Користувач:Dgho/Біометан а

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку

Відновлюваний природний газ (RNG), також відомий як екологічно чистий природний газ (SNG) або біометан, є біогазом з якістю, дововеденою до викопного природного газу, що має концентрацію метану 90% або більше[1]. Підвищивши концентрацію метану до рівня природного газу, стає можливим розподіляти газ споживачам через існуючу газову мережу та використовувати в існуючих приладах. Відновлюваний природний газ є підгрупою синтетичного природного газу або замінника природного газу (SNG).

Існує кілька способів метанізації двоокису/ монооксиду вуглецю та водню, включаючи біометанізацію, процес Сабатьє та новий електрохімічний процес, вперше запроваджений у Сполучених Штатах, який на даний час проходить випробування[2].

Переваги[ред. | ред. код]

Відновлюваний природний газ можна виробляти та розподіляти через існуючу газову мережу, що робить його привабливим способом постачання до приміщень відновлюваного тепла та відновлюваної газової енергії, не вимагаючи додаткових капітальних витрат від споживача. Існуюча газова мережа також дозволяє розподіляти газову енергію на великі відстані з мінімальними витратами енергії. Існуючі мережі дозволять отримувати біогаз з віддалених ринків, багатих на недорогу біомасу (наприклад, Україна чи Скандинавія). Відновлюваний природний газ також можна перетворити на скраплений природний газ (LNG) для безпосереднього використання як палива в транспортному секторі.

Національна електромережа Великобританії (National Grid) вважає, що принаймні 15% усього споживаного газу може отримуватися з таких речовин, як стічні води, харчові відходи, їжа, яку викидають супермаркети та ресторани, й органічні відходи, створювані, наприклад, пивоварнями[3].  У Сполучених Штатах аналіз, проведений у 2011 році Інститутом газових технологій, визначив, що відновлюваний газ із відходів біомаси, включно з сільськогосподарськими відходами, має щорічний потенціал до 2,5 квадрильйонів Btu, і цього достатньо для задоволення потреб 50% американських будинків у природному газі[4][5]. Інститут дослідження навколишнього середовища та енергетики (Вашингтон) підрахував, що відновлюваний природний газ може замінити до 10% усього природного газу, який використовується в Сполучених Штатах[6], а дослідження Національної асоціації агентств з чистої води та Федерації водного середовища показало, що кількість твердих біологічних речовин, видалених зі стічних вод, можна перетворити на біогаз, достатній для потенційного задоволення до 12% національного попиту на електроенергію Америки[7].

У поєднанні з перетворенням електроенергії на газ, коли діоксид вуглецю та монооксид вуглецю в біогазі перетворюються на метан за допомогою електролізованого водню, потенціал відновлюваного газу сирого біогазу збільшується приблизно вдвічі[8].

Виробництво[ред. | ред. код]

Під час виробничого процесу можна досягти 70% ефективності перетворення біомаси на RNG[9][10]. Витрати мінімізуються шляхом максимізації масштабів виробництва та розміщення заводу анаеробного зброджування поблизу транспортних сполучень (наприклад, порту чи річки) для перевалки обраного джерела біомаси. Існуюча інфраструктура газосховищ дозволить заводу продовжувати виробляти газ із повним коефіцієнтом використання навіть у періоди слабкого попиту, допомагаючи мінімізувати виробничі капітальні витрати на одиницю виробленого газу[11].

Відновлюваний газ можна виробляти за допомогою трьох основних процесів:

  • Анаеробне зброджування органічного матеріалу. Це можна зробити у спеціальних анаеробних реакторах або як побічний газ, зібраний зі звалищ та очищення стічних вод.
  • Виробництво через реакцію Сабатьє. За допомогою реакції Сабатьє газ із первинного виробництва перетворюється вторинним процесом, щоб отримати газ, придатний для введення в газову мережу[12].
  • Термічна газифікація органічного (звичайно сухого) матеріалу.

