23 04 15 Gauti naujienas mobili žurnalas
Mano Ūkis 2007/05
Maža, bet efektyvi biodujų jėgainė
  • Mano ūkis
  • Mano ūkis

Didelės biodujų įmonės ne visuomet yra pakankamai efektyvios. Ne vienas Vokietijos ūkininkas įrodinėja, kad gaminti elektrą iš mažose biodujų jėgainėse gautų biodujų rentabilu.

Per 100 ha valdantis ir 1 000 kiaulių laikantis ūkininkas Hansas Vortmanas biodujų jėgainę pastatė prieš trejus metus. Kai kurie specialistai jo sprendimą kritikavo ir rekomendavo statyti jėgainę, kurioje dujos į elektrą būtų perdirbamos ne mažesnio kaip 500 kW galingumo generatoriuose, nes, remiantis skaičiavimais, mažesnes įmones eksploatuoti neekonomiška. Tačiau tokio galingumo jėgainės statybai ir įrangai reikėtų apie 2 mln. eurų. Sprendimą statyti mažesnio našumo jėgainę (generatorius 59 kW elektros energijos galingumo) jis motyvavo ploto energetiniams augalams auginti bei perdirbtam į biodujas mėšlui išlaistyti trūkumu. Tokio galingumo biodujų jėgainės statyba H. Vortmanui atsiėjo 250 tūkst. eurų.

Dviejų pakopų 100 m³ talpos fermentatorius

Biodujų įmonės „širdis“ – 100 m³ talpos apvalus 13 m aukščio ir 4 m skersmens bokštas su dvigubomis sienomis, kuriame vyksta substrato rūgimo procesas. Pirmiausia augalų masės ir skystojo mėšlo mišinį sraigtinis siurblys pumpuoja į sifono formos viršutinę fermentatoriaus vidinę rūgimo kamerą (8 m³). Šioje kameroje substrato hidrolizės ir rūgimo procesai vyksta, esant 30–40o C temperatūrai.

Papildžius kamerą šviežiu mišiniu, jau aprūgusi jo dalis per apačioje esančią angą nuteka į pagrindinį fermentatorių, kuriame palaikoma pastovi 51o C temperatūra. Temperatūra nekinta dėl proceso metu išsiskiriančios šilumos pašildyto vandens cirkuliacijos. Termofilinės bakterijos neutralioje arba silpnai šarminėje (pH 7–8) aplinkoje iš tarpinių produktų išskiria acto rūgštį, o iš jos – metano dujas.

Priešingai negu įprastuose dideliuose fermentatoriuose substratas maišomas ne specialiu įrenginiu, bet mišinį nuolat maišo sraigtinis siurblys. Tokiam siurbliui prižiūrėti reikia mažiau išlaidų. Be to, gedimo atveju dujų gamybos procesas sustabdomas trupesniam laikui, palyginti su standartinės įrangos remonto trukme.

Greitesni procesai taupo fermentatoriaus tūrį

Substratas fermentatoriuje būna 17–20 dienų. Jo apkrovimas palyginti didelis – 7–8 kg sausos organinės medžiagos 1 m³. Nepaisant nedidelės fermentavimo trukmės, labai jautrios bakterijos substratą gerai suskaido, ir pagaminama daug dujų, tačiau dviejų pakopų fermentatoriuje būtina išlaikyti tam tikras sąlygas: temperatūra, pH vertė ir maišymas turi būti kuo pastovesni ir nenukrypti nuo optimalių parametrų.

Kasdien fermentatorius užpildomas 2,2 t kukurūzų siloso ir 3,5 m³ skystojo kiaulių mėšlo mišiniu. Šviežias substratas iš pradžių tiekiamas ir organinių medžiagų likučiai po biodujų gamybos kaupiami anksčiau statytame 700 m³ talpos skystojo mėšlo rezervuare. Šis procesas valdomas automatiškai.

Šviežias skystas mėšlas tiekiamas kas 2 valandas iš tarpinės 70 m³ talpyklos. Silosas ar javainis tiekiamas iš specialaus dozatoriaus. Šios augalinės medžiagos, prieš patekdamos į fermentatorių, sumaišomos su cirkuliuojančiu skystuoju mėšlu.

Mišinys į hidrolizės fermentatorių pumpuojamas 5 minutes kas 0,5 valandos. Labai svarbu, kad šviežias substratas į fermentatorių būtų tiekiamas nuolat mažais kiekiais. Tuomet temperatūra fermentatoriaus talpoje nukrinta labai nežymiai ir tai nepakenkia mikrobiologiniams procesams.

Slėgio daviklis seka, kaip kinta substrato lygis fermentatoriuje. Kai tik substratas pasiekia 11,9 m lygį, automatiškai užsidaro ventilis ir panaudotas substratas pradeda tekėti į jam skirtą 200 m³ dengtą talpyklą. Po tokia danga dar sukaupiami išsiskiriančių biodujų likučiai. Tokiu būdu biodujų emisija į aplinką labai sumažėja.

Jėgainėje gautos biodujos žemėje įrengtu vamzdžiu tiekiamos į elektros gamybos generatorių. Vamzdyje kondensuojasi dujose esantys vandens garai, kondensatas pašalinamas.

Biodujų gamyba pelninga

Metano dalis gautose biodujose siekia 52–55 proc. Iš 2,2 t kukurūzų siloso ir 3,5 m³ skystojo mėšlo kiekvieną dieną įmonėje pagaminama apie 550 m³ biodujų. Palyginti su galiojančiais standartais, šioje jėgainėje biodujų išeiga yra nuo 10 iki 20 proc. didesnė. Degdamos biodujos suka 59 kW elektros galios generatorių. Už parduotą į bendrus tinklus elektrą, pagamintą iš atsinaujinančių energijos šaltinių, kartu su kainos priedu ūkininkas gauna po 17,5 EUR ct/kWh (0,60 Lt/kWh).

Per metus parduodama apie 400 000 kWh ūkyje pagamintos elektros energijos, už kurią biojėgainės savininkas gauna apie 70 000 eurų (apie 242 000 Lt) pajamų. Be to, dalis ūkyje pagamintų biodujų naudojama savo ir kaimyno gyvenamosioms patalpoms apšildyti. Taip sutaupoma apie 5 000 litrų krosninio kuro.

Įrengti biodujų jėgainę (įskaitant fermentatorių, mišinio paruošimo talpyklas, dozatorių, pumpavimo techniką, generatorių, valdymo įrangą ir biodujų kaupimo talpyklą) ūkininkui kainavo apie 250 tūkst. EUR (862 tūkst. Lt). Ketvirtadalis išlaidų buvo kompensuota iš specialios programos lėšų. Taigi kiekvienas jėgainės galingumo kilovatas atsiėjo apie 4 tūkst. EUR (13,8 tūkst. Lt). Ūkininkas H. Vortnmanas skaičiuoja, kad jėgainė kiekvienais metais duoda apie 10 tūkst. EUR (34,5 tūkst. Lt) pelno.

Kadangi jėgainės įranga gana patikima, jos amortizacija nežymi, biodujų gamybos įrangai prižiūrėti ūkininkas skiria ne daugiau kaip 1 valandą per dieną. Nedidelių darbo sąnaudų prireikia ir silosui bei javainiui gaminti. Biodujoms gaminti reikalingi kukurūzai auginami 12 ha, o javai 5 ha plote. Nors H. Vortmano valdos yra netoli miesto, perdirbtą, beveik neskleidžiantį nemalonaus kvapo skystąjį mėšlą ūkininkas naudoja augalams tręšti be jokių apribojimų.


Parengta pagal užsienio spaudą