Biogáz földgázminőségben
2009/3. lapszám | VGF&HKL online | 3662 |
Figylem! Ez a cikk 15 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
Gáz vagy megújulók? Esetleg gáz helyett gáz, „föld” helyett „bio”? A földgáz kiváltását persze nem kell elsietni, de az alternatív megoldások kutatása felgyorsulhat. A cikkíró a schwehati repülőtér szomszédságában elhelyezkedő Margarethen am Moos-i biogázüzemet látogatta meg többedmagával, a Magyar Biogáz Egyesület szervezésében. A programfelelős Pallagi Ferenc, a Grennet Magyarország projektmenedzsere volt.
A fermentorok és a kiszolgáló létesítmények |
Az üzemnek több tulajdonosa van, és kft. formában üzemel. A biogázüzemet 2005-ben 7 hónap alatt építették meg.
A szükséges nyersanyagot 14 helyi gazda együttműködésével állítják elő, akik 1200 hektár művelt területüknek kb. 300-400 hektárjáról biztosítják az energiatermeléshez szükséges növényi alapanyagokat: kukoricaszilázst, többször kaszált zöld lucernát és kölest. Ezek éves tömörített mennyisége 15 000-16 000 tonna. A növényi alapanyagok szárazanyag-mennyisége kb. 5000-6000 t/év. De érkezik a biogáz üzembe évente kb. 2500 m3 sertés hígtrágya is.
A membránok |
Főbb műszaki jellemzők:
- 200 m3-es vasbeton hígtrágya-fogadó,
- 8000 m3 silózott növényi alapanyag-keveréket tároló betonsiló,
- 50 m3 térfogatú növényi alapanyag napi tároló 2 db kihordó csigával,
- 2 db 2200 m3-es vasbeton előfermentor,
- 4500 m3-es vasbeton utófermentor,
- mindhárom fermentor gázbiztos lefedéssel van ellátva, s ezekben kb. 1300 m3 gáz tárolható,
- V = 5500 m3 térfogatú, földmedencés, 3 rétegű szigetelt biotrágya-tároló,
- 1 db 900 kW hőteljesítményű biogáz/biodizel csúcs gázkazán,
- 1 db gázmotor; elektromos teljesítmény: 526 kW, hőteljesítmény: 566 kW, gázmotor éves üzemóra: 8000-8400 óra.
A technológiai folyamat
A sertés hígtrágyát egy 200 m3-es vasbeton műtárgyban fogadják, és ide érkezik vissza a végtermék-szeparálóból a hígfázis is. A betonsiló alapanyag tárolóban kb. 8000 m3 silózott növényi alapanyag-keveréket tudnak elhelyezni. Itt az egész éves működéshez szükséges alapanyag keveréket el lehet tárolni. A növényi alapanyagot kanalas rakodóval juttatják el az 50 m3 térfogatú napi tárolóba. A napi tároló alátámasztó lábai alatt mérőbélyegeket helyeztek el, ezzel mérni tudják a berakott mennyiséget, és azt is, hogy a 2 db kihordó csigával óránként váltva mennyit adagoltak egyenként a 2200 m3-es fermentorokba. A fermentorokba óránként felváltva beadagolt száraz alapanyag hígítása a sertés hígtrágyával, illetve a végtermék-szeparálóból származó hígfázissal történik. Az előfermentorok fűtése belső csőkígyóban áramoltatott meleg vízzel történik, keverésük hidromotorral hajtott keverőkkel. Az előfermentorokból a 6-8% szárazanyag-tartalmú szubsztrátum a 4500 m3-es vasbeton utófermentorba kerül.
A 4500 m3 tárolótérfogatú utófermentorból az 5-7% szárazanyag-tartalmú nedves biotrágya vagy közvetlenül az 5500 m3 térfogatú szigetelt, földmedencés biotrágya-tárolóba kerül, vagy pedig egy fázisszétválasztó szeparátorba. A két műtárgyban együttesen160 napi biotrágya-mennyiség elhelyezésére van lehetőség. A szeparátor a betáplált anyagot két fázisra bontja: 14-16% szárazanyag-tartalmú biotrágyára és 0,5-1% szárazanyag-tartalmú folyadékfázisra. Ez utóbbi szolgál az előfermentációs reaktorban lévő alapanyag hígítására. A biogázüzemben a fermentációs folyamatnak két végterméke van: biotrágya és biogáz.