Комерційний розвиток[ред. | ред. код]

BioSNG з дерева[ред. | ред. код]

У рамках проєкту GoBiGas Göteborg Energi відкрила перший демонстраційний завод для великомасштабного виробництва біо-SNG шляхом газифікації лісових відходів у Гетеборзі, Швеція. Завод мав потужність виробляти 20 мегават біоSNG з приблизно 30 МВт біомаси, прагнучи досягти ефективності перетворення 65%. З грудня 2014 року завод bioSNG повністю запрацював і постачав газ до шведської газової мережі, дотримуючись вимог якості з умістом метану понад 95%[13]. У квітні 2018 року завод остаточно закрили через економічні проблеми. Göteborg Energi інвестувала в нього 175 мільйонів євро, однак інтенсивні спроби продати завод новим власникам провалилися[14].

Можна відзначити, що завод виявився технічним успіхом і працював за призначенням[15]. Однак це було економічно невигідно, зважаючи на тодішні ціни на природний газ. Очікується, що станція знову почне працювати приблизно у 2030 році, коли економічні умови можуть бути більш сприятливими, з ймовірністю підвищення ціни на вуглеводні[16].

SNG представляє особливий інтерес у країнах з розгалуженими мережами розподілу природного газу. Основні переваги SNG включають сумісність з існуючою інфраструктурою природного газу, вищу ефективність виробництва палива Фішера-Тропша та менший масштаб виробництва порівняно з іншими системами виробництва біопалива другого покоління[17]. Центр енергетичних досліджень Нідерландів провів широке дослідження великомасштабного виробництва SNG з деревної біомаси на основі імпорту сировини з-за кордону[18].

Установки, що працюють на відновлюваному природному газі на основі деревини, можна розділити на дві основні категорії, одна з яких – алотермальна, яка отримує енергію з джерела за межами газифікатора. Одним із прикладів є двокамерні газифікатори з псевдозрідженим шаром, які складаються з окремих камер згоряння та газифікації. Автотермічні системи генерують тепло в газифікаторі, але вимагають використання чистого кисню, щоб уникнути розрідження азоту[19].

У Великій Британії консалтингова компанія NNFCC виявила, що будь-який британський біоSNG-завод, побудований до 2020 року, з високою ймовірністю використовуватиме «чисту деревну сировину», і що є кілька регіонів із достатньою доступністю цього джерела[20][21].

Розвиток RNG за країнами[ред. | ред. код]

У Великобританії використання анаеробного зброджування зростає як засіб виробництва відновлюваного біогазу: по всій країні побудовано майже 90 місць закачування біометану[22]. Ecotricity оголосила про плани постачати зелений газ споживачам Великобританії через національну мережу[23]. Centrica також оголосила, що почне закачувати газ, вироблений зі стічних вод, у газову мережу[24].

У Канаді постачальник газу в Британській Колумбії FortisBC закачує відновлюваний природний газ у свою існуючу газорозподільну систему[25].

Компанія під назвою Divert, яка займається зменшенням кількості харчових відходів за рахунок пожертвувань, каже, що використає інвестиції в розмірі 1 мільярда доларів від канадського оператора трубопроводів Enbridge для розширення існуючої мережі анаеробних апаратів харчових відходів для покриття всіх основних ринків Північної Америки[26][27].

Сталий синтетичний природний газ[ред. | ред. код]

Сталий (sustainable) SNG виробляється шляхом високотемпературної когазифікації біомаси або залишків відходів під тиском від 70 до 75 бар. Перевага широкого асортименту вихідної сировини полягає в тому, що можна виробляти набагато більшу кількість відновлюваного SNG порівняно з біогазом, з меншими обмеженнями ланцюга постачання. Широкий спектр видів палива із загальним вмістом біогенного вуглецю від 50 до 55% є технічно та фінансово життєздатним. Водень додається до паливної суміші під час процесу газифікації, а вуглекислий газ видаляється шляхом уловлювання зі стадій очищення синтез-газу та каталітичного метанування очищувального газу.

