкость – из утилизированного сбросного тепла можно производить горячую воду или пар Имеются дополнительные затраты Комбинированное производство теплоты и электроэнергии (когенерация)

19 Когенерационная установка Висконсин, США Трубопровод длиной 3 мили от полигона Турбина мощностью 3.2 МВт, из тепла уходящих газов производится фунтов/час пара Потребление ископаемого топлива на заводе сократилось на 50%, выбросы парниковых газов – на 47% Валовой доход от сокращения потребления энергии - $2.4 млн./год (чистый доход = $1 млн./год) Вторая турбина мощностью 3.2 МВт в стадии конструкции

20 Трубопровод длиной 9.5 миль от полигона 4 турбины, модернизированные для сжигания свалочного газа 4.8 МВт = 25% от общих потребностей завода в электроэнергии 72 млн. БТЕ/час = 80% от общих потребностей завода в тепловой энергии (горячая вода, отопление, охлаждение) BMW экономит $1 млн./год Когенерационная Установка Южная Каролина, США

21 Когенерационная установка Иллинойс, США Начальная школа Когенерация на свалочном газе 12 микротурбин общей мощностью 360 кВт Утилизация теплоты уходящих газов позволяет производить БТЕ/час при 550 o Школа планирует экономить до $100,000/год

22 Производство Электроэнергии Доминирующий тип проектов в США –В США установлено 1100 МВт (всего около 250 проектов) Электроэнергия продается коммунальным предприятиям, кооперативам или ближайшим потребителям Средний размер проектов: 4 МВт (500 кВт - 50 МВт)

23 Производство Электроэнергии Двигатели внутреннего сгорания Турбины Микротурбины Новые технологии –Двигатели Стирлинга

24 Двигатели внутреннего сгорания Мощность –1-3 МВт Проверено и надежно

25 Двигатели внутреннего сгорания малой мощности Мощность – кВт

26 Турбины: газовые, паровые, парогазовый цикл Мощность: 1-10 МВт Преимущества –Устойчивость к коррозии –Низкие эксплутационные затраты и затраты на техобслуживание –Небольшие габариты –Низкие выбросы NOx

27 Недостатки –Низкий КПД при неполной нагрузке –Высокая паразитная нагрузка из-за высоких требований к компрессии газа Турбины: газовые, паровые, парогазовый цикл

28 Микротурбины Мощность: кВт Преимущества –Низкие эмиссии –Возможность использовать разные топлива –Малые габариты и масса –Не требуется предварительная подготовка топлива –Низкие затраты на техобслуживание

29 Новые Технологии Двигатель Стирлинга Мощность кВт

30 Альтернативные топлива –Обогащение газа для получения высокой теплотворной способности –Моторные топлива

31 Обогащение – доведение до высокой теплотворной способности Технология –Повышение концентрации метана в газе с 50% до % с помощью очистки –Первый шаг – удаление углекислого газа Преимущества –Очищенный газ можно поставлять в существующие газопроводы –Метан может использоваться в качестве сырья –Сокращение использования ископаемых топлив

32 Обогащение – доведение до высокой теплотворной способности Недостатки –Необходимо соблюдать строгие стандарты газотранспортной системы –Дорогостоящая технология –Экономически оправданно только для крупномасштабных проектов

33 Биогаз как моторное топливо Установки по производству Биодизеля Сжатый природный газ как топливо для оборудования полигонов и автомобилей Сжатый природный газ как топливо для автобусов Производство Дизеля из свалочного газа (Methanol to biodiesel) Производство Этанола

34 Выводы Существует много способов для выгодного использования свалочного газа Доступные технологии – от исследовательских и пилотных проектов до коммерческих образцов