A sematikus membrános szétválasztási rajz azt mutatja be, hogy a biogázt (CH4 és CO2 keveréke) bevezetik a membrántekercsbe. A CO2 átmegy a membrán felületén, a CH4 nem. Az így szétválasztott két alkotót külön-külön elvezetik. |
Biotrágya-hasznosítás
A biotrágyát nedves vagy víztelenített állapotban a gazdák olyan arányban vihetik el, amilyen arányban a növényi alapanyagot beszállították a biogázüzembe.
Biogáz-hasznosítás
Az éves biogáztermelés 2 800 000-3 200 000 m3. A biogázüzem technológiájához hő szükséges. Hő kell a fermentorokba betáplált alapanyag 35 oC-ra történő felfűtéséhez, és a fermentorok transzmissziós hőveszteségének pótlására. A biogázüzem beindításához szükséges hőt a 900 kW hőteljesítményű kazán biztosította. Ekkor a kazán biodízellel üzemelt mindaddig, amíg a fermentációs folyamat stabilizálódása után a folyamatos biogáztermelés be nem indult, amikor is a kazánt biogáztüzelésre állították át.
A biogázt az üzemben még egy helyen tudják eltüzelni, az 566 kW hő- és 526 kW elektromos teljesítményű gázmotorban. A megtermelt villamos energiát feltranszformálás után a helyi áramszolgáltató hálózatába táplálják. A kalkulált áramtermelés 4200 MWh/év. A hő hasznosítására a településen 3 km hosszú távfűtő vezetéket építettek. A távfűtés előnyeit először 33 vevőnek, majd később bővítés után 44 hőfelhasználónak tudják biztosítani. A távfűtés hőigénye 1,2 MW. A gázmotor által termelt hő alapvetően a biogázüzem technológiai igényeit elégíti ki, és a felesleg megy a távfűtő hálózatba. Ha ez kevés, akkor a csúcs gázkazánt is üzembe állítják. A kalkulált eladott hő 4000 MWh/év.
Gáztárolás 200 bar nyomáson |
A jó eredmények alapján további fejlesztéseket határoztak el, ami a biogáz további hasznosítását teszi lehetővé, ez pedig a biometán gépjármű üzemanyag-előállítás. 2008. augusztus 29-én a sikeres próbaüzem után hivatalosan is megnyitották a Margarethen am Moos-ban felépített biometán-előállító rendszert és a biogáz-gépkocsi üzemanyagtöltő állomást. Ennek a projektnek a távolabbi célja egyértelműen az volt, hogy a régió hálózatba szervezett ellátása legyen megoldott saját termelésű biogázból előállított üzemanyaggal. Alsó-Ausztria arra törekszik, hogy ezt teljesítse kerületenként legalább egy föld- vagy biogáz gépjármű üzemanyagtöltő állomás létrehozásával. A földgázminőségűre tisztított biogáz „methaPUR” néven kerül a forgalomba. A termelési kapacitás 25 kilogramm óránként, ami egy folyékony földgázüzemű járművel elegendő közel 500 kilométer megtételére. A biogáz tisztítási technológiája félig áteresztő membránok alkalmazásán és vízzel történő elnyeletésen alapszik.
A Margarethen am Moos-i 25 kg/h tisztított biometánt előállító rendszer és a gépkocsi üzemanyagtöltő állomás főbb technológiai jellemzői:
A biogázt kompresszorral 4 bar nyomásúra sűrítik, ezt követi a kéntelenítés és a hűtve szárítás (nedvességelvonás), majd kétoszlopos membrántechnológiával történő szétválasztás CH4-re és CO2-re. Ezután jön a tisztított metán komprimálása 200 bar-ra, majd végül a sűrített metán tárolása 24 db 50 literes palackban. Szükséges volt ugyanakkor speciális töltőpisztollyal rendelkező üzemanyag-kimérő kútoszlop kialakítása. (Jelenleg Alsó-Ausztriában 230-250 különböző alternatív üzemanyaggal meghajtott személyjármű van forgalomban.) A tisztított gáz jellemzői: 97% CH4, 3% CO2, 2-3 ppm H2S. A gáz ára: 0,898 euró/kg
Az üzem gazdasági adatai
Beruházási költség: kb. 3 millió euró. 1 kWh elektromos áramot 14,5 eurócentért, a hőt 4 eurócentért adják el, de további bevételük van még különböző más csúcsfaktor tényezőkért is. Az amortizációs időt 13 évre számolták. A korábban, már 2007-ben átadott biogázüzem 2,2 millió euróba, a 2008 őszén átadott biogáz üzemanyagtöltő állomás 550 000 euróba került. Alsó-Ausztria tartomány 400 000 euróval járult a fejlesztéshez.
Hódi János