Биогазовые установки — важный элемент децентрализованного энергоснабжения. Они производят электроэнергию из возобновляемых источников и могут компенсировать сильные колебания энергии ветра и солнца.
В Германии уже действует 8000 заводов с электрической мощностью 3.Всего 75 гигаватт, что эквивалентно примерно трем атомным электростанциям. Однако у растений есть и ряд недостатков: они перерабатывают лишь ограниченный спектр органических веществ и конкурируют с выращиванием пищевых растений.
Производство электроэнергии, нефти, газа и биочар
Ученые из Института технологий окружающей среды, энергетики и безопасности им. Фраунгофера UMSICHT теперь преуспели в значительном повышении эффективности биогазовых установок. Разработанный ими процесс биобатареи обеспечивает не только электроэнергию и тепло, но и высококачественные продукты, такие как газ, масло и растительный углерод.
Их можно использовать по мере необходимости, например, для производства электроэнергии, в качестве морского или авиационного топлива, в качестве добавки к топливу или в качестве удобрения. При дальнейшей переработке они даже являются основными веществами для химической промышленности.
Биобатарея является модульной и состоит из ряда экологически чистых технологий, таких как биогазовые установки, аккумуляторы тепла, карбюраторы и двигатели для производства электроэнергии.
В основе концепции лежит термокаталитический риформинг (TCR®). С помощью этого специалисты преобразуют углерод из органического материала, например, остатки ферментации биогазовых установок и производства биоэтанола, промышленные отходы биомассы, осадок сточных вод, солому, древесные отходы или экскременты животных. Результат: нефть, газ и кокс биомассы. «Особое преимущество биобатареи заключается в том, что мы можем использовать ряд видов сырья, которое в противном случае пришлось бы утилизировать часто с большими затратами», — объясняет профессор Андреас Хорнунг, директор UMSICHT в филиале института в Зульцбах-Розенберге.
Опытная установка перерабатывает биогенные остатки
Исследователи демонстрируют, что это также работает на практике на экспериментальной установке, которая утилизирует примерно 30 кг остатков ферментации каждый час. Сырье сначала проходит через шлюз без кислорода в непрерывно вращающийся шнек. Там материал нагревается и распадается на биоуголь и летучие пары.
Пары снова нагреваются, а затем снова охлаждаются. В процессе он конденсируется в жидкость, содержащую бионефть и воду. Исследователи отделяют высококачественное масло, чтобы использовать его повторно.
Полученный газ очищается и собирается.
Жидкие, газообразные и твердые продукты можно повторно использовать различными способами. Масло можно перерабатывать в судовое и авиационное топливо или использовать на теплоэлектроцентрали, как и газ, для производства электроэнергии и тепла. Отделенная технологическая вода содержит множество короткоцепочечных биоразлагаемых углеродных соединений.
Его можно подавать обратно в биогазовую установку для увеличения выхода метана. Biochar идеален в качестве кондиционера почвы.
Но работает ли биобатарея еще и эффективно??
«Завод преобразует более 75 процентов энергоэффективности в высококачественные источники энергии в надежном, непрерывном процессе.
Эффективность можно повысить еще больше, если использовать мобильные аккумуляторы скрытой теплоты », — поясняет Хорнунг. Одним из особых преимуществ биобатареи является то, что систему можно постепенно расширять. «Это очень интересно для операторов с точки зрения финансов. Как показывает наш анализ прибыльности, вначале не требуются большие инвестиции », — поясняет Хорнунг.
Susteen Technologies GmbH, дочерняя компания UMSICHT, уже реализует концепцию биобатарей на практике вместе с партнерами по сотрудничеству в Германии и за рубежом на крупных пилотных заводах.