Producerea si Utilizarea Biogazului Pentru Obtinerea de EnergiePRODUCEREA SI UTILIZAREA BIOGAZULUIPENTRU OBTINEREA DE ENERGIE

CUPRINS

CAPITOLUL 1

1.1.Energie regenerativ-35 miliarde Euro-Biogaz4

1.2.Biogazul-o afacere cu perspectiv....4

1.3.Introducere:De ce biogaz? .......6

1.4. Ce este biogazul? ..10

CAPITOLUL 2

2.1.Bazele metodologiei.Aspecte microbiologice ale metanogenezei. ..11

2.2.Factorii care influeneaza producia de biogaz.14

2.2.1.Materie prim.14

2.2.2.Temperatu.19

2.2.3.Presiune..20

2.2.4.Agitarea..21

2.2.5.Aciditatea...21

CAPITOLUL 3

3.1.Materii prime pentru obtinerea biogazului22

3.1.1. Resurse din agricultur..24

3.1.2.Resurse din industria alimentar.25

3.1.2.1.Industria laptelui25

3.1.2.2.Indistria crnii.26

3.1.2.3.Industria petelui.26

3.1.2.4Fabrici de drojdie.27

3.1.2.5.Fabrici de zahar..27

3.1.2.6.Industria uleiurilor vegetale28

3.1.2.7.Industria conservelor de legume.. .28

3.1.2.8.Industria berii i a malului.28

3.1.2.9.Industria vinului i a buturilor spirtoase..28

3.1.3.Resurse din aezari umane..29

CAPITILUL 4

4.1.Criterii de alegere si dimensionare a instalaiilor de biogaz..30

4.2.Stabilirea necesarului de biogaz la utilizator.31

4.2.1. Necesarul de energie termic pentru prepararea hranei. ...31

4.2.2. Necesarul de energie termic pentru nclzirea apei menajere..32

4.2.3. Necesarul de energie termic pentru ncalzirea locuinei..32

4.2.4. Necesarul de energie electric.......33

4.3.Stabilirea potenialului metanogen al utilizatorului...34

4.4.Bilanul material al instalatiei de biogaz36

CAPITOLUL 5

5.1.Echipamente tehnologice de producer a biogazului cu alimentare discontinu. .....37

5.1.1.Echipament tehnologic38

5.1.2.Construcia generatorului.......38

5.1.3.Funcionarea instalaiei39

CAPITOLUL 6

6.1.Concluzii

ANEXE43

BIBLIOGRAFIE..72

1.1.Energie regenerativ - 35 Miliarde Euro-Biogaz

Al doilea raport al UE postaderare, din cadrul mecanismului de verificare i cooperare cu Romnia i Bulgaria va fi publicat n Ianuarie 2008. Probabil se va renuna la propunerea de a reduce cu 25% ajutoarele financiare UE din domeniul agricol. Pentru rentabilitatea staiilor de biogaz aceast decizie este foarte important, deoarece ele depind de costul de producie al materiei prime.

Strategia energetic a Romniei estimeaz investiiile necesare n acest sector la 35 Mrd Euro, pn n 2020, prevznd o dublare a capacitii de producie. n 2008 se vor porni o serie de investiii, n domeniul energiilor regenerative fiind prevzute 1,8 Mrd. Euro, iar n domeniul de eficien energetic 2,5 Mrd. Euro.

Construcia staiilor de biogaz, este influenat negativ de preurile ridicate a materialelor de construcie. n Romnia preurile la materialele de construcie, au crescut n 2007, comparativ cu 2006 cu 20%. Avnd n vedere c sectorul de construcii a avut rate de cretere de 30%, aceast cretere a preurilor va continua i n 2008, dei au fost puse n funciune capaciti considerabile de producie. Att timp ct preul la construcii n betoane nu este stabil, preul final al unei staii de biogaz nu poate fi determinat.

1.2.Biogazul - o afacere cu perspectiva.

Companiile romnesti vor putea accesa ,n fiecare an, fonduri structurale pentru pentru proiecte n sectorul energetic n valoare total de 17 milioane de euro,au declarat n cadrul unei ntlniri cu agenii economici , reprezentanii, organismului Organismului Intermediar pentru energie(OIE) n cadrul Ministerului Economiei i ComeruluiI(MEC), informeaz NewsIn. "Din cele circa 600 de milioane de euro pe care UE le aloc Romaniei n perioada 2007-2013 pentru proiecte energetice, n 2007 vor putea fi accesate 17 milioane de euro, in 2008 - aproximativ 50 de milioane de euro, urmnd ca pe parcursul anilor, fondurile sa creasc la peste 100 de milioane de euro anual", au spus oficialii OIE din cadrul MEC.Pentru proiecte n domeniul eficienei energetice valoarea maxima a grantului este de 50 de milioane de euro, pentru cele din domeniul valorificrii resurselor regenerabile valoarea maxima este de 10 milioane de euro, iar pentru proiectele care au ca scop reducerea impactului negativ asupra mediului valoarea mprumutului nerambursabil alocat de UE nu poata sa depeasc suma de 50 milioane euro.Reprezentanii OIE au mai artat c toate proiectele care vor fi depuse trebuie sa aib ntocmite studii de prefezabilitate si de fezabilitate. In privinta datei de la care OIE va ncepe s primeasc proiecte, aceasta nca nu poate fi stabilit, au mai afirmat reprezentanii organismului."n primul trimestru al acestui an, sperm sa reuim s trimitem la UE Programul Operational Sectorial, timp de patru luni Comisia European l va studia i va trebui s dea aprobarea. Asta dac nu va fi nevoie de modificarea majora a lui. Astfel, Romania va putea da drumul la cererea de finanare de-abia undeva n al doilea semestru al anului viitor", au explicat oficialii OIE.Pan n prezent, OIE a primit deja 200 de schie de proiect din partea companiilor doritoare de fonduri structurale pentru sectorul energetic.

Pentru intreprinderile mari, cofinanarea din fonduri europene va reprezenta 50% din costurile totale ale proiectului, iar pentru intreprinderile mai mici - 60-70%.Proiectele cu o valoare mai mare de 50 de milioane de euro nu vor fi gestionate pe plan intern, ci de Comisia Europeana, care se va ocupa special de aprobarea si finanarea lor, daca proiectele indeplinesc criteriile cerute.

Reprezentanii MEC le recomanda firmelor interesate ca proiectele pe care le vor depune sa nu depaeasc aceast valoare.

Uniunea European (UE) aloc Romniei, n perioada 2007-2013, aproximativ 270 milioane de euro pentru proiecte de mbunatatire a eficientei energetice, alte 120 milioane de euro vor fi alocate pentru proiecte de valorificare a resurselor energetice regenerabile, iar pentru poroiectele de reducere a impactului negativ asupra mediului alocarea financiara european va fi de circa 210 milioane de euro.

Tipurile de proiecte finanabile cuprind proiecte de investitii n retehnologizarea centralelor i a grupurilor existente, n scopul creterii eficienei energetice i proiecte pentru mbuntirea eficienei energetice prin investiii n instalaii si echipamente.Potrivit propunerii Romniei, alte proiecte care ar putea fi finanate vizeaz investiii n extinderea i modernizarea reelelor de distribuie a energiei, n scopul reducerii pierderilor sau pentru nterconectarea retelelor de energie electric, de petrol, de gaze cu reteele europene.De asemenea, ar putea primi finanare proiectele care au ca obiect modernizarea unor capacitti de producie a energiei electrice i termice prin valorificarea resurselor eoliene, hidroenergetice, solare, a biomasei, geotermale si biocombustibili, dar si realizarea de investiii n instalaiile de desulfurare, arztoare si instalaii mari de ardere.

1.3.De ce biogaz?

Pn nu demult,problema energiei nu se punea cu dramatismul situaiei de acum.Dinpotriva, exista idea ca niciodata aceasta problema nu va crea dificultai, caci se avea impresia ca exploatarea petrolului, care se generelizase in mai toate acivitaile umane, a carbunilor , a gazelor naturale, va continua la infinit.A venit insa o vreme anul 1974-cand oamenii de tiin,economitii i- in fine-politicienii,au facut un calcul mai amanunit i au ajuns la concluzia previzibila c rezervele mondiale de petrol s-ar putea epuiza n cateva decenii daca se continua aceleai ritmuri de consum.Vestea s-a raspandit fulgertor i a strnit panic.n primul rnd, statele producatoare de petrol i au redus cantitaile extrase si au scumpit puternic preturile.ncepuse aa zis criz a petrolului-de fapt criza energiei.

Ca mai toate crizele, pe plan mondial i criza energetic a nceput sa fie sman de conflicte interstatale.Suntem martori la tensiuni internaionale, unele chiar sub forma de razboaie, intervenii brutale in viaa unor state independente etc. acaror cauza , firete -nedeclarata- o reprezinta rezervele de petrol ale arilor atacate sub diferite pretexte diplomatice dar care nu pot insela dect pe cei naivi.

Nu exista domeniu sau activitate care sa nu aiba nevoie de energie.Dupa duul rece din 1974, s-a pornit energic i la luarea de msuri.

n primul rand s-a observat,c in aproape toate tehnologiile se fcea o risip inadmisibil de energie.A inceput o reconsiderare fundamental a acestor tehnologii in scopul atingerii acelorai eluri cu un consum energetic mai redus.S-a constatat c pe aceast cale se pot obine, n funcie de domeniu, reduceri ale consumurilor energetice cuprinse, n general,ntre 15-30%.Desigur aceast msur a fost necesar dar insuficient.

S-a pus apoi, pe tapet, problema energiilor regenerabile, cunoscute de multe vreme dar neglijate tot de multa vreme.

Ce inseamn surse regenerabile de energie ?Petrolul , carbunele si gazele naturale s-au format acum multe milioane de ani din resturi vegetale si animale.Ca sa dispunem pe care le-am consumat pana acum ar trebui sa asteptam din nou cateva milioane de ani.Practic aceste reserve nu se mai remprospteaz, noi utilizm numai ceea ce gsim n subsol, ele sunt neregenerabile.In schimb exista surse care, practic, pot furniza energie daca nu la infinit, macar pe perioade foarte mari de timp.

S lum, spre exemplu energia solar.Soarele revars in spatiul cosmic o cantitate de 3,826.1026J/s.Din aceasta cantitate imensa,pmntul primete 68.1016 J/s, adica de 562.000.000 ori mai putin,totusi suficient ca s intrein viaa pe pmnt,uraganele,furtunile marine stratul de ozon care ne apr de alte radiatii periculoase etc.

Dac numai 1% din energia care o primete pmntul de la soare ar fi consumat pentru procese industriale, problema energiei nu ar mai fi o problem.

Energiile regenerabile sunt toate manifestarile pmntene ale energiei solare.Acestea sunt:

Energia vantului(eolian)

Energia solar direct

Energia hidraulic a cursurilor de apa

Energia valurilor

Energia mareelor

Biomasa

Primele doua au fost exploatate si pn n present dar n mai mic masur.Morile de vnt din Olanda, serele ,morile de ap si centralele hidroelectrice amplasate pe marile cursuri de apa sunt cateva exemple.Aatazi asistam la o extindere exploziva a utilizarii ambelor resurse.

