“Те, що фермер вважає відходами, інженер бачить як сировину для газу.”
Щороку українські агропідприємства виробляють мільйони тонн органічних відходів — гною, силосу, харчових залишків. Більшість із них просто гниє або спалюється. Але є спосіб перетворити ці відходи на газ, який за складом майже не відрізняється від природного. Цей газ називається біометан.
Розберемо, що це за речовина, як її виробляють, що робить МХП і Галс Агро в цій сфері і чи можна зробити біометан вдома.
Що таке біометан і чим він відрізняється від біогазу
Біометан — це очищений біогаз із вмістом метану 95% і вище. За хімічним складом він практично ідентичний природному газу і може використовуватись так само — для опалення, приготування їжі, виробництва електрики або як моторне паливо.
Щоб зрозуміти різницю між біогазом і біометаном, варто розібратись у термінах.
Біогаз — це суміш газів, яка утворюється при розкладанні органіки без доступу кисню. Він містить 50‒70% метану і 30‒45% вуглекислого газу, а також сліди водню, сірководню та азоту. Використовувати біогаз напряму можна в котлах і генераторах, але в газову мережу його не пускають.
Біометан — це той самий біогаз, але після глибокого очищення від CO₂ та інших домішок. Саме після цього очищення він стає придатним для подачі в газопровід або заправки транспорту.
| Параметр | Біогаз | Біометан |
|---|---|---|
| Вміст метану | 50‒70% | 95‒99% |
| Вміст CO₂ | 30‒45% | менше 2% |
| Теплотворна здатність | нижча | як у природного газу |
| Придатність для газомережі | ні | так |
| Як моторне паливо | обмежено | так |
| Вартість виробництва | нижча | вища (через очищення) |
Властивості біометану як палива:
- горить чисто, без диму і кіптяви;
- не має запаху у чистому вигляді — запах додають штучно, як і до природного газу;
- легший за повітря, при витоку піднімається вгору;
- повністю замінює природний газ без переналаштування обладнання.
З чого роблять біометан
Біометан отримують із будь-якої органічної сировини, яка містить достатньо вуглеводнів для мікробіологічного розкладання. Що більше органіки і менше лігніну — то ефективніша сировина.
Основні види сировини для виробництва біометану:
- Гній великої рогатої худоби і свиней — найпоширеніша сировина для агробіогазових установок. Стабільний склад і постійна наявність на фермах.
- Харчові відходи — залишки їжі, відходи переробних підприємств, прострочені продукти. Дають багато біогазу через високий вміст жирів і вуглеводнів.
- Силос кукурудзи і трав — спеціально вирощують як енергетичний субстрат. Висока врожайність і хороший вихід газу.
- Солома і сільськогосподарські залишки — стебла кукурудзи, соняшнику, пожнивні рештки. Потребують попередньої підготовки.
- Стічні води і мул очисних станцій — міські каналізаційні стоки теж є сировиною. У великих містах є окремі біогазові станції на очисних спорудах.
- Органічні тверді відходи полігонів — звалищний газ також очищують до біометану.
Як виробляють біометан: етапи процесу
Виробництво біометану — це двоетапний процес: спочатку отримують біогаз, потім його очищають.
- Підготовка субстрату — сировину подрібнюють, змішують з водою до потрібної консистенції і підігрівають до робочої температури реактора (35‒55°C).
- Анаеробне зброджування — субстрат завантажують у герметичний реактор без доступу кисню. Мікроорганізми розкладають органіку і виділяють біогаз. Процес триває від 15 до 30 діб.
- Збір і накопичення біогазу — газ збирають у газгольдер — спеціальну ємність під невеликим тиском.
- Очищення від сірководню — H₂S видаляють біологічним або хімічним методом, бо він є корозійним і токсичним.
- Видалення вологи — газ осушують, щоб уникнути конденсату в трубах і обладнанні.
- Апгрейдинг — видалення CO₂ методом водного промивання, мембранного розділення або адсорбції. Це найважливіший і найдорожчий етап, після якого біогаз стає біометаном.
- Компресія і подача — очищений біометан стискають і подають у газову мережу або закачують у балони для транспорту.
Після зброджування залишається дигестат — рідкий залишок, багатий на азот і фосфор. Це цінне органічне добриво, яке повертають на поля.
Біометан в Україні: МХП, Галс Агро та інші
Україна має один із найвищих потенціалів виробництва біометану в Європі — завдяки великому агросектору і значним обсягам органічних відходів. За оцінками, країна може виробляти від 7 до 10 млрд кубометрів біометану на рік.
“Біометан — це природний газ, тільки вироблений не за мільйони років, а за кілька тижнів.”
| Компанія | Розташування | Сировина | Статус |
|---|---|---|---|
| МХП (Миронівський хлібопродукт) | Київська, Черкаська обл. | Пташиний послід, органіка | Активне виробництво |
| Галс Агро | Захід України | Гній ВРХ, силос | Активне виробництво |
| Астарта | Полтавська, Черкаська обл. | Буряковий жом, гній | У розвитку |
| Кернел | Різні регіони | Соняшниковий жом, солома | У розвитку |
МХП — один із піонерів біометану в Україні. Компанія побудувала біогазові установки на своїх птахофабриках і отримує газ із пташиного посліду. Частину виробленого біометану продають в Європу з відповідними сертифікатами походження.
Галс Агро розвиває біогазові проекти на заході країни, де є значні поголів’я худоби і розвинена логістика до Польщі та Словаччини.
Потенціал ринку великий — але його реалізація потребує інвестицій у обладнання для апгрейдингу і підключення до газових мереж.
Біометан у домашніх умовах: чи реально
Зробити справжній біометан вдома — складно. Але отримати біогаз для власних потреб цілком реально для сільського господарства або великого приватного двору.
Для домашньої біогазової установки потрібно:
- Достатня кількість сировини — мінімум 50‒100 кг гною або харчових відходів щодня для отримання відчутної кількості газу.
- Герметичний реактор — пластиковий або металевий резервуар об’ємом від 1 до 10 кубометрів залежно від обсягу сировини.
- Газгольдер — ємність для зберігання виробленого газу під невеликим тиском.
- Підігрів субстрату взимку — реакція сповільнюється при температурі нижче 20°C, тому реактор треба утеплювати або підігрівати.
- Газове обладнання — котел, плита або генератор, адаптований для роботи на біогазі.
Отримати з домашньої установки газ якості біометану без промислового обладнання для очищення неможливо. Але навіть сирий біогаз можна використовувати для опалення або приготування їжі прямо на місці, без подачі в мережу.
Така установка окупається за 3‒5 років при наявності постійної сировини і замінює значну частину витрат на газ або електроенергію.
Переваги і недоліки біометану
| Переваги | Недоліки |
|---|---|
| Повністю замінює природний газ без зміни обладнання | Висока вартість установок для апгрейдингу |
| Виробляється з відходів — вирішує проблему їх утилізації | Потребує великих обсягів сировини |
| Відновлюваний ресурс із замкненим вуглецевим циклом | Складна логістика збору і доставки субстрату |
| Можна подавати в газову мережу або заправляти транспорт | Вихід газу залежить від якості і типу сировини |
| Залишок після зброджування — цінне добриво | Потребує кваліфікованого обслуговування |
| Знижує залежність від імпортного природного газу | Сезонність виробництва при використанні рослинної сировини |
Біометан — це не далека перспектива, а технологія, яка вже працює в Україні і Європі. Для країни з таким агросектором, як Україна, це реальний шанс перетворити мільйони тонн відходів на чисту енергію і знизити залежність від імпортного газу. Щороку це стає дедалі ближчим до звичайної практики.
