С 2011 года биогазовая установка в Гросен-Бусеке производит высококачественное иCO2-нейтральное топливо. Оно используется для выработки электричества и тепла на территории предприятия. Концепция, которая продолжает впечатлять даже спустя десятилетие.
Компания Stadtwerke Gießen (SWG) отмечает знаменательный юбилей: ее первая биогазовая установка работает уже десять лет. И очень эффективно. В то время SWG использовала совершенно иной подход к производству природного иCO2-нейтрального топлива, чем практически все остальные конкуренты. И сегодня - спустя десятилетие после ввода в эксплуатацию - этот уникальный подход оказывается абсолютно верным.
Как и в случае со многими юбилеями, стоит оглянуться назад. В то время, когда SWG приступила к проектированию, политики открывали для себя биомассу как источник энергии. Благодаря выгодным субсидиям многие фермеры перешли на энергетическое земледелие. Со всеми излишествами, которые влекут за собой подобные государственные программы субсидирования. Во многих местах вместо пшеницы, ржи или ячменя из земли прорастала кукуруза. Сено стало дефицитом. "Нам с самого начала было ясно, что мы должны подойти к этому вопросу по-другому", - вспоминает Маттиас Функ, технический директор SWG. Как руководитель отдела централизованного теплоснабжения, он в то время принимал активное участие в проекте.
Максимальная эффективность во всех отношениях
Тот факт, что тему биогаза продвигает тот, кто на самом деле занимается производством и распределением тепла, многое говорит об особом подходе. Для SWG никогда не стоял вопрос об использовании биогаза только для выработки электроэнергии, как это было принято в то время. Поэтому расположение фермы, на которой она находится, имеет решающее значение для успеха небольшой установки. "От фермы семьи Клос до нашей теплосети в Гросен-Бусеке всего 1,5 километра", - объясняет Маттиас Функ.
Такая близость позволяет экономично использовать комбинированную теплоэлектростанцию. Такая установка преобразует биогаз в тепло и электричество. И именно такое двойное использование является важнейшим фактором высокой эффективности всей установки". Научная поддержка со стороны Технического университета Центрального Гессена (THM) также играет ключевую роль. "Нашей целью было найти оптимальное соотношение субстратов. Короче говоря: как можно больше жидкого навоза и только столько биомассы, сколько необходимо, без снижения выхода биогаза", - резюмирует Маттиас Функ. Чем больше жидкого навоза животноводческие фермы могут доставить из окрестностей для ферментации, тем меньше им приходится разбрасывать на своих полях. А чем меньше кукурузы и травы требуется для процесса ферментации, тем больше земли остается свободной для выращивания других важных культур. "Команда THM много экспериментировала и меняла такие параметры, как температура и скорость вращения мешалки, чтобы определить оптимальную смесь", - объясняет Маттиас Функ. И это принесло успех. С тех пор фермер Дитмар Клос, отвечающий за процесс ферментации, кормит завод в соответствии с этими спецификациями. Он, его брат Марко, дипломированный инженер Бешим Красничи и компания SWG являются владельцами MIT.BIO Biogasanlage Großen-Buseck GmbH, которая была основана в 2011 году. Йоахим Каус из SWG отвечает за техническое управление.
Не в последнюю очередь продуманные детали обеспечивают последнюю толику эффективности. Для того чтобы биогаз можно было использовать на ТЭЦ, он должен быть как можно более холодным. В Гросен-Бусеке он вытекает из бродильных емкостей - так называемых ферментеров - по извилистому трубопроводу, окруженному холодной грунтовой водой. "Нам практически не нужно тратить энергию, чтобы снизить температуру до необходимого уровня", - радостно говорит Йоахим Каусс. Инженеры SWG приложили все усилия и для самой когенерационной установки, перенеся на нее принцип, известный как технология конденсационных котлов: с помощью дополнительного теплообменника они извлекают тепло даже из отходящих газов. Это повышает тепловой КПД с 51 до 57 процентов. Все это привело к приятному результату: на тот момент биогазовая установка в Гросен-Бусеке была самой эффективной в Германии.
Будучи региональным поставщиком энергетических услуг, SWG, естественно, с осторожностью осваивает новые территории. Иными словами, хотя предварительные расчеты показали, что в принципе биогаза должно хватать на две ТЭЦ, первоначально была установлена только одна. Это также было сделано для того, чтобы проверить, выдержит ли теплообменник в линии отвода дымовых газов необычные нагрузки. После удачного года абсолютно бесперебойной работы в 2013 году был добавлен второй, идентичный двигатель. Это удвоило выход энергии и принесло дочерней компании SWG MIT.BIO награду "ТЭЦ месяца".
О том, какой вклад вносит биогазовая установка в Гросен-Бусеке в защиту местного климата, говорят убедительные цифры: За последние десять лет из материалов, разрешенных законом о возобновляемых источниках энергии, было произведено почти 9,8 миллиона кубометров биогаза. SWG использовала его для выработки около 22,6 гигаватт-часов тепла и около 19,7 гигаватт-часов электроэнергии. Это дает огромнуюэкономию CO2. Она составляет около 3 000 тонн в год.
Всегда в отличной форме
Конечно, максимальная эффективность всей системы достигается только тогда, когда все работает оптимально. Именно поэтому SWG проводит полную проверку двух когенерационных установок не позднее чем через 30 000 часов работы - то есть примерно раз в четыре года. Особо стоит отметить: в Гросен-Бусеке - как и во всех других блоках ТЭЦ - SWG использует специальное моторное масло. Оно обеспечивает оптимальную смазку агрегатов более чем в два раза дольше. Кроме того, оно продлевает срок службы двигателей. Обычно их заменяют примерно через 60 000 часов работы. "Первый двигатель уже прошел второй капитальный ремонт, наработал около 80 000 часов и все еще работает", - говорит Йоахим Каус. Двигатель 2 в настоящее время находится на капитальном ремонте. На данный момент он проработал 54 220 часов.
Недавно MIT.BIO также провела капитальный ремонт двух ферментеров, в ходе которого стены были покрыты новым лаком. Также были удалены остатки с пола. Это также повышает эффективность. Ведь мешалке больше не нужно взбивать жесткий слой осадка, который нарастал годами, что заметно снижает потребление электроэнергии.
Биогазовая установка в Гросен-Бусеке является настоящим украшением с точки зрения защиты климата. С помощью этой установки SWG доказывает, что для значительного сокращениявыбросов CO2 не всегда нужны высокие технологии. Во многих случаях достаточно умных решений инженеров, чтобы значительно улучшить проверенные временем концепции.