Biogazul face parte din ultima categorie de mai sus.Din acceasi categorie fac parte:biomasa lemnoas, resturile combustibile din a gricultur, produsctiile agricole de substane dulci amidonoase sau celulozice care pot fi transformate n bio-etanol nlocuitor de benzin, productiile agricole de uleiuri vegetale care pot fi procesate in bio-diesel etc.Toate acestea poarta un nume generic de biocombustibil.Nici biogazul in sine nu reprezint o noutate.Cunoscut din vechime sub denumirea de gaz de balta, identificat tiinific de catre fiziciznul Alessandro Volta(1745-1827), rezultat ca produs secundar in sistemul de denocivizare a nmolurilor orsanesti pus la punct de ctre Karl Imhoff la inceputul secolului xx , biogazul a constituit un obiect tiinific de preucupare pentru Academia de tiine din China.nca din anii 1920 iar procedeele deobtimere si utilizare sistematic a lui au evoluat inti n rile asiatice, in deosebi in China si India, iar din cel de al 5-lea deceniu al secolului trecut au nceput s se dezvolte si in rile europene.Ca rezultat al acestor preucupari, n provincia Sichuan din China, de exemplu, functioneaz peste trei milioane de instalaii de biogaz de capacitate mic si medie, in restul rilor din sud estul Asiei sunt,de asemenea cateva milioane.

n toate rile Europei exist instalatii de biogan toate rile Europei exist instalatii de biogaz de diferite capacitati si grade de modernitate.Acestea deservesc fie ferme agricole fie sunt cuplate cu cte o industrie, instalaiile ajungnd la capacitati foarte mari si la un grad ridicat de tehnicitate.

n figura 1.1 din pagina urmtoare este reprezentat, schematic, circuitul materiilor din natur care concur, in final,la producerea biogazului.

Se observa ca ,sursa primara a tuturor energiilor care intervin in aceste transformari, este soarele.

Fig. 1.3.1. Circuitul materiilor din natur.

1.4.Ce este biogazul?

Prin termenul de biogaz acceptat pe plan international, se intelege produsul gazos ce rezulta in cursul fermentatiei anaerobe(n lipsa aerului) a materiilor organice de diferite proveniene.Biogazul este un amestec de gaze.Principalele gaze care l compun sunt metanul si dioxidul de carbon, ambele in proportii variabile.n proporii foarte mici se mai gasesc in biogaz hidrogen sulfurat, azot,aoxid de carbon, oxigen.Bigazul este un gaz de fermentaie alctuit n principal din dou gaze: metan (CH4) n proporie de 6070 % i bioxid de carbon (CO2) n proporie de 2530 %, i cantiti foarte mici de: oxid de carbon, azot, hidrogen sulfurat, alte hidrocarburi, hidrogen i vapori de ap.

Valoarea energetic a biogazului este dat de coninutul de metan al acestuia.n tabelul 1.4.1 ce urmeaza sunt date valorile energetic pentru un metru cub de biogaz.

Tab.1.4.1. Valorile energetic pentru un metru cub de biogaz.

Pentru exprimarea n kj, valorile din tabel se vor multiplica, desigur, cu 4,186 kj/kcal.Se vede ca biogazul este un combustibil valoros.n comparaie cu ali purtatori de energie termica situatia lui se prezint ca in tabelul 1.4.2:

Tab.1.4.2.Comparatie ntre biogaz i ali purttori de energie termic.

2.1.Bbazele metanogenezei.Aspecte microbiologice ale metanogenezei.

Prin metanogeneza se intelege procesul microbiologic complex prin care materiile prime diferite (substratul) sunt convertite in biogaz si in nmol fertilizat.Rolul final al acestui proces l au bacteriile metanogene, reprezentate prin numeroase specii, dare le nu sunt singurele care participa la producerea biogazului.

Bacteriile metanogene ii desfaoara activitatea in conditii strict anaerobe,adica in lipsa totala a aerului respectiv a oxigenului din aer.Ca reprezentanti ai viului, ele sunt, se pare, printer primele organism care au populat biosfera cu miliarde de ani nainte si se considera ca nu au evoluat semnificativ intre timp..Bacteriile metanogene se gasesc in natura in mlastini, in adancurile oceanelor, si n sistemul digestiv al animalelor.Pentru dezvoltarea si nmultirea lor sunt necesare cteva condiii elementare si anune:

Absena oxigenului

Umiditatea care trebuie s fie peste 50%;peste acesta valoare critica,creste mobilitatea bacteriilor si accelereaza metabolismul celul lor;

Un volum sufficient de mare pentru defaurarea activitaii;

Prezenta a sufficient azot pentru construcia celulei bacteriene;

Mediu neutru sau slab alcalin, avnd pH = 7,0-7,6;

Temperature de peste 3oC;

Absenta luminii;

Desigur c, in procesul de generare intensiva a biogazului, unele din condiiile elementare de mai sus vor trebui sa fie mai nuantate.

Biogazul se obine in cadrul unei biotehnologii, prin fermentarea diferitelor materii prime cu continut de substante organice fundamentale ca protide, lipide,glucide.

n figura 2.1.1 de mai jos este prezentat schema complex de transformare a biomasei, de diferite proveniente, in biogaz, trecand prin patru trepte caracteristice.Se obserb c intregul proces const in functionarea, de la o treap moleculelor complexe care exista in materiile prime utilizate la obinerea biogazului , molecule din ce n ce mai simple.

n treapta 1-a, enzimele secretate de grupe ale unor microorganism aerob sau facultative anaerobe, anumite i exofermenti,ataca macromoleculele ca celuloza, amidonul,pectin, hemicelulozele, grasimile, proteinile si acizii nucleic i le transforma n compusi cu molecule mai mici cum sunt diferitele tipuri de zaharuri ca celobioza, zaharoza, maltoza, xilobioza, apoi in acizi ca acid glacturonic, acizi grasi, aminoacizi respectiv in baze ca acidul fosfogliceric, purine, pirimidine.

n etapa a 2-a produsele treptei precedente sunt supuse fermentatiei in urma careia se vor obine compui cu molecule i mai simple.n aceti compui se numr acizii carboxilici:formic, acetic, propionic, butiric, valerianic, etc.Din fermentaia acestei trepte rezult i gaye i anume hidrogenul, dioxidul de coarbon, amoniac, hidrogen sulfurat precum i diferii alcooli ca etilic, metilic, propilic, butandiol, etc.

n treapta a 3-a, strict anaeroba, se formeaza compusi metanogeni din molecule mai mari ale treptei precedente.Rezulta din nou acid acetic, hydrogen, bicarbonati, acid formic si methanol.

n treapta a 4-a se formeaz metan i dioxid de carbon,componenti principali ai biogazului, in care se vor gasi, n proportie mic gazelle rezultate in categoria a doua:hidrogen sulfurat si amoniacul.

Trebuie precizat ca mecanismul integral al metanogenezei este deosebit de complex si ca unele aspect nu sunt elucidate nici pn in present,dar expunerea acestora nu face obiectul prezenei expunerii pe care ar incarca-o n mod inutil.

Fig 2.1.1. Schema complex de transformare a biomasei

Din procesul de metanogenez expus mai inainte se poate observa c, n substratul supus fermentrii, se afl copui din cei mai diferii din punct de vedere chimic.Prezena a numerosi acizi este rezultatul activitaii grupei bacteriilor acidogene,care lucreaza bine la un Ph mai sczut.n treptele a treia si mai ales-a patra, sarcina trece in seama bacteriilor metanogene pentru care Ph optim este cuprins inte 7.0-7.6 .Aceste populatii de microorganism trebuie ins s coeziste in acelasi spaiu de feremntare cu toate ca ele se deranjeaza reciproc supb raportul aciditii optime de functionare .n majoritatea procedeelor clasice de obinere a biogazului una din problemele delicate o reprezinta tocmai mentinerea unei aciditai controlate astfel ncat sa permita ambelor populaii de microorganisme sa lucreze chiar daca nu la randamentele maxime.

Dac bacteriile acidogene nu sunt prea sensibile la variaii de temperatur, cele metanogene sunt foarte sensibile la aceste variaii, att cele care lucreaz in regim mezofil cu temperatur caracteristic de 35oC ct-mai ales-cele care lucreaz in domeniul termofil, cu temperatur caracteristic 55oC.

2.2.Factorii care influeneaza producia de biogaz.

Pe baza experienei ndelungate acumulate de catre cei care, n decursul timpului ai cercetat si urmarit producerea biogazului, urmatorii factori sunt determinani in productia de biogas.

2.2.1.Materia prim;

2.2.2.Temperatur;

2.2.3.Presiunea;

2.2.4.Agitarea ;

2.2.5.Ph-ul.

2.2.1.Materia prim.

Materia prim trebuie s asigure mediul prielnic dezvoltarii i activitaii microorganismelor ce concur la digestia substratului i in final, la producerea biogazului.Acest mediu trebuie sa satisfac urmatoarele condiii:

Sa conin materie organica biodegradabila,

Sa aiba o umiditate ridicata,peste 90%,

Sa aiba o reacie neutr sau aproape neutr(Ph=6,8-7,3),

Sa conina carbon i azot ntr-o anumitproporie(C/N=15-25),

Sa nu conina substante inhibitoare pentru microorganisme:unele metale grele, detergeni, antibiotice,concentraii mari de sulfai, formol, dezinfectani, fenoli etc.

Pentru obinerea biogazului se pot utiliza materii prime organice de provenien foarte diferit:deeuri vegetale, deeuri menajere, fecale umane,dejecii animaliere, gunoiul de grajd, ape reziduale din industria alimentar si zootehnie, etc.

Producia specifica, medie, de biogaz, ce se poate obtine din diverse materii prime, raportat la substana uscat a lor , este cea din tabelul 2.2.1.1:

Tab .2.2.1.1 Producia specifica, medie, de biogaz, ce se poate obtine din diverse materii prime, raportat la substana uscat a lor.

Materiile prime de mai sus pot fi utilizate exclusive sau in amestec.S-a constatat ca, prin amestecarea diferitelor materii prime, capacitatea metanogen a amestecului exprimat n 1/kg substant organic(S.O.),este mai mare dect media rezulta din calculul artmetic.Acest espect este redat in tablelul 2.2.1.2:

Tab.2.2.1.2. Amestecarea diferitelor materii prime.

Aceasta potenare sinergic se datoreaz faptului c n amestecuri de materii prime se realizeaz raporturi mai bune intre coninutul de carbon de carbon i cel de azot, raport foarte important n producia eficient de biogas i care, dupa cum s-a artat, trebuie sa fie cuprins in intervalul 15-25.

n tabelul 2.2.1.3 sunt trecute pentru principalele materii prime:

Coninutul de carbon

Coninutul de azot

Raportul C/N

Tab.2.2.1.3. Principalele materii prime.

Retete de amestec

Pentru a putea calcula corect o reeta de amestec de materii prime trebuie inut seama de urmtoarele:

Realizarea unui raport C/N cuprins ntre 15-25

Asigurarea unei umiditi de cel puin de 90% pentru amestec

n vederea calculrii raportului corect C/N procedeaz astfel:

Prespunnd c se dispune de dejecii de porc, de vita,fruze verzi i paie uscate de grau, din tabelul numarul 2.2.1.4 se scot valorile C/N pentru aceste materii prime:

Dejecii de porc, C/N..13

Dejecii de vita,C/N.25

Frunze verzi,C/N.41

Paie de grauC/N..87

Pentru ca amestecul s aiba C/N cuprins in limitele 15-25, se observa ca dejeciile de porc sunt cele care pot corecta raportul C/N din Frunze si paie deoarece

dejeciile de vita au acest raport situat chiar la limita superioara a raportului tim.Se va ncerca , deci, s se pun mai multe pri, n greutate, de dejecii de porc dect frunze si paie de exemplu:

Dejectii de porc 5 pri x 13 =65

Dejecii de vit 1 parte x 25=25

Frunze verzi 2 pai x 41=82

Paie gru 2 pari x 87=174

10 pari 244

Total 346

Rezult c, n amestec, raportul C/N va fi de 346/10=34,6,deci amestecul nu este corect.Pentru a-l corecta se marete cantitatea de dejecii de porc fa de cea a frunzelor i paielor, bcercndu-se reeta urmaroare:

Dejectii de porc 7 pri x 13 =91

Dejecii de vit 1 parte x 25=25

Frunze verzi 1 pai x 41=41

Paie gru 1 pari x 87=87

Total 10 pari 244

Noul raport C/N=244/10=24,4, arat c reeta de amestec a materiilor prime este bun.

Pentru a se asigura o umiditate corecta a amestecului se va ine seama de umiditatea materiilor prime care este trecut n tabelul 2.2.1.4.

Tab 2.2.1.4. Umiditatea materiilor prime.

Revenind la exemplul corect de calcul al compoziiei amestecului de mai nainte, pentru dejecii de porc(P), de vita(V) pentru Frunze(F) i paie de grau(G) se poate deduce coninutul mediu de substan uscat prin urmatorul calcul:

Deci cele 10 pari de amestec conin 20,75% sunstan uscat.Pentru a ace acest amestec la un coninut de apa de 92%, de exemplu, adica la un coninut de substan uscat de 8%, cantitatea de ap ce va trebui adaugat se va obine din calculul urmator:

2.2.2. Temperatura

Producia de biogas este influenat puternic de temperatur.

Din punct de vedere a temperaturii la care ii desfaoar activitatea, microorganismele ce concur la producerea biogazului in deosebi cele metanogenese impart in 3 mari categorii:

Criofile, caracterizate printr-o activitate care poate avea loc la temperaturi cumprinse ntre 12-24OC, zon caracteristic fermentrii n regim criofil;

Mezofile , caracterizate printr-o activitate care are loc la temperaturi cuprinse ntre 25-40oC,zon caracteristic fermentrii mezofil;

Termofile ,caracterzate printr-o activitate care poate avea loc la temperaturi cuprinse ntre 50-60OC, zon caractristic fermentrii in regim termofil.

Ca in totdeauna in biologie, aceste limite nu reprezint niste praguri de netrecut iar fermentaia metanogen, in cazuri mai rare, se intlnete si puin n afara acestor limite.

n figura 2.2.2.1 se pot vedea cele 3 zone termice caracteristice regimurilor criofil,mezofil si termofil.

Precum i modul n care temperatura influeneaz producia de biogaz.

Diagrama e facut in raport cu producia de biogaz la 15oC care a fost considerat ca 100% i se prezint creterea produciei, n procente fa de cea de baz, din regimul criofil, odat cu creterea temperaturii la care are loc fermentatrea.Din diagrama se vede c la 10oC producia de biogaz scade lcca.70% fa de cea de la 15oC, n schimb ajunge la cca.250% n regimul mezofil i la peste 360% in cel termofil.

Fig 2.2.2.1. Zone termice caracteristice regimurilor criofil,mezofil si termofil.

2.2.3. Presiunea

Presiunea are o mare importan n procesul de metanogenez.S-a dovedit c atunci cand presiunea hidrostatic n care lucreaz bacteriile metanogene creste peste 4-5 m coloan de ap,degajarea de metan , prractic,nceteaz.Ea rencepe atunci cand presiunea hidrostatica scade la valori mai mici.Aceast constatare este foarte important la proiectarea fermentatorului.La fermentatoare cu ax vertical,care pot atinge nlimi de zeci de metri,degajarea de metan se produce numai n partea superioar, pn la o adancime de maxim cinci metri iar restul spatiului ocupat de substrat,nu produce biogaz.Acest restde spaiu poate fi foarte mare uneori, n funcie de dimensiunile fermentatorului, putnd ajunge la 85-90% din volumul total.Prin recirculare permanent, obligatorie la acest tip de fermentatoare, poriunile de substrat aflate sub limita de degajare a metanului, sunt aduse in zone superioare unde degajarea rencepe.Pentru nlaturatrea acestui inconvenient major, au fost realiyate fermentatoare in flux orizontal la care nalimea substratului nu depeste 3,5m, degajarea de metan producandu-se n ntreaga masa a metanului supus fermentarii.

2.2.4.Agitarea

n interiorul fermentatoarelor au loc nu numai procese biochimice despre care s-a scris mai nainte ci i unele procese fizice.Astfel se constat c in cursul fermentaiei are loc o segregare a materialului supus fermentrii.Microbulele de gaze care se degaj substratului antreneaz, prin fenomenul de flotaie, particulele mai uoare de suspensii, spte suprafaa lichidului.Se formeaz repede o crust cu tendin de ntarire i deshidratare chiar dac materiile organice din ea nu au apucat sa fie degradate prin fermentaie.O alta parte a suspensiilor, mai grele prin natura lor sau fraciuni care au fermentat si sunt parial sau total mineralizate, au tendina sa se lase spre partea de jos a fermentatorului.ntre aceste 2 straturi se gasete un strat de lichid in care fermentarea si epuizarea materiei organice continua din ce in ce mai lent.

Cele artate mai sus constituie unul din motivele prntru care este necesar agitarea coninitului fermentatorului.

2.2.5 Aciditatea

n prmele etape de fermentare a materiilor organice in vederea producerii biogazului predomin microorganismele din grupa celor acidogene,pentru care aciditatea mediului, exprimat in Ph este cuprins in intervalul 5.5-7,0.n etapele finale de fermentare bacteriile metanogene care consuma acizii cu molecule mici rezultai din etapele anterioare, lucreaz bine la o aciditate care corespunde unui interval de Ph de 6,8-8.0.Se poate ntampla ca ,din diferite motive, activitatea bacteriilor acidogene s fie mai intensa decat a celor metanogene, fapt care duce la o acumulare a acizilor organic ce determin o scadere a Ph-ului inhiband si mai tare activitatea bacteriilor metanogene.n astfel de situaii se constat ca producia de biogaz scade pan la dispariie si este nevoie de intervenia operatorilor pentru a redresa situaia.Corecia aciditaii excesive se face, de obicei, cu lapte de var, prin care Ph-ul se readuce in limitele de ehilibru dintre cele doua grupe de populaii acidogene i metanogene,adica, ntre limitele 6,8-7,6.

S-a artat ca deja c aceste inconveniente apar n cazul fermentatoarelor cu amestecare totala a materialului coninut in care aciditatea trebuie meninut intr-un echilibru de compromis ntre preferintele celor doua populaii de microorganisme.

n figura 2.2.5.1 este prezentate fermentatore ntr-o instalaie de biogaz din Austria.

Evitarea problemelor legate de aciditatea substratului de poate face fie prin sistemul de fermentaere in doua faze cu recipieni separai, fie, mai bine, adoptand sistemul de fermentare in flux orizontal.

Fig. 2.2.5.1.Fermentatore ntr-o instalaie de biogaz din Austria.

3.1.Materii prime pentru obinerea biogazului.

Ca principal factor care determin producia de biogaz materia prim merit o atenie deosebit.Este vorba,de producerea biogazului cu un excedent energetic seminificativ fa de autoconsumul enetgetic semnificativ, adica fa de biogazul necesar nevoilor temice proprii ale sistemului de producere a lui.

n ideea de mai nainte s-a constatat c materia prim care poate produce un excedent de biogaz fa de autoconsum trebuie s aiba o ncarcare organic de cel puin 2000mg/dm3CBO5.Sub acest limit, instalaia de biogaz, ramane o treapt de epurare anaerob pentru apa residual cu care este alimentat i nu va produce un exces semnificativ de biogaz sau ,n perioadele mai reci ale anului, va fi tributar unui alt purtator de energie termic pentru a menine temperatura necesar procesului de fermentare i deci va avea un bilan energetic negativ.

Condiia energetic de mai sus o ndeplinesc mai toate namolurile provenite din staiile de epurare a apelor reziduale oreneti, nmolurile din apele uzate din zootehnie,toate tipurile de dejecii dar i unele ape reziduale.Pentru orientarea generala, n tabelul 3.1.1 sunt date incarcarile uzuale ale unor ape reziduale din zootehnie i industria alimentar.

Tab .3.1.1. ncarcarile uzuale ale unor ape reziduale din zootehnie i industria alimentar.

3.1.1.Resurse din agricultur.

n acest subcapitol vor fi trecute in revist materiile prime provenite din agricultur.n acceasi categorie se vor trece i alte resurse vegetale care pot proveni nu neaprat din agricultur ci , de exemplu, din mediul urban.

Urmatoarele deeuri agricole pot fi utilizate pentru producerea biogazului:

Paie de grau ,orz,ovaz,orez,secar,rapi

Lujeri de cartofi, soia, fasole, roii, mac

Coceni si tuleie de porumb

Frunze de sfecla de zahar sau sfecla furajer ,de floarea soarelui

Frunze verzi sau uscate din copaci

Iarba verde sau uscat

Buruieni diferite,verzi sau uscate

Lucern verde sau uscat,tulpini de in

Pleav de la diferite cereale si de orez

Tescovina

Puzderie de canep

Alge diferite

Trestie i trestie de zahr,sorgul zaharat

Zambila de ap, nufr

Semine diferite,coji de alune i de semine

Rumegu

n tabelul 3.1.1.1 sunt trecute cantitaile de biogaz ce se pot obine din unele materii prime provenite din agricultur.

Tab.3.1.1.1 Cantitaile de biogaz ce se pot obine din unele materii prime provenite din agricultur.

La ntocmirea reetelor de alimentare care vor cuprinde i materii prime din tabelul de mai nainte se va ine seama de necesitatea respectarii raportuluiC/N cum s-a aratat n capitolul II.De asemenea este foarte important ca materiile prime de natur vegetal sa fie tocate cat mai mrunt nainte de a fi introduse n fermentator.Acest lucru marete randamentul n biogaz si permite o mai uoar amestecare a coninutului fermentatorului.

3.1.2.Resurse din indistria alimentar.

Resursele de materii prime pentru obinerea biogazului provenite din industria alimentar sunt extrem de diverse fiindc rezult din diferite tehnologii alimentare sau chiar din anumite faze tehnologice.n continuare vor fi artate principalele resurse de materii prime pentru producerea biogazului , structurate pe industrii alimentare.

3.1.2.1.Industria laptelui

Deezrile din industria laptelui conin componentele caracterisice ale laptelui ,adica ,proteine,glucide,(lactoza), lipide.Acestea apar sub form relativ diluat n efluentul total uzat al fabricilor(eflunt care , sub raportul randamentelor energetice poate fi apreciat pe baza tabelului nr), sau apar n diferite faze de fabricaie din care pot fi dirijate direct spre productia de biogaz .Astfel ,zerul rezultat de la fabricarea branzeturilor, are un potenial metanogen ridicat.Un litru de zer dulce, daca nu este valorificat ca atare poate produce prin fermentae metanogen 22-23l de biogaz.O fabrica care prelucreaz n branzeturi 20.000l lapte, din care recupereaz cca. 15.000l zer, poate produce 330-345m3 biogaz din acest zer.

La fabricarea branzeturilor rezult si deseuri tehnologice.De exemplu de la branzeturile fermentate sau de la cascavaluri rezult sfrmturi de la curatarea periodica a acestora in cursul fermentrii pierderile n apa de oprire a cascavalurilor etc. toate acestea putnd fi adaugate la zerul supus fermentarii marind prin aceasta producia de biogaz.

3.1.2.2. Industria carnii

Materia prim pentru obinerea biogazului rezult n primul rnd din activitatea de abatorizare prin sngele nevalorificat ca atare sau n alte preparate prin coninutul stomacal al animalelor sacrificate, apoi din alte secii, prin deseurile grase de la topitorii de grsime , deseurile de la preparatele din carne, eviscerarile de la abatoarele de pasari,prelucrarea intestinelor.Se estimeaz ca de la fermentarea metanogen a deseurilor care rezult de la sacrificarea si prelucrarea crnii de la un cap de animal se pot obine:

0,8m3 biogaz de la un porc de 65 kg

2,4m3 biogaz de la o vita de 300kg;

0,05m 3 de la o gin medie.

Pentru ca obinerea de biogaz sa fie cat mai eficient este indicat ca deseurile de abator i de la prelucrarea carnii s fie recoltate separat de apele de splare cu care nu trebuie s se amestece.n acest fel pentru fermentaia metanogen se va dispune de material concentrat sub raportul potenialului, iar apele reziduale nu vor mai avea o ncarcare att de mare fiind mai usor de epurat.

3.1.2.3.Industria pestelui

Din tabelul 3.1.1. se poate vedea ca apele reziduale din industria petelui au o ncarcare organic, exprimat n CBO5 foarte mare.Aceste ape pot constitui ca atare o materie prim buna pentru producerea biogazului putndu-se conta pe o producie de biogaz de 10-12m3 de biogaz pentru fiecare m3 de apa prelucrat,avnd incarcarile dein tabel.n schimb , apele reziduale provenite de la fermele piscicole sau de la ntreprinderile piscicole au ncarcari mici care se situiaz sub baremul economic (energetic)de prelucrare n biogaz).

3.1.2.4. Fabrici de drojdie

Apele uzate rezultate de la fabricarea drojdiei sunt foarte ncarcate cu substane organice care se gsesc n cea mai mare parte, n stare dizolvat, sub forma de dextrine, zaharuri, rasini, acizi organici, si n mai mica masur, suspensii reprezentate de resturi de drojdii.Un studiu de caz efectuat asupra fabricii de drojdie Seineana din Seini- Maramures,arat c apele recoltate direct de la anumite faze de producie au avut urmatoarele ncarcari organice exprimate n CBO5 :

Spalarea rezervoarelor de fierbere i limpezire a melasei mg/dm324.552

Spalarea linurilor de fermentare mg/dm38575

Filtrare prin filtre pres mg/dm34863

n comparaie cu ncarcrile de mai sus, efluentul total al apelor uzate de la accei fabric n care apele de mai sus sunt amestecate i cu alte ape mai puin poluate au avut o ncarcare de 39 mg/dm3 .Este evident c separnd la surs apele foarte ncrcate de celelalte se va obine o materie prim bun pentru instalaia de biogaz i niste ape reziduale mult mai puin ncarcate , a cror epurare nu va mai ridica probleme prea grele.n domeniul managementului apelor reziduale acest procedeu este cunoscut sub denumirea de epurare secvenial.

3.1.2.5.Fabrici de zahr

O situaie similar se regsete si la fabricile de zahar.Dac la apele reziduale provenite din circuitul de transport spalare sfecla, ncarcarile n CBO5 sunt de ordinul 200-650mg/dm3, apele care se scurg din campurile de depozitare a nmolului de la purificarea zemurilor au 16-20.000 mg/dm3 iar cele de pe platformele de depozitare a borhotului cca.10.000mg/dm3.n situaia n care este organizat colectatrea separat a acestor scurgeri trebuie inut seama de faptul c apele reziduale provenite de la prelucrarea sfeclei de zahar sunt relativ sarace n azot.Acest lucru se poate corecta fie prin combinarea acestor ape cu altele care conin mai mult azot , fie introducnd nutrieni cu azot n alimentarea zilnic a fermentatorului instalaiei de biogaz.

3.1.2.6.Industria uleiurilor vegetale

Dei foarte poluante, apele rezidualede la fabricarea uleiului nu sunt utilizate la producerea biogazului si iat de ce:cea mai mare ncarcare organic (62.000 mg/dm3) o au apele de la scindarea Soapstock-ului adic a sapunurilor rezultate de la neutralizarea uleiului cu hidrohid de sodiu.Scindarea , n vederea obinerii acizilor grai se face cu ajutorul acidului sulfuric i, n consecin, apele rezultate vor fi foarte bogate in sulfact de sodiu.Ori o concentraie ridicat de sulfai, are o aciune inhibitoare asupra bacteriilor metanogene i deci acestea nu se pot dezvolta.

3.1.2.7.Industria conservelor de legume i legume

Apele provenite din aceast industrie sunt n general, puin ncarcate organic(CBO5).Ele nu prezinta interes din punct de vedere al obinerii biogazului.

3.1.2.8Industria berii i a malului

Un studiu de caz efectuat la fabrica de bere Grivia a artat c efluentul total al apelor uzate nu prezint ncrcri exagerate de mari, fiind de 1500-1600mg/dm3 CBO5.Exist ns secii din care rezult ape mai ncarcate cum ar fi:

Fierberea .2604mg/dm3

Fermentaia I i II.2200mg/dm3

Acestea ar putea fi colectate separat i prelucrate prin fermentaie metanogen dei in literatura de specialitate acest demers este destul de rar.

Fabricarea malului nu genereaz ape cu ncrcri care s justifice fermentaia metanogen(600-900mg/dm3 CBO5).

3.1.2.9.Industria vinului a spirtului i bauturilor spirtoase

Deeurile din industria vinului sunt n principal :tescovina, de la presarea strugurilor si drojdia de vin, depus n recipienii n care are loc fermentarea alcoolic a vinului.n ambele cazuri este raional ca din aceste deseuri sa se extrag preioii tartrai aflai sub form bitartrat de potasiu(destul de perisabil) care se proceseaz fie n tartrat de calciu(ce poate fi depozitat si lvrat unei fabrici zonale de acid tartric), fie n acid tartric daca se justfic sub raportul capacitaii.

Dup recuperarea tartrailor apele reziduale cu ncarcriorganice mari, pot constitui materia prim pentru obinerea biogazului.Pentru dimensionarea corect a instalaiilor de producere a biogazului din aceste materii prime este foarte importnt sa se determine n prealabil compoziia si potenialul metanogen al acestora deoarece , dei ridicat el poate varia n limite largi n funcie de tehnologia de procesare din amonte.

Cele de mai sus sunt valabile i pentru deeurile din industria produselor spirtoase, cum sunt marcurilor de fructe(prune,mere, etc.) care au de asemenea un potenial metanogen ridicat dar care trebuie bine cunoscute sub raportul compoziiei n vederea dimensionarii i proiectarii corecte a unei instalaii de biogaz.

Un caz aparte l prezint borhotul rezultat de la fabricarea spirtului din melasa rezultat la fabricara zahrului din sfecl.Acest borhot are o ncrcare organic foarte mare de ordinul 35.000-50.000 mg/dm3 CBO5 i poate constitui un bun substrat pentru obinerea de biogaz.Cum apele reziduale ,provenite din aceste fabrici, constituie o problem grea sub raportul epurrii lor n vederea conformrii cu actele normative de protecie a mediului, tratarea lor anaerob,ntr-o instalaie de producere a biogazului poate constitui o prim treapt din fluxul de epurare, mult mai avantajoas dect procedeele de epurare aerobe.

3.1.3.Resurse din asezri umane

n practica gospodriei comunale, din care deriv i resursele de biogaz tratate n acest subcapitol este ncetenit noiunea de locuitor echivalent .Asezrile umane se trateaz din punctul de vedere al apelor reziduale, care sunt purttoare ale potenialului metanogen al asezrii prin aceasta noiune de lociutor echivalent , notat prescurtat prin LE .

Prin numeroase studii i statistici a fost stabilit c un LE elimin zilnic o cantitate de poluant de 54g CBO5.Cum acesta este un indicator de ncarcare ornic indirect i biodegradabil, exist o relaie direct ntre cantitatea de CBO5 evacuat dintr-o localitate i potenialul metanogen total al efluentului sub form de ape reziduale ale localitaii.

Se mai cunoate c apele uzate oraeneti nu trebuie s aiba o ncrcare organica mai mare de 300mg/dm3 CBO5 , n condiiile n care se respect actul normativ NTPA 002/2002 care reglementeaz limitele de ncrcri ale acestor ape.Din bilanul energetic al instalaiilor de biogaz rezult c ncarcarea minim in CBO5 a substratului supus fermentrii trebuie s fie de 2000mg/dm3.Din aceast cauz apele uzate oreneti sunt supuse iniial unei decantri fizice prin care se separ nmolul ce va fi introdus n fermentatoarele de biogaz.n acest fel se pierde o parte din potenialul iniial al apelor reziduale astfel ncat din cele 54g/LE .zi mai rmn cca. 8g/LE .zi.Restul potenialului se regsete n supernatantul decantorului(apa decantat) care urmeaz un tratament de purare biologic aerob.

Pentru exemplificare se consider o localitate cu 50.000 LE.ncrcarea organic echivalent va fi de 50.000 LE x 0,054kg/LE.zi = 2700kg/zi CBO5.ncrcarea utilizabil pentru producerea biogazului,va fi de numai 50.000LE X 0,018kg/LE.zi=900kg/zi CBO5.

Cum din fiecare kilogram de CBO5 introdus la fermentare metanogen rezult cca.0,6m3 biogaz, se va putea cont ape o resurs de 2700kg/zi x 0,6m3/kg = 1620m3/zi biogaz.

