Bio elektrinės

Mes rengiame BIO elektrinių nuo 250kW iki 3MW techninius projektus, detaliuosius planus. Tvarkome reikalingus dokumentus energetikos ministerijoje.

Koks substratas gali būti naudojamas biodujų jėgainėje?

Biologiniam procesui biodujų jėgainėje palaikyti galima naudoti įvairiausius substratus. Bene populiariausias ir ekonomiškai naudingiausias mišinys yra mėšlo ir energetinių augalų (pvz. kukurūzų ar žolės) siloso kombinacija. Ekonomiskai efektyvu naudoti įvairius ko-substratus: daržoves ir jų atliekas, skerdyklos atliekas, maisto likučius, maisto pramonės atliekas ir pan.

Koks reikalingas žaliavos kiekis?

Kalbant apie žaliavos kiekį derėtų žinoti, jog galingumui pasiekti reikalingas žaliavos kiekis tiesiogiai priklauso nuo to kiek kubinių metrų (m3) biodujų gali išsiskirti iš tam tikro substrato. Taip pat nederėtų pamiršti metano koncentraciją išsiskiriančiose biodujose, kadangi nuo to priklauso dujų energetinė vertė. Pavyzdžiui iš 1 tonos kukurūzų siloso išsiskiria apie ~200 m3 biodujų, kurių energetinė vertė siekia ~5,5 kWh/m3; o iš 1 tonos kiaulių mėšlo išsiskiris ~25 m3 biodujų, kurių energetinė vertė sieks ~5,2 kWh/m3. Taigi vienos rūšies substrato tam tikram biodujų jėgainės galingumui išlaikyti gali reikėti kur kas daugiau nei kitokios.

Ar galima keisti naudojamą substratą?

Biologinio proceso stabilumui palaikyti yra labai svarbus pastovumas. Bet kokie didesni pokyčiai bakterijų mityboje gali turėti neigiamą įtaką išsiskiriančiam biodujų kiekiui arba jų kokybei, todėl substrato keitimas ar papildomų ko-substratų panaudojimas didesniais kiekiais yra vykdomas su griežta biologų priežiūra.

Kokia nauda iš biodujų jėgainės?

Visų pirma derėtų žinoti, jog kogeneracinėje biodujų jėgainėje gaminama ne tik elektra, bet ir šiluma (gaunama aušinant vidaus degimo variklį, sukantį generatorių) bei po fermentacijos proceso susidarančios vertingos bekvapės trąšos. Taip pat, priklausomai nuo konkretaus projekto, biodujų jėgainėje kaip substratas dažnai naudojamos atliekos, už kurių utilizavimą reikia mokėti (pvz. Skerdyklos atliekos (II-III kat.). Todėl ekonomiškai pati efektyviausia kombinacija yra kuomet kaip žaliava yra naudojamos atliekos už kurių utilizavima paprastai reikia mokėti, kuomet gaminame ir parduodame elektros energiją, turime kur utilizuoti atliekinę šilumą bei tikslingai sunaudosime/parduosime išeigoje susidarančias trąšas.

Kokie yra jėgainės energetiniai poreikiai?

Savo poreikiams biodujų jėgainė, priklausomai nuo dydžio, sunaudoja apie 5% pagaminamos elektros energijos (siurbliams, el. sistemoms, maišymui ir pan.) , bei apie 1/3 gaunamos šilumos (šiluma panaudojama bioreaktorių pašildymui, siekiant užtikrinti pastovią biologinio proceso temperatūra).
Kokią paramą įmanoma gauti statant biodujų jėgainę?
Bio dujų jėgainei statyti šiuo metu galima rinktis iš 2 finansavimo šaltinių:
ES struktūrinė parama ( Daugiau informacijos: http://www.ukmin.lt/lt/veiklos_kryptys/es_strukturiniai_fondai/2007-2013... )
Lietuvos Aplinkos Apsaugos Investicijų fondas (Daugiau: http://www.laaif.lt/index.php?-788367798

BIO dujų gamybos procesas

Biodujų gamyba yra sudėtingas biologinis-cheminis procesas, kurio metu organines medžiagas veikia skirtingų rūšių bakterijos. Proceso metu sudėtingi organiniai junginiai suskaidomi į elementarius, kuriuos metanogeninės bakterijos verčia į biodujas – metano, anglies dioksido ir kitų dujų junginį. Metanogeninės bakterijos yra labai jautrūs anaerobai, todėl temperatūra, rūgštingumas ir šarmingumas, oksidacinis redukcinis potencialas ir kiti aplinkos veiksniai privalo atitikti jų reikalavimus. Medžiagų apykaitos aktyvumas ir metano gamybos intensyvumas taip pat priklauso nuo perdirbamo substrato sudėties, palaikomos temperatūros ir jos svyravimų, išlaikymo trukmės, slopinančių faktorių.

Mikrobiologinė veikla biodujų reaktoriuose yra palankiausia esant neutraliai arba silpnai šarminei aplinkai (6,5 < pH < 8,5). Biodujų gamyba yra kompleksinis procesas, kai tuo pačiu metu veikia kelios mikroorganizmų grupės. Dėl šios priežasties, esant subalansuotai žaliavų sudėčiai, substrato rūgštingumas išlieka stabilus. Bioreaktoriaus substrato rūgštingumą galima sumažinti nutraukus bei sumažinus šviežios biomasės tiekimą. Cheminiu būdu galima efektyviau sumažinti substrato rūgštingumą. Tuo tikslu naudojami karbonatai, soda. Cheminį būdą tenka naudoti perdirbant didelę riebalų ar baltymų koncentraciją turinčias organines atliekas.

