Образование биогаза в природных условиях

Разрушение органических веществ и ферментация субстата с образованием метана в природных условиях происходит и в настоящее время, например в разных отложениях и органических остатках различных водоемов, торфяных болотах, а также сточных водах. Точнее там, где при разрушении органического субстата образуются специфические акцепторы электронов СН₄ и СО₂. При этом активность этих процессов и выделение биогаза различно. Причем, например, в ряде водоемов, например, Африки выделяется такое количество биогаза. что присутствовать в их районе без противогаза опасно.

Однако скопления таких огромных количеств газа, какие добываются в газоносных провинциях из недр земли, получить не удастся. Тем не менее, фотосинтез на земном шаре, в результате солнечного воздействия, способствует образованию биомассы в объеме 120 млрд. т. сухого органического вещества в год, что эквивалентно энергетическим запасам 40 млрд т. нефти. Поэтому, в настоящее время превращение биомассы в энергию и топливо может перекрыть до 10% энергетических потребностей стран с развитой промышленностью.

Сырье для получения биогаза

Биомасса главный источник энергии "третьего мира". Она играет заметную роль и в развитых странах, где используется при прямом сжигании и получении электроэнергии. Биомасса используется и для получения биогаза во Франции, Голландии, Германии и др.

Термин "биомасса" распространяется на все виды веществ растительного и животного происхождения. продукты жизнедеятельности животных и человека, органические отходы.

Количество и виды топлив, получаемых из биомассы, зависит как от общего объема воспроизводимой биомассы, так и от ее качества: влажности, состава органических веществ, физических особенностей биомассы.

Биомассу, как и биогаз экономически выгодно использовать локально, без дальнейшей транспортировки, так как даже успешное изыскание крупномасштабных объемов высокопродуктивной биомассы, с современной технологией получения биогаза не дает достаточного его объема для перекачки по магистральному газопроводу и эффективному промышленному хранению. В лучшем случае он может быть закачан после компремирования в магистральный газопровод - отвод на ГРС. или направлен в хранилище сжиженного природного газа, после сжижения при криогенных температурах.

В настоящее время все больший интерес приобретают технологии получения из биомассы метана, наряду с существующими процессами прямого сжигания для получения электроэнергии, гидролиза, синтеза и др.

В практике получения биогаза широкое распространение получила мягкая органика (биомасса) в виде навоза, растительных остатков, опилок, в виде подстилочного материала и остатков животных, стоков животноводческих ферм, скотобоен (получение зоогаза) растительных сельскохозяйственных и огородных культур, утилизация отходов и птицеводства, жизнедеятельности человека в виде канализационных стоков, многолетние травы и морские водоросли и растения. Значительная часть этой биомассы содержит более 50% воды, поэтому она имеет высокое содержание сырой клетчатки, требует специфичной технологии при переработке, ее сложно хранить.

К второй группе следует отнести биомассу растительного происхождения с твердой органикой. К ней следует отнести торф, древесину тополя, сосны, ольхи, эвкалипт и др. Но медленное воспроизводство древесины пригодной биомассы привело ряд стран к исследованию генетики и селекции особых быстрорастущих пород деревьев и кустарников, выведены быстрорастущие сорта тополя, сосны, тропических деревьев (прирост возрос с 30 ц/га до 80 ц/га в год).

В связи с возможностью получения биогаза – ценного топлива из мягкой и твердой органики, составляющего в среднем 155 м³ на 1 тонну органических отходов, многие страны занимаются поиском эффективных технологий его получения.