4.1.Criterii de alegere si dimensionare a instalaiilor de biogaz.

Cnd cineva ii propune s realizeze o instalaie de producere a biogazului probabil c prima ntrebare pe care i-o pune este ct de mare trebuie sa fie ea?

La aceast ntrebare pot exista mai multe rspunsiri.De pild:

Trebuie s satisfac energetic utilizatorul;

Trebuie s asigure prelucrarea integral a materiilor prime disponibile local;

Trebuie s asigure prelucrarea materiilor prime dintr-o zon a crei ntindere se stabilete pe criterii tehnico-ec onomice.

Cel de al treilea criteriu ndeplinete cerinele primelor doua criterii n sensul c ndeparteaz reziduurile organice si prin aceasta sanitarizez o zona mai ntins instalaia de biogaz fiind amplasat n centrul strategic al resurselor innd seama i de potenialii utilizatori.n general vorbind aceasta este situaia instalaiilor centralizate de producere a biogazului care, n present au tendin de aplicare extensiv n arile Europei.

n acest capitol se vor expune modalitaile de elaborare a raspunsurilor la problemele artate anterior.

4.2. Stabilirea necesarului de biogaz la utilizator

Utilizatorul, unul sau mai muli, are/au nevoie de biogaz pentru satisfacerea urmtoarelor cerine, enumerate n ordinea prioritaii lor:

Energie termic pentru preparea hranei

Energie termic pentru ncalzirea apei menajere ;

Enetgie termic pentru ncalzirea locuinei

Energie electric pentru nevoile casnice

n cele ce urmeaz se va lua n considerare cazul unei familii clasice de patru personae care locuete ntr-o cas cu patru camere, ntr-o zon cu clim temperat.Prin extrapolare specialistul n instalaii va ti s calculeze necesitile termic i electric n cazuri mai complicate care pot reuni n case tip loc , mai multe familii.

4.2.1.Necesarul de energie termic pentru prepararea hranei.

Pentru cazul considerat este suficient o main de gtit cu patru ochiuri.Aceste ochiuri vor fi utilizate astfel:

La micul dejun vor arde 2 ochiuri timp de cate o jumatate de ora fiecare;

La prepararea pranzului vor arde 4 ochiuri n medie cte trei sferturi de ora fiecare;

La prepararea cinei vor arde doua ochiuri, cte o jumatate de ora fiecare;

Eventual i cuptorul va fi utilizat zilnic cte 45minute;

nsumand duratele de mai sus rezult:

Cinci ore de ardere a gazului la un ochi;

45 minute de ardere a gazului la cuptor .

Un ochi consum n medie , 200l gaz /h.Pentru cinci ore de ardere va fi nevoie de 1000l biogaz respective 1m3.

Cuptorul consum, n medie , 480l gaz/h.n 45 minute va avea nevoie de 360l biogaz.

Rezult c pentru gtit necesarul acestei familii este de 1,36m3/zi biogaz.

Pentru un calcul mai generalizat se pot utiliza datele urmtoare care arat necesarul de biogaz pentru gatit n funcie de numarul de persoane:

1 persoan0,4-0,45m3/zi

2 persoane.0,35-0,4 m3/zi i persoana

3-4 persoane..0,33-0,35 m3/zi i persoana

5-6 persoane.......0,3-0,33 m3/zi i persoana

7-10 persoane.0,25-0,3 m3/zi i persoana

Se observ cum scade consumul specific de gaz pentru o persoan atun ci cand numarul acestora crete ceea ce este logic.

4.2.2. Necesarul de energie termic pentru ncalzirea apei menajere.

n tabelul 4.2.2.1 este specificat necesarul de biogaz pentru ncalzirea apei menajere.

Tab.4.2.2.1. necesarul de biogaz pentru ncalzirea apei menajere.

n exemplul considerat va fi nevoie de nca 1,9m3 biogaz la ncalzirea apei menajere pe ochiul mainii de gatit sau de 2,3 m3 de biogaz n cazul utilizarii unui boiler.

4.2.3. Necesarul de energie termic pentru ncalzirea locuinei.

Pentru ncalzirea locuinei ,desigur n perioada friguroas, necesarul de biogaz este redat n tabelul 4.2.3.1,difereniat pe trei moduri de realizare a izolaiei termice a locuinei.

Tab .4.2.3.1.Necesarul de biogaz n perioada friguroas.

n cazul locuinei considerate, de patru camere cu o suprafa total de 75m2 i un volum total de ncalzit de cca.200m3 necesarul de biogaz pentru 10 ore de ncalzire , va fi, n medie, de:

200m3 x 0,23m3/m3 = 46m3 pentru o locuina bine izolat termic.

200m3 x 0,25m3/m3 = 50m3 pentru o locuina cu izolaie termic medie;

200m3 x 0,37m3/m3 = 74m3 pentru o locuina slab izolat termic.

nsumnd necesarul de biogaz pentru obinerea unui confort termic maxim care presupune gtitul, ap cald i ncalzirea locuinei pe timp de iarn,necesarul de biogaz pentru exemplul considerat va fi :

1,36m3/zi +2,3m3/zi+46m3/zi=49,66m3/zi.

4.2.4.. Necesarul de energie electric.

n cazul exemplului considerat necesarul de energie electric poate fi i el difereniat n funcie de gradul de confort dorit care la rndul lui, determin felul i numarul consumatorilor de energie electri.Ppentru un caz mediu care asigu iluminatul si prize n toate incaperile pentru cateva aparate electrocasnice,puterea total instalat va fi de Pi=5kw,iar factorul de simultaneitate de cca.0,6.Puterea efectiv necesar va fi deci de Pef=3,0 kwpe o durat medie de 8 ore/zi.Consumul de energie electric va fi deci de 24kwh/zi.

Pentru realizarea puterii effective de 3kw este necesar un generator de cca3,3 kVA, antrenat de un motor termic de cca. 5 cai putere.Un astfel de convertor al biogazului n energie electric ar consuma cca.3m3/h biogaz adic, in total 24m3 biogaz n cele 8 ore de funcionare.Astfel de convertoare sunt reaizate nsa cu recuparare avansat a caldurii degajate de motorul termic i din gazele de ardere astfel nctenergia electric reprzint doar un sfert din energia adus de biogaz i cca. o treime din energia total produs.Cei 24m3 de biogaz necesari se vor mpari deci astfel:

6 m3 biogaz pentru energie electric;

18 m3 biogaz pentru energie termic;

6 m3 biogaz pierderi.

Cum energia termic recuperat de la convertor este sub form de apa cald, aceasta,poate fi utilizat foarte bine fie la ncalzirea locuinei, fie la prepararea apei menajere.

n final, calculul necesarului de biogaz pentru asigurarea unui confort maxim cazul considerat va arta astfel:

Biogaz pentru gatit.1,36 m3/zi

Biogaz pentru apa cald menajer2,3 m3/zi

Biogaz pentru ncalzirea locuinei..46,0 m3/zi

Biogaz pentru energie electric.24,0 m3/zi

Total .73,66m3/zi

Se scade echivalentul energiei termice recuperate 18,0m3/zi

Total necesar net 55,66m3/zi

Se observ c fa de necesarul total de biogas(73. 66m3/zi), pentru satisfacerea uni confort maxim , n exemplul considerat, consumurile energetice pariale sunt repartizate astfel:

Pentru gtit. 1,85%

Pentru apa cald menajera.......... 3,12%

Pentru ncalzirea locuinei..62.45%

Pentru energie electric..32,58%

Total 100,00%

Dac se opereaz scderea din necesarul de biogaz pentru ncalzirea locuinei a celor 18m3/zi,corespunztoare energiei termice recuperate de la convertor, rmn 46-18=28m3/zi biogaz care va fi solicitat instalaiei de producere a biogazului iar tabloul distribuiei energetice,fa de noul total de 55,66 m3/zi, va arta astfel:

Pentru gtit..2,44%

Pentru ap cald menajer...4,13%

Pentru nclzirea locuinei..50,31%

Pentru energie electric43,12%

Total 100,00%

Pe acest model de calcule se pot determina nevoile energetice ale beneficiarilor instalaiilor de biogaz,n varii situaii, depinznd de anumite date specifice fiecarui caz n parte.

4.3.Stabilirea potenialului metanogen al utilizatorului.

Cantitatea de biogaz care poate fi obinut din deseurile organice ale unei gospodrii depinde de muli factori care in ,invariabil de puterea di de structura economic a ei.Aici se poate da un exemplu de evaluare a potenialului metanogen al unei microferme agricole de tipul celor care se dezvolt n present n mediul rural.Cum astfel de microferme exist de mult vreme nu numai n ri vest-europene ci n numr vrescnd-i n role di estul Europei, exemplul dat n continuare e departe de a fi utopic.

O microferm de tip agrozootehnic care dezvolt culturi agricole pe 20 ha pmnt arabil i are n exploatarea zootehnic i industrial 20 de vaci e lapte i 40 porci la ngrat , 2 cai ,100de gini ouatoare i numeroase deseuri agricole ,ca paie ,frunze verzi sau uscate tulpini i lujeri de la zarzavaturile din grdina proprie precum i apa menajer provenit de la cei patru locatari ai familiei i din pregtirea mncrii,poate conta pe urmtorul potenial de biogaz,echivalent n tabelul 4.3.1:

Tab 4.3.1. microferm de tip zootehnic poate cont ape acest potenial de biogaz

Pentru a stabili valabilitatea acestei reete de alimentare a instalaiei de producere a biogazului se verific raportul carbon/azot prin operatiile cuprinse in tabelul 4.3.2:

Tab 4.3.2. Raportul carbon/azot

Facnd raportul dintre totalul ultimei coloane i totalul celei de a treia coloane se obine raportul C/N pentru ntregul amestec:

26,422 / 1,173 = 22,5 = C/N, raportul bun pentru producerea biogazului.

n calculul potenialului de mai nainte nu a mai fost luat n considerare efectul sinergic al amestecului de materii prime care ,la randul lui, poteneaz n mod semnificativ producia de biogaz, n medie , cu cca. 10%.Se poate conta deci pe o producie total de biogaz,n exemplul considerat, de

43,75 m3/zi x 1,1 = 48,125 m3/zi biogaz

Cantitatea de biogaz de mai sus prezint producia brut.Atunci cnd fermentatorului de biogaz lucreaz n regim mezofil,experiena arat c, la o execuie ngrijit i cu o bun izolaie termic,autoconsumul de biogaz(necesarul de biogaz pentru asigurarea regimului termic de producie) nu depaeste 20% din producia brut.n cazul exemplificat va ramne o cantitate de biogaz disponibil de

48,125 m3/zi x 0,8 = 38,5 m3/zi

Fa de necesarul de biogazstabilit mai nainte se pot concluziona urmatoarele:

Cantitatea de biogaz disponibil depaete cu mult necesarul de biogaz n timpul lunilor n care nu este necesar nclzirea locuinei(cca. 7 luni pe an);

n perioada celor 7 luni exist suficient biogaz pentru gtit,ap cald menajer, i pentru producerea de energie electric;

n anotimpul rece producia net de biogaz ajunge numai pentru pregtirea hranei, pentru apa cald menajer i pentru ncalzirea a numai trei din cele patru camera ale locuinei.

4.4.Bilanul material al unei instalaii de biogaz

Bilanul material al instalaiei de biogaz este interesant mai ales pentru a se nelege mai uor modificrile dintre raporturile prilor componente ale materialului nainte i dup fermentatoare.

Spre exemplificare se d n continuare un bilan al unei instalaii de biogas care se alimenteaz zilnic cu cte 1000kg dejecii care necesit o diluie cu ap,

Fiind prea concentrate n substant uscat.n tabelul 4.4.1 sunt prezentate alaturat cifrele caracteristice ale componentelor principale nainte i dupa fermentare.

Tab.4.4.1. Cifrele caracteristice ale componentelor principale nainte i dupa fermentare.

Din tabelul prezentat se observ urmtoarele:

Cantitatea de material intrat este egal cu cantitatea de material ieit;

Substana uscat i substana organic scad n cursul fermentrii;

Coninutul de C scade prin fermentare;

Coninutul de N rmne neschimbat;

Raportul C/N scade n favoarea azotului;

Are loc o lichefiere a materialului supus fermentrii.

Nmilul din produsul fermentat este relativ usor de separat de apa de nmol, ambele putnd fi utilizate n scopul fermentrii solului.

5.1.Echipamente tehnologice de producer a biogazului cu alimentare discontinua.

Componenta principal a echipamentului tehnologic de obinere a biogazului o constituie fermentatorul (generatorul) de form cilindric, din beton armat, cu alimentare discontinu.Parametrii tehnologici principali sunt: capacitatea geometric a generatorului de 5,70 m3, volumul unei arje de ncrcare a deeurilor de 4,50 m3, producia zilnic de biogaz de 3,75 m3.

5.1.1.Echipamentul tehnologic (fig.5.1.1.1) este alctuit din:

Fig .5.1.1.Echipament tehnologic.

(a)fermentatorul sau generatorul pentru fermentarea deeurilor vegetale i a dejeciilor de animale, cu umplere discontinu, aproape complet ngropat n pmnt, de form cilindric;

(b) clopotul sau capacul din tabl de 3 mm se realizeaz pentru colectarea biogazului, el avnd un volum de cel puin 50 %. Capacul se introduce cu gura n jos n spaiu dintre cei doi perei unde s-a pus apa, care formeaz garnitura lichid ce nu permite trecerea gazului n atmosfer;

(c) conducta aerian din PVC cu un diametru de 4 cm, se monteaz pe capacul generatorului pentru transportul biogazului spre locul de ardere.

(d) filtru-decantor pentru colectarea picturilor de ap;

(e) robinet pentru nchiderea i deschiderea gazului.

5.1.2.Construcia generatorului:

- se sap o groap cu diametru de 2 m i adncime de 4 m;

- pe fundul gropii se pune un strat de 10 cm de balast care trebuie s fie foarte bine bttorit;

- peste balast se toarn, pe o nlime de 20 cm, beton cu armtur metalic;

- dup ce betonul s-a uscat, pereii cilindrici ai gropii sunt cptuii, pe o grosime de 10 cm, tot

cu beton armat. Interiorul cilindrului trebuie s fie foarte bine tencuit i sclivisit (prin dubl finisare numai cu ciment) pentru a se nchide porii prin care ar iei biogazul.

- cilindrul din beton se nal deasupra gropii cu nc 20 cm;

- cilindrul din beton este dublat de un alt perete cilindric interior, realizat din acelai material, cu grosimea de 10 cm la o distan de 10 cm de primul cilindru de beton

- ntre aceti doi perei cilindrici se pune ap.

Aceti doi perei cilindrici pot fi construii i din tabl de 23 mm, bine protejat mpotriva agenilor corosivi.

5.1.3,Funcionarea instalaiei

Echipamentul tehnologic de capacitate mic de uz gospodresc cu ncrcare discontinu se ncarc manual. Fermentatorul (6) se ncarc n proporie de 80 % cu materie prim format din dejecii proaspete de animale n amestec cu resturi vegetale.La prima arj se adaug un inocul bogat de metanobacterii -2 gleii de reziduuri organice bogate n microflor (must de dejecii animale), iar la arjele urmtoare se pstreaz din arja anterioar 1020 % n rezervor pentru plmad.

Produsele organice reziduale din agricultur conin cantiti suficiente i n proporii echilibrate din toate elementele eseniale: carbon, azot, fosfor, sulf.Nu se folosesc dejeciile provenite de la animalele care au fost tratate recent cu doze mari de antibiotice sau alte medicamente bacteriostatice.Procesul de metanogenez are loc la temperaturi de 3035oC. Viteza de cretere a metanobacteriilor i deci producerea de biogaz depinde de temperatur. Deoarece echipamentele tehnologice de capacitate mic de uz gospodresc nu sunt prevzute cu dispozitive interioare de nclzire randamentul acestora este influenat de temperatura mediului ambiant. Pentru aceasta,echipamentul tehnologice de uz gospodresc este ngropat total n pmnt.

n cazul echipamentelor semingropate se acoper n sezonul rece cu baloi de paie, dejecii de animale, iar vara cu o folie de plastic pentru a asigura efectul de ser.O singur umplere poate asigura, zilnic 3,75 m3 de biogaz. Rencrcarea fermentatorului se realizeaz dup circa 120 de zile, avndu-se grij ca la deschiderea capaculuii s nu se produc scntei prin frecare, pentru a se evita orice accident. Descrcarea se realizeaz manual. Biogazul se acumuleaz sub capacul (7) Datorit presiunii, aceasta urc deasupra gurii generatorului pn la 60cm.Stratul de ap i permite capacului aceast deplasare. Totodat stratul de ap nu permite metanului s iese n atmosfer deoarece solubilitatea metanului n ap este 0.

Biogazul cules de conducta (7), prin ardere furnizeaz energie termic.

n acelai timp se va urmri ca apa care se adun dup cteva luni pe conducta de gaz, datorit condensrii, s fie colectat ntr-un filtru-decantor (9) montat pe conducta de gaz. Pe conducta de gaz se monteaz 2 robinei: un robinet de control (10) i un robinet de biogaz (11).Instalaia se amplaseaz ntr-un teren situat la 610 m de cas, unde apa freatic este la adncime..

ANEXE

1. Echipamente tehnologice pentru producerea biogazului.43

1.1.1.Sistemul Darmstadt44

1.1.2.Sistemul Vageningen.44

1.1.3Ttipul KVIC-Patel(India) ..45

1.1.4. Modele de instalaii din China..45

1.1.5.Utilizarea biogazului in gospodria chinez.................................46

1.1.6.Instalaie de biogaz din Correa..47

1.1.7.Clopot funcional pentru instalaiile de biogaz de 5 i 10 m3 de tip ICA47

1.1.8.Sistemul BIMA-Gobel(Austria,Elveia)49

1.1.9.Instalaie de tip ICA de 25 i 50m350

1.2.1. Model ICA de 25-50m3 51

1.2.2.Sistemul de producere a biogazului in flux orizontal 52

1.2.3.Modelul de flux orizontal de 100 si 200m3 ..53

1.2.4.Aspect al fermentatorului in flux orizontal 1400m3.54

1.2.5.Dispozitive anexe:..55

1.2.5.1.Separatoare de condens..55

1.2.5.2.Schema de principiu a fermentatorului n flux orizontal cudoua niveluri de circulaie56

1.2.5.3.Manometru.57

2. Diagrame privind distribuia procentual a biogazului n Europa...58

2.1.Distribuia procentual a numarului de proiecte de biogaz,pe ri,(Europa)

2.2. Distribuia procentual a staiilor de biogaz din Europa dup energia termic produs59

2.3. Distribuia procentual a staiilor de biogaz din Europa dup energia electric produs59

2.4. Distribuia procentual a regimurilor termice de fermentare la statiile de gaz europene60

2.4. Distribuia procentual a staiilor de biogaz din CEE dup coninutul de S.U. n substrat61

2.6. Distribuia procentual a staiilor de biogaz din CEE dup producia de biogaz

2.7. Distribuia procentual felurilor de substrat utilizate n instalaiile de biogaz

3.Costuri i profit ale unei companii productoare de biogaz.: Studiu de fezabilitate.

3.1.Situaia costurilor anuale regulate privind tratarea deeurilor organice63

3.2.Specificaiile unei instalaii de biogaz63

3.3.Costurile anuale ale instalaiei de biogaz cu/far poligenerare..64

4.4. Profitul anual al instalaiei de biogaz cu/ fr poligenerare.65

4.Echipament tehnologic de producer a biogazului cu alimentare discontinu.Realizare romneasc n 1985 n Comuna Plenia,Judetul Dolj.

4.1.Studiu de caz..66

4.1.1.Producie biogaz..66

4.1.2.Costuri construcie(investiie) echipament tehnologic de biogaz...66

4.1.3.Economii.67

4.1.4.Amortizri...67

4.2.Elemente de modernizare a echipamentelor de biogaz..67

4.3.ngrminte naturale.67

5.Proiect hotrre pentru stabilirea sistemului de promovare a producerii energiei electrice din surse regenerabile de energie .

5.1.Dispoziii generale.68

5.2.Definiii..69

5.3. Sistemul de promovare a energiei electrice din surse regenerabile de energie.70

5.4.Dispoziii finale..71

6.Bibliografie...72

1. Echipamente tehnologice pentru producerea biogazului

Tehnologia biogazului are tradiii proprii n India, China, SUA, Canada, Japonia i a devenit interesant i pentru Europa, Danemarca, Anglia iar n Romnia din 1975. n viitor obinerea biomasei se va realiza i prin cultivarea unor plante cu cretere rapid n aa numitele Plantaii energetice care pot fi:

plantaii terestre;

plantaii pe mare prin cultura algelor i a altor plante marine.

Din punct de vedere al modului de alimentare (ncrcare) a fermentatorului echipamentele tehnologice pot fi :

cu alimentare discontinu pentru echipamente tehnologice de capacitate mic pentru uz gospodresc i medie de tip ferme

cu alimentare continu pentru instalaii industriale

Exist o varietate foarte mare de instalaii de producere a biogazului.Tipurile de instalaii difer n funcie de procedeele de fermentare, de ar sau concomitent, de marime, de natura materiei prime, de factori climatici etc.Aici vor fi prezentate principiile unor instalaii tipici ca procedeu,apoi vor fi grupate, din punct de vedere al capacitii, n instalaii mici, mijlocii i mari.n fiecare din categorii se vor arta i realizrile din Romnia.O parte din instalaiile prezentate n acest capitol pot fi considerate ca avnd un caracter istoric,dar au fost reinute pentru c i ele pot cuprinde motive inspiraie tehnic pentru cei care vor s conceap i s proiecteze o instalaie de biogaz,ntruct conin soluii ingenioase pentru diferite componente ale instalaiei de biogaz.

1.1.1.Sistemul Darmstadt.

n figura de mai jos este prezentat instalaia de biogaz dupa sistemul Darmstadt.

Fig.1.1.1.1.Instalaie de biogaz dupa sistemul Darmstadt.

1.1.2.Sistemul Vageningen.

Fig .1.1.2.1.Instalaie de biogaz sistem UASB- Vageningen (anaerob de contact-Olanda 1979)

1.1.3.Ttipul KVIC-Patel(India)

Fig .1.1.3.1.Instalaie de biogaz brevet JJ.PATEL(India 1950)

1.1.4.Modele de instalaii din China

Fig .1.1.4.1.Fermentator paralelipipedic din provincia Sichoan-China.

Fig .1.1.4.2.Instalaie de biogaz system DOM provincial Sichoan-China.

1.1.5. Utilizarea biogazului in gospodria chinez.

Fig .1.1.5.1.Vedere panoramic de producere i utilizare a biogazului n gospodrii din China.

1.1.6.Instalaie de biogaz din Correa

Fig.10.1.6.1

1.1.7.Clopot funcional pentru instalaiile de biogaz de 5 i 10 m3 de tip ICA

Fig 1.1.7.1

1.1.8.Sistemul BIMA-Gobel(Austria,Elveia)

Fig .1.1.8.1

1.1.9.Instalaie de tip ICA de 25 i 50m3

Fig.1.1.9.1.Instalaie de biogaz tip ICA

1.2.1.Model ICA de 25-50m3

Fig.1.2.1.1.Aspect general al instalaiei de biogaz tip ICA de 25 i 50m3.

1.2.2.Sistemul de producer a biogazului in flux orizontal

Fig . 1.2.2.1.Instalaie de producer a biogazului n flux orizontal.

Schem de principiu

1.2.3.Modelul de flux orizontal de 100 si 200m3

Fig.1.2.3.1.Instalaie de biogaz compact,n flux orizontal,de capacitate medie(100 i 200 m3)

1.2.4.Aspect al fermentatorului in flux orizontal 1400m3

Fig.1.2.4.1.Fermentator n flux orizontal de 1400m3(Iai-Oradea Sascut)

1.2.5.Dispozitive anexe:

1.2.5.1.Separatoare de condens,

1.2.5.2.Schema de principiu a fermentatorului n flux orizontal cu doua niveluri de circulaie.

1.2.5.3.Manometru

1.2.5.1.Separatoare de condens,

Fig. 1.2.5.1.1.Sisteme i dispositive de evacuare a condensului din biogaz.

1.2.5.2.Schema de principiu a fermentatorului n flux orizontal cu doua niveluri de circulaie.

Fig. 1.2.5.21.Schema de principiu a fermentatorului n flux orizontal cu doua niveluri de circulaie.

1.2.5.3.Manometru.

Fig . 1.2.5.3.1.Manometru pentru gaz.

2.Diagrame privind distribuia procentual a biogazului n Europa

2.1.Distribuia procentual a numarului de proiecte de biogaz,pe ri,(Europa).(Fig.11.1.1)

Fig.2.1.1. Distribuia procentual a numarului de proiecte de biogaz,pe ri,(Europa).

2.2.Distribuia procentual a staiilor de biogaz din Europa dup energia termic produs.(Fig.2.2.1).

Fig.2.2.1 Distribuia procentual a staiilor de biogaz din Europa dup energia termic produsI(KWT).

2.3. Distribuia procentual a staiilor de biogaz din Europa dup energia electricprodus.(Fig2.3.1)

Fig.2..3.1. Distribuia procentual a staiilor de biogaz din Europa dup energia electric

2.4.Distribuia procentual a regimurilor termice de fermentare la statiile de gaz europene.(Fig.2.4.1).

Fig.2.4.1 .Distribuia procentual a regimurilor termice de fermentare la statiile de gaz europene

2.5.Distribuia procentual a staiilor de biogaz din CEE dup coninutul de S.U. n substrat(Fig.2.5.1)

Fig.2.5.1. .Distribuia procentual a staiilor de biogaz din CEE dup coninutul de S.U. n substrat.

2.6.Distribuia procentual a staiilor de biogaz din CEE dup producia de biogaz.(Fig.2.6.1 i fig.2.6.2)

Fig.2.6.1

Fig.2.6.2. Distribuia procentual a staiilor de biogaz din CEE dup producia de biogaz.

2.7.Distribuia procentual felurilor de substrat utilizate n instalaiile de biogaz.(Fig.2.7.1)

Fig.2.7.1.Distribuia procentual felurilor de substrat utilizate n instalaiile de biogaz.

3.Costuri i profit ale unei companii productoare de biogaz.: Studiu de fezabilitate.

Biogazul este o afacere foarte profitabil, mai ales dac substraturile organice sunt uor de procurat. Acesta este n special cazul marilor companii productoare i procesatoare de alimente sau ntreprinderilor agricole. Acesta este un exemplu real de calcul al costurilor i profitului unei instalaii amplasate n perimetrul unei companii din industria alimentar, care furnizeaz produse proaspete, congelate, preparate i conserve din pete i carne i care are 480 de angajai. Cifrele provin dintr-un studiu de fezabilitate realizat de AGIMUS GmbH, coordonatorul proiectului ProBIoPol, Germania.

3.1.Situaia costurilor anuale regulate privind tratarea deeurilor organice

Categoria de costuri

Calcul

Cost anual

Tratarea grsimilor

1,600 m3 / 17.9 per m3

28,640.00

Tratarea deeurilor alimentare

1,035 tone / 16.8 per m3

17,388.00

Tratarea aerobic a lichidelor i apei

311,000.00

Electricitatea necesar tratrii deeurilor lichide

45,000.00

ntreinerea

28,000.00

Personalul

25,000.00

Total

455,028.00

3.2.Specificaiile unei instalaii de biogaz

Suprafaa necesar

250 m3

Capacitate

30 m3/h

Volum (etan)

600 m3

Temperatura de operare

35-38 C

Tratarea lichidelor

620 m3/zi

Deeuri

3.5 m3/zi

Grsimi

3.5 m3/zi

Temperatura de admisie

30 C

Cererea medie de oxigen chimic, inclusiv co-fermentarea

5,600 mg/l

Cererea maxim zilnic de oxigen chimic

3,500 kg

Biogaz produs

53 m3/h

Caracteristic suplimentar: producia instalaiei de poligenerare

145 kW el

3.3.Costurile anuale ale instalaiei de biogaz cu/ fr poligenerare

Variaia A

Variaia B

fr poligenerare

cu poligenerare

Investiie

1.15 million

Investiie

1.65 million

Rambursare(amortizare)

115,000.00

Rambursare(amortizare)

165,000.00

Dobnd credit

69,000.00

Dobnd credit

99,000.00

NaOH (incl. pH)

8,000.00

NaOH (incl. pH)

8,000.00

N2

3,000.00

N2

3,000.00

ntreinere (service complet)

28,000.00

ntreinere (service complet)

29,017.50

Personal

25,000.00

Personal

15,000.00

Electricitate

18,000.00

Electricitate

18,000.00

Total

266,000.00

377,017.50

Economisire*

189,028.00

118,010.50

* n comparaie cu o situaie obinuit (vezi mai sus)

3.4.Profitul anual al instalaiei de biogaz cu/ fr poligenerare

Variaia A

Variaia B

fr poligenerare

cu poligenerare

Biogaz produs

464,280 m3

Biogaz produs

464,280 m3

Coninut de energie

10,446,300 MJ

Coninut de energie

10,446,300 MJ

2,901,750 kWh

2,901,750 kWh

Producie electrtate(40%)

1,160,700.00 kWh

Producie termic (45%)

1,305,787.50 kWh

Profit (termic)

39,173.13

Profit (doar gaz)

87,052.50

Profit (electricitate)

127,677.00

Economii adiionale*

189,028.00

118,010.50

Profit anual

270,080.50

284,861,13

* n comparaie cu o situaie obinuit (vezi mai sus)

4.Echipament tehnologic de producer a biogazului cu alimentare discontinu.Realizare romneasc n 1985 n Comuna Plenia,Judetul Dolj.

4.1. Studiu de caz.

Notm: h nlimea fermentatorului;

D diametrul fermentatorului;

Vg volumul geometric al fermentatorului.

V volumul unei arje de ncrcare

Pentru: h = 3,70 m

d = 1,40 m

V = Abh = h (4.1.1)

V = ,702 x 3,70 = 5,70 m3 (4.1.2.)

V = 80 %V ( 4.1.3)

V = 4,50 m3 (4.1.4)

4.1.1.Producie biogaz

n urma studiilor fcute a rezultat c:

3 m3 de dejecii produc - 2,5 m3de biogas

atunci rezult c:

4,50 m3 materie prim produc - 3,75 m3 biogaz/zi.

ncrcarea se face la patru luni o dat.

Cantitatea de biogaz pentru 4 luni = 120 zile x 3,75 m3 biogaz/zi = 450 m3 biogaz.

4.1.2.Costuri construcie(investiie) echipament tehnologic de biogaz.

1 sac de ciment = 250 000 lei = 25 ron

Pentru instalaie sunt necesari 20 saci

20 x250 000 = 5 000 000 lei =50 ron;

Preul instalaiei = 5 000 000 + 3 000 000 + 2 000 000 lei =10 000 000 lei =100 ron;

3 000 000 lei = preul capacului;

2 000 000 = alte cheltuieli;

4.1.3.Economii

Biogazul furnizat de o astfel de instalaie este 3,75 m3/zi timp de 4 luni este echivalent consumului de gaz de la o butelie pentru un aragaz cu patru ochiuri, suficient pentru prepararea hranei pentru o familie de 4 persoane.

familie de 4 membrii consum ntr-o lun o butelie = 350 000 lei = 35 ron

Pentru 4 luni economisim 4 x 350 000 lei =1 400 000 lei = 140 ron

Pentru I an economisim 3 x 1 400 000 lei =4 200 000 lei =420 ron

Pentru 20 ani economisim 84 000 000 lei =8 400 ron

4.1.4.Amortizri

Preul instalaiei se va amortiza n: 10.000.000 : 4.200.000 = 2,38 ani.

4.2.Elemente de modernizare a echipamentelor de biogaz.

Pentru modernizarea echipamentelor de biogaz de capacitate mic de uz gospodresc i medie de tip ferme ar trebui dotate cu :

manometru pentru msurarea presiunii biogazului n interiorul fermentatorului;

termometru pentru a indica temperatura ncrcturii;

contor pentru a nregistra cantitatea de biogaz rezultat, cunoscnd astfel productivitatea real;

agitator de amestecare care mpiedic formarea crustei ce nu permite eliberarea gazului.

4.3. Ingrasminte naturale.

Dejeciile de animale sunt poluante att prin mirosurile neplcute, prin microbii pe care i conin ct i datorit umiditii mari.

ntr-o cresctorie de porci se vehiculeaz zilnic circa 2 0003 000 m3 de ap cu dejecii. Acest nmol nu poate fi folosit ca ngrmnt, are o umiditate mare i conine o mare cantitate de microbi.Nmolul fermentat pentru a fi folosit ca ngrmnt trebuie uscat i apoi supus unui proces de humificare, care se realizeaz printr-o continuare a procesului de fermentare, de data aceasta aerob. n acest scop nmolului i se adaug cantiti reduse de paie, coceni frunze, resturi din grdinile de legume.

Un complex de 50 000 de porci pe paturile de uscare prelucreaz anual 29 000 m3 de nmol cu 95 % umiditate rezultnd 6 000 m3 nmol fermentat dezhidratat.ngrtoriile de porci pot deveni att productoare de biogaz dar i de humificate cu o bun capacitate de fertilizare a pmntului.

5.Proiect hotrre pentru stabilirea sistemului de promovare a producerii energiei electrice din surse regenerabile de energie .

GUVERNUL ROMNIEI

n temeiul art. 108 din Constituie, republicat, al art. 2 lit. h), art.61, art. 62, art. 65 i art. 66 din Legea nr.13/2007 a energiei electrice,

Guvernul Romniei adopt prezenta hotrre:

5.1 Dispoziii generale

Art.1. - (1) Prezenta hotrre stabilete sistemul de promovare a energiei electrice produse din surse regenerabile de energie.

Art.2. - (1) Sistemul de promovare stabilit prin prezenta hotrre se aplic pentru energia electric produs din:

a) energie hidro utilizat n centrale cu o putere instalat de cel mult 10 MW,

b) energie eolian,

c) energie solar,

d) energie geotermal,

e) biomas,

f) biogaz,

g) gaz de fermentare a deeurilor, denumit i gaz de depozit,

h) gaz de fermentare a nmolurilor din instalaiile de epurare a apelor uzate,

i care este livrat n reeaua electric.

(2) Sistemul de promovare stabilit prin prezenta hotrre se aplic pe o perioad de timp de:

a) [12 ani] pentru energia electric produs n centrale/grupuri electrice noi;

b) [6 ani] pentru energia electric produs n centrale electrice eoliene din import, care au mai fost utilizate pentru producerea energiei electrice pe teritoriul altor state;

c) [6 ani] pentru energia electric produs n centrale/grupuri hidroelectrice retehnologizate dup 1 ianuarie 2004,

d) [6 ani] pentru energia electric produs n centrale puse n funciune nainte de 1 ianuarie 2004 i n centrale/grupuri privatizate neretehnologizate, ncepnd de la data la care productorii deintori ai centralelor/grupurilor menionate la lit. a), b), c) i d) au inceput sa beneficieze de sistemul de promovare i dac punerile n funciune i/sau retehnologizrile de centralele/grupurile se fac pn la sfritul anului 2012.

(4) Cantitatea de energie electric produs ntr-o central hidroelectric retehnologizat pentru care se aplic sistemul de sprijin se stabilete conform unei proceduri aprobate de ANRE, pe baza produciei nete de energie electric produs pe ultimii 10 ani inainte de retehnologizare, produciei nete de energie electric produse dup retehnologizare, durata de utilizare a centralei i valoarea investiiei specifice.

(5) Nu beneficiaz de sistemul de promovare a producerii energiei electrice din surse regenerabile de energie stabilit prin prezenta hotrre:

a) productorii de energie electric care export energie electric din surse regenerabile;

b) productorii de energie electric din biomasa provenit din import;

5.2. Definiii

Art.3. - (1) n nelesul prezentei hotrri, urmtorii termeni se definesc astfel:

a) Biomasa fraciunea biodegradabil a produselor, deeurilor i reziduurilor din silvicultur i industriile conexe, agricultur, inclusiv substanele vegetale i animale, precum i fraciunea biodegradabil a deeurilor industriale i urbane;

b) Central hidroelectric retehnologizat central hidroelectric cu o putere instalat de cel mult 10 MW care ndeplinete urmtoarele condiii:

i. are o durat de funcionare de cel puin 15 ani de la data punerii n funciune;

ii. a fost supus unui ansamblu de operaiuni de nlocuire a unor tehnologii existente, uzate moral i/sau fizic, cu tehnologii moderne, n scopul creterii eficienei activitii de producere;

c) Central nou central pus n funciune pentru prima dat ncepnd cu 1 ianuarie 2004;

d) Central privatizat - central hidroelectric cu o putere instalat de cel mult 10 MW, a crei active au fost transferate de la S. C. Hidroelectrica S.A., cu capital majoritar de stat, ctre investitori.

e) Certificat verde - document ce atest o cantitate de energie electric produs din surse regenerabile de energie. Certificatul verde se poate tranzaciona, distinct de cantitatea de energie electric asociat acestuia, pe o piaa a certificatelor verzi;

f) Pia intern de certificate verzi piaa centralizat organizat la nivel naional pentru tranzacionarea certificatelor verzi;

g) Sistem de cote obligatorii mecanism de promovare a producerii de energie electric din surse regenerabile de energie, prin achiziia de ctre furnizorii clienilor finali a unor cote obligatorii de energie electric produs din aceste surse, dovedit prin achiziia unui numr corespunztor de certificate verzi.

h) Sistemul European de Cerificate Verzi - RECS organizaie european non-profit care promoveaz o piaa european a energiei electrice produse din surse regenerabile de energie susinut de un sistem informaional armonizat la nivel european i de comun acceptat de participani;

i) Consum naional brut de energie electric - producia naional brut de energie electric la care se adaug diferena dintre importul i exportul de energie electric;

j) Consum final de energie electric - suma consumurilor de energie electric realizate de clienii finali de energie electric

(2) Termenii utilizai n prezenta hotrre, alii dect cei menionai la alin. 1) au nelesul definit n Legea energie electrice nr. 13/2007.

5.3. Sistemul de promovare a energiei electrice din surse regenerabile de energie .

Art.4. - (1) Pentru promovarea producerii energiei electrice din surse regenerabile de energie se aplic sistemul cotelor obligatorii combinat cu sistemul de tranzacionare a certificate verzi.

(2) Nivelul intelor naionale orientative privind ponderea energiei electrice produse din surse regenerabile de energie n consumul intern brut de energie anilor 2010, 2015, 2020 este de respectiv [33%, 35% i 38%].

(3) La indeplinirea intelor naionale pe lng energia electric produs din sursele regenerabile de energie menionate la art. 2, alin. (1) se ia n considerare i energia electric produs n centralele hidroelectrice cu puteri instalate mai mari de 10 MW.

(4) Cotele obligatorii anuale de achiziie de certificate verzi de ctre furnizoriii de energie electric se stabilesc cu ajutorul urmtoarei relaii de calcul:

Qf = [(ESRE1+ ESRE2/2+ 3*ESRE3)/EE)] *100 [%/an] (1) unde:

Qf este cota anual obligatorie pentru furnizorii de energie electric decertificate verzi;

ESRE1 este cantitatea anual de energie electric produs din surse regenerabile de energie n centrale noi sau retehnologizate,

ESRE2 este cantitatea anual de energie electric produs din surse regenerabile de energie n central hidroelectrice cu puteri instalate cu cel mult 10MV intrare n funciune nainte de 1 ianuarie 2004 i care nu au fost retehnologizate dupaceast dat.

ESRE3 este cantitatea anual de energie electric produs din energie solar;

EE este consumul anual final de energie electric previzionat a se realn anul 2020.

i sunt cele prezentate in anexa care face parte integrant din prezenta hotrre.

(5) Valorea anual a cotei obligatorii se ajusteaz n perioada 2008 2010, n prima decad a lunii decembrie, prin ordin al preedintelui ANRE dac capacitatea instalat n centralele de producere a energiei electrice din surse regenerabile nu poate asigura cererea de certificate verzi.

(6) Operatorul de transport i sistem emite lunar certificate verzi producatorilor pentru cantitatea de energie electric produs din surse regenerabile de energie reeaua electric. rouctorii de energie electric produs din surse regenerabile primesc:

a) un certificat verde pentru fiecare 1 MWh livrat n reeaua electric din centrale noi sau retehnologizate;

b) trei certificate verzi pentru fiecare 1 MWh livrat n reeaua electric productorii de energie electric din energie solar; un certificat verde pentru fiecare 2 MWh livrai n reeaua electric din central hidroelectrice cu o putere instalat de cel mult 10 MW, care nu se ncadreaz n condiiile menionate la lit.a)

5.4.Dispoziii finale

Art.15.ANRE adapteaz cadrul de reglementare privind aplicarea sistemului de promovare a energiei electrice produse din surse regenerabile de energie n conformitate cu prevederile prezentei hotrri, n termen de patru luni de la data publicrii prezentei hotrri.

Art .16.

(1).Prezenta hotrre intr n vigoare ncepnd cu 1 ianuarie 2008.

(2) La data intrrii n vigoare a prezentei hotrri se abrog Hotrrea Guvernului nr. 1892/2004 pe roducerii energiei electrice din surse regenerabile de energie, publicat n Monitorul Oficial al Romniei, Partea I, nr. 1056 din 15 noiembrie 2004 cu modificrile i completrile ulterioare.

PRIM-MINISTRU CLIN POPESCU TRICEANU

Bibliografie

C. Oniscu (coordonator) - Biotehnologie i bioinginerie - ndrumar pentru lucrrile de laborator, U. T. "Gh. Asachi" Iai, Facultatea de Chimie Industrial, l995.

Corneliu Ungureanu .a. Gestionarea integrat a deeurilor municipale, Timioara: Editura Politehnica, 2006

Enciclopedia tehnic ilustrat, Editura Teora, Bucureti, 1999

Extras - Surs: bfai Bundesanstalt fr Auenwirtschaft, Deutschland, 2008

Feher Gyula Evacuarea i valorificare reziduurilor menajere, traducere din limba maghiar de ing. Iosif Papp i ing. Pascu Ursu, Ed. Tehnic, Bucureti, 1982

Ghid pentru gospodrirea deeurilor solide urbane - elaborat de Comisia European Directoratul General XVII-Energie, 1998;

Jurcoane (coordonator) Tratat de Biotehnologie, vol. I, Editura Tehnic, Bucureti, 2004.

Jurnalul Naional din 19.11.2005-Biogazul energie regenerebil

Monitorul AROTEM nr. 1/2006-Raportul Parlamentului European Raport despre ambalaje i deeuri din ambalaje, 19 noiembrie 1999)

Nicolae Antonescu .a. Valorificarea energetic a deeurilor, Bucureti: Editura Tehnic, 1988

Prospecte 2007 Passavant Roediger Tall Oil, Vapo Fram Renewable Fuels, Fulghum Fibrefuels Ltd, AGO AG Energie+Anlagen Germany;

Stancu V - Flacra biogazului, Editura Ceres, Bucureti 1982;

Ttrscu F - Conversia energiei-tehnici neconvenionale, Editura Tehnic, Bucureti 1980;

The Bioenergy International, No 24, 1-2007, AEBIOM;

Vintil M Biogazul, Editura Tehnic, Bucureti 1989;

Water 21, IWA Publishing, London UK, February 2007, p. 38-40.

www.biogazul.ro

www.ecoapasol.info