Metano gamyba galima labai plačiose temperatūros ribose – nuo 0 iki 100 ºC. Tačiau kiekvienai procese dalyvaujančių mikroorganizmų rūšiai yra tik jai būdinga optimali temperatūra. Biodujų energetikoje priimta proceso temperatūras skirstyti į tris grupes: psichrofilinę (10 – 25 ºC), mezofilinę (25 – 40 ºC), termofilinę (50 – 65 ºC). Mezofiliniai biodujų reaktoriai dažniausiai naudojami gyvulių mėšlui ir maisto produktų įmonių atliekų perdirbimui. Normaliai fermentacijai reikalinga stabili darbo temperatūra. Biodujų mikrobai, kaip ir kiti gyvi organizmai, yra jautrūs aplinkos temperatūros pokyčiams. Didesni temperatūros pokyčiai gali sutrikdyti biodujų gamybą ir parūgštinti substratą. Rekomenduojama, kad temperatūros kitimo sparta nebūtų didesnė kaip ± 2 oC/h - psichrofiliniame režime, ± 1 oC/h – mezofiliniame ir ± 0,5 oC/h – termofiliniame. Biomasė reaktoriuje išbūna nustatytą laiką, per kurį didesnioji jos dalis suyra ir virsta biodujomis. Šis laikotarpis priklauso nuo biomasės prigimties ir sudėties. Ilgiausiai trunka biomasės rišamųjų medžiagų – celiuliozės ir hemiceliuliozės suirimas. Lengviau suyra baltymai, riebalai ir angliavandeniai. Ilgesnė biomasės perdirbimo trukmė yra susijusi su didesnėmis energetinėmis sąnaudomis, todėl parenkant žaliavas biodujų gamybai ir sudarant biodujų gamybos programą būtina atlikti energetinio efektyvumo įvertinimą.

Skerdyklų atliekos (vidurių turinys, kraujas, riebalai) turi didelį energetinį potencialą. Tačiau jų naudojimas yra reglamentuojamas dėl potencialaus pavojaus pernešti ligas, pavojingas bakterijas per biodujų reaktorius į laukus, tręšiamus perdirbta biomase. Dėl šios priežasties skerdyklų atliekos prieš perdirbimą turi būti termiškai nukenksminamos. Tuo tikslu biodujų jėgainėse  įrengiami terminio nukenksminimo įrenginiai, autoklavai, kuriuose pavojingos atliekos išlaikomos nustatytą laiką padidintoje temperatūroje (70 - 130 ºC).
Biodujų energinė vertė tiesiogiai susijusi su metano koncentracija. Esant metano daugiau negu 55%, biodujos laikomos vertingu kuru. Metanas yra bekvapis, netoksiškas ir lengvesnis už orą. Deginamas metanas virsta anglies dioksidu ir vandens garais.

Biodujų jėgainės struktūra ir technologinė schema priklauso nuo įvairių veiksnių: žaliavos rūšies ir sudėties, jos pristatymo būdo, bioreaktorių tipo ir dydžio, proceso parametrų, perdirbto substrato panaudojimo, pagamintų biodujų kiekio ir sudėties, energetinės konversijos įrenginių tipo ir kiekio, pagamintos energijos vartotojų. Klasikinėje biodujų jėgainėje įrengiami žaliavos surinkimo, paruošimo bei transportavimo įrenginiai, bioreaktoriai, pagamintų biodujų saugyklos, valymo ir deginimo įrenginiai, perdirbtos biomasės rezervuarai, separatoriai, technologinių įrenginių valdikliai ir duomenų kaupikliai, elektros ir šiluminės energijos tinklai bei paskirstymo įrenginiai.

Perdirbama biomasė į biodujų reaktorių tiekiama tiesiogiai vamzdynais iš atliekų prieduobės. Transportuojant vietoje pakanka įrengti vamzdynus ir siurblį. Skystosios atliekos biodujų jėgainės sandara ir technologinė schema priklauso nuo įvairių veiksnių: žaliavos rūšies, sudėties bei jos pristatymo būdo, bioreaktorių tipo ir dydžio, proceso parametrų, perdirbto substrato panaudojimo, pagamintų biodujų kiekio ir sudėties, energetinės konversijos įrenginių tipo ir kiekio, pagamintos energijos vartotojų. Rauginant atliekas visą darbą atlieka anaerobiniai mikroorganizmai. Į bioreaktorių mikroorganizmai įvedami vieną kartą  pirmojo paleidimo metu. Toliau jokių papildomų mikroorganizmų ir sąnaudų nebereikia. Mikroorganizmai įvedami vienu iš trijų būdų: 1) mikroorganizmų koncentrato įvedimas; 2) pridedant šviežio mėšlo arba 3) pridedant biomasės iš kito veikiančio reaktoriaus. Paprasatai naudojamas 2 ir 3 būdas dėl pigumo. Mėšle mikrobų yra, ir jie patenka į jį dar iš gyvūnų žarnyno. Šitie mikroorganizmai naudingi, ir nei žmogui, nei gyvūnams nėra žalingi. Be to, reaktorius – tai hermetiška sistema. Organinės atliekos bus tiekiamos į reaktorių porcijomis, siekiant reguliuoti gaminamų biodujų kiekį. Biomasė biodujų reaktoriuose turi būti nuolatos arba periodiškai maišoma, kad nesisluoksniuotų ar nesusidarytų nuosėdos. Perdirbama biomasė šilumokaičiais bus pašildoma iki procese naudojamos temperatūros. Šilumokaičiai bus įrengti bioreaktoriaus viduje. Bioreaktoriaus viduje įrengti šilumokaičiai pašildis šviežią žaliavą ir palaikis reikalingą substrato temperatūrą. Reaktoriu tarnavimo laikas daugiau kaip 25-30 metų.