Широкомасштабний сталий SNG дозволить суттєво декарбонізувати газові та електричні мережі Великої Британії, зберігаючи при цьому існуючий операційний та економічний зв’язок між газовими та електричними мережами. Уловлювання та поглинання вуглецю можна застосовувати з невеликими додатковими витратами, таким чином поступово досягаючи глибшої декарбонізації існуючих газових та електричних мереж за низьких витрат і операційного ризику. Дослідження рентабельності показують, що великомасштабний сталий SNG з 50% вмістом біогенного вуглецю може бути введений у газотранспортну мережу високого тиску за ціною близько 65 p/therm. За такої вартості можна повторно переробити викопний природний газ, який використовується як джерело енергії в процесі газифікації, у 5–10 разів більшу кількість екологічно чистого природного газу. Широкомасштабний сталий SNG у поєднанні з продовженням видобутку природного газу з континентального шельфу Великобританії та нетрадиційного газу потенційно дозволить відокремити знизити вартість пікової електроенергії у Великобританії.

Екологічні проблеми[ред. | ред. код]

Біогаз створює забруднювачі навколишнього середовища, подібні до звичайного палива природного газу, такі як оксид вуглецю, діоксид сірки, оксид азоту, сірководень і тверді частинки. Будь-який незгорілий газ містить довгоживучий парниковий газ метан. Ключова відмінність біометану від викопного природного газу полягає в тому, що його часто вважають частково або повністю вуглецево-нейтральним[28], оскільки вуглекислий газ, що міститься в біомасі, природним чином поновлюється в кожному поколінні рослин, а не вивільняється з викопних запасів, і не збільшує вміст діоксиду вуглецю в атмосфері.

Головне занепокоєння полягає в тому, що потенційний вихід біогазу становитиме лише невеликий відсоток існуючих запасів викопного газу (також званого природним газом). Цей факт змусив існуючих постачальників природного газу відмовитися від заходів щодо збільшення використання електроенергії як джерела енергії, зменшуючи попит на газ. Ця реальність спонукала газову компанію Південної Каліфорнії (SoCalGas) таємно підтримати створення некомерційної організації «Каліфорнійці за збалансовані енергетичні рішення» (C4Bes), яка стала лобіювати газовий сектор і протистояти імпульсу на електрифікацію. Клуб Сьєрра викрив участь SoCalGas у створенні C4Bes (див. астротурфінг), тому C4Bes згорнула свою лобістську діяльність, хоча й продовжувала сприяти попиту на газ[29][30][31].

Дивись також[ред. | ред. код]

Посилання[ред. | ред. код]

Шаблон:Bioenergy

Основні типи[en]
Процеси
Угоди
Інші теми

Шаблон:Sustainability

[[Категорія:Відновлювана енергетика]] [[Категорія:Природні горючі гази]] [[Категорія:Біопаливо]] [[Категорія:Біопаливна енергетика]] [[Категорія:Сторінки з неперевіреними перекладами]]

  1. ↑ Al Mamun, Muhammad Rashed; Torii, Shuichi (2017). Enhancement of Methane Concentration by Removing Contaminants from Biogas Mixtures Using Combined Method of Absorption and Adsorption. International Journal of Chemical Engineering (англ.). 2017: 1—9. doi:10.1155/2017/7906859. ISSN 1687-806X.
  2. ↑ SoCalGas and Opus 12 Successfully Demonstrate Technology That Simplifies Conversion of Carbon Dioxide into Storable Renewable Energy. prnewswire.com (Пресреліз). PR Newswire. Процитовано 3 May 2018.
  3. ↑ The Guardian 'Food waste to provide green gas for carbon-conscious consumers'
  4. ↑ Natural Gas Can Come From Renewable Sources. www.socalgas.com. Sempre Energy. Процитовано 3 May 2018.
  5. ↑ Minter, George. SoCalGas's Minter on Renewable Natural Gas as a Foundational Fuel. www.planningreport.com. David Abel. Процитовано 3 May 2018.
  6. ↑ Fact Sheet | Biogas: Converting Waste to Energy | White Papers | EESI. www.eesi.org. Процитовано 9 грудня 2021.
  7. ↑ Alternative Fuels Data Center: Renewable Natural Gas Production. afdc.energy.gov. Процитовано 9 грудня 2021.
  8. ↑ Marija, Saric; Dijkstra, Jan Wilco; Haije, Wim G. (July 2017). Economic perspectives of Power-to-Gas technologies in bio-methane production. Journal of CO2 Utilization. 20: 81—90. doi:10.1016/j.jcou.2017.05.007.
  9. ↑ Cornerstone environmental group, LLC 'Biomethane / Natural Gas Interconnection Opportunities'
  10. ↑ Kachan & Co. 'The Bio Natural Gas Opportunity'
  11. ↑ Energy Research Centre of the Netherlands 'Heat from Biomass via Synthetic Natural Gas'
  12. ↑ Danish Gas Technology Centre 'Sustainable Gas Enters the European Gas Distribution System'
  13. ↑ GoBiGas. www.gobigas.goteborgenergi.se. Процитовано 10 November 2017.
  14. ↑ Nyheter, S. V. T.; Youcefi, Fouad (3 April 2018). Investerade nästan två miljarder i Gobigas – nu läggs projektet ner. SVT Nyheter. Процитовано 25 April 2018.
  15. ↑ Professor: "The Gobigas Project A Technical Success". di.se. 19 April 2018. Процитовано 2 May 2018.
  16. ↑ LUNDIN, KIM (4 April 2018). Biogasflow in Gothenburg provides the taxpayer with an environmental standard. SVT Nyheter. Процитовано 2 May 2018.
  17. ↑ Åhman, Max (2010). Biomethane in the transport sector—An appraisal of the forgotten option. Energy Policy. 38 (1): 208—217. doi:10.1016/j.enpol.2009.09.007.
  18. ↑ BioSNG: Synthetic Natural Gas. Процитовано 27 December 2012.
  19. ↑ Van der Meijden, C.M. (2010). Development of the MILENA gasification technology for the production of Bio-SNG (PDF). Petten, Netherlands: ECN. Процитовано 21 October 2012.
  20. ↑ 'Potential for BioSNG Production in the UK, NNFCC 10-008'
  21. ↑ New Energy Focus 'BioSNG could be economically attractive for renewable heat'
  22. ↑ AD map – biomethane plants. ADBA. The Anaerobic Digestion & Bioresources Association. Процитовано 12 June 2018.
  23. ↑ The Guardian 'Food waste to provide green gas for carbon-conscious consumers'
  24. ↑ The Guardian 'Human waste turned into renewable gas to power homes'
  25. ↑ Kachan & Co.'New Bio Natural Gas May Assist In Adding Solar and Wind to Utility Renewable Power Generation, Study Finds'
  26. ↑ Divert Inc. Announces $1B Infrastructure Deal with Enbridge Inc. to Tackle Food Waste and Combat Climate Change
  27. ↑ Enbridge commits $1 billion to company turning food waste to energy
  28. ↑ Dr. Ann C. Wilkie (16 грудня 2019). Biogas – Frequently Asked Questions (Biogas FAQ). University of Florida – Soil and Water Sciences Department. Процитовано 2 вересня 2022.{{cite web}}: Обслуговування CS1: Сторінки з параметром url-status, але без параметра archive-url (посилання)
  29. ↑ David Roberts (20 лютого 2020). The false promise of "renewable natural gas" - It's no substitute for shifting to clean electricity. Vox. Процитовано 2 вересня 2022.{{cite web}}: Обслуговування CS1: Сторінки з параметром url-status, але без параметра archive-url (посилання)
  30. ↑ Sammy Roth (4 квітня 2019). California's next frontier in fighting climate change: your kitchen stove. Los Angeles Times. Процитовано 2 вересня 2022.{{cite web}}: Обслуговування CS1: Сторінки з параметром url-status, але без параметра archive-url (посилання)
  31. ↑ Susie Cagle (26 липня 2019). US gas utility funds 'front' consumer group to fight natural gas bans. The Guardian. Процитовано 2 вересня 2022.{{cite web}}: Обслуговування CS1: Сторінки з параметром url-status, але без параметра archive-url (посилання)
Отримано з https://uk.wikipedia.org/w/index.php?title=Користувач:Dgho/Біометан_а&oldid=39691002