Газ из навоза схема для дома своими руками

Биогазовая установка для частного дома своими руками

Рачительный хозяин мечтает о дешевых энергоресурсах, эффективной утилизации отходов и получении удобрений. Домашняя биогазовая установка своими руками – это недорогой способ воплощения мечты в реальность.

Самостоятельная сборка такого оборудования обойдется в разумные деньги, а вырабатываемый газ станет хорошим подспорьем в хозяйстве: его можно использовать для приготовления пищи, отопления дома и других нужд.

Давайте попробуем разобраться в специфике работы этого оборудования, его преимуществах и недостатках. А также в том, возможно ли самостоятельно построить биогазовую установку и будет ли она эффективна.

Содержание статьи:

Специфика получения биогаза

Биогаз образуется в результате брожения биологического субстрата. Его разлагают гидролизные, кислото- и метанообразующие бактерии. Смесь вырабатываемых бактериями газов получается горючей, т.к. содержит большой процент метана.

По своим свойствам она практически не отличается от природного газа, который используется для промышленных и бытовых нужд.

При желании каждый владелец дома может приобрести биогазовую установку промышленного изготовления, но это дорого, а окупаются вложения в течение 7-10 лет. Поэтому имеет смысл приложить усилия и сделать биореактор своими руками

Биогаз – экологически чистое топливо, а технология его получения не оказывает особого влияния на окружающую среду. Более того, в качестве сырья для биогаза используют отходы жизнедеятельности, которые нуждаются в утилизации.

Их помещают в биореактор, где происходит переработка:

• в течение некоторого времени биомасса подвергается воздействию бактерий. Срок брожения зависит от объема сырья;
• в результате деятельности анаэробных бактерий выделяется горючая смесь газов, в состав которой входят метан (60%), углекислый газ (35%) и некоторые другие газы (5%). Также при брожении в небольших количествах выделяется потенциально опасный сероводород. Он ядовит, поэтому крайне нежелательно, чтобы люди подвергались его воздействию;
• смесь газов из биореактора очищается и поступает в газгольдер, где хранится до момента использования по назначению;
• газ из газгольдера можно использовать точно так же, как природный. Он поступает к бытовым приборам – газовым печам, отопительным котлам и т.п.;
• разложившуюся биомассу необходимо регулярно удалять из ферментатора. Это дополнительные трудозатраты, однако усилия окупаются. После брожения сырье превращается в высококачественное удобрение, которое используют на полях и огородах.

Биогазовая установка выгодна для владельца частного дома только в том случае, если у него есть постоянный доступ к отходам животноводческих ферм. В среднем из 1 м.куб. субстрата можно получить 70-80 м.куб. биогаза, но выработка газа идет неравномерно и зависит от многих факторов, в т.ч. температуры биомассы. Это осложняет расчеты.

Биогазовые установки идеально подходят для фермерских хозяйств. Отходы жизнедеятельности животных способны дать достаточно газа для полноценного обогрева жилых помещений и хозяйственных построек

Чтобы процесс получения газа был стабильным и непрерывным, лучше всего строить несколько биогазовых установок, а субстрат в ферментаторы закладывать с разницей во времени. Такие установки работают параллельно, а сырье в них загружают последовательно.

Это гарантирует постоянную выработку газа, благодаря чему можно добиться его непрерывного поступления к бытовым приборам.

В идеале биореактор должен подогреваться. Каждые 10 градусов тепла увеличивают выработку газа вдвое. Хотя обустройство подогрева требует вложений, это окупается большей эффективностью конструкции

Самодельное , собранное из подручных материалов, обходится гораздо дешевле установок промышленного производства. Его эффективность ниже, но вполне соответствует вложенным средствам. Если есть доступ к навозу и желание приложить собственные усилия для сборки и обслуживания конструкции, это очень выгодно.

Преимущества и недостатки системы

Биогазовые установки имеют немало преимуществ, но и недостатков хватает, поэтому перед началом проектирования и строительства следует все взвесить:

• Утилизация отходов. Благодаря биогазовой установке можно получить максимум пользы от мусора, от которого все равно пришлось бы избавляться. Эта утилизация менее опасна для окружающей среды, чем закапывание отходов.
• Возобновляемость сырья. Биомасса – это не уголь и не природный газ, добыча которых истощает запасы ресурсов. При ведении сельского хозяйства сырье появляется постоянно.
• Относительная небольшое количество СО2. При получении газа окружающая среда не загрязняется, а вот при его использовании в атмосферу выделяется небольшое количество двуокиси углерода. Оно не опасно и не способно критично изменить экологию, т.к. его поглощают растения в процессе роста.
• Умеренное выделение серы. При сгорании биогаза в атмосферу попадает небольшое количество серы. Это негативное явление, однако его масштабы познаются в сравнении: при сжигании природного газа загрязнение окружающей среды окислами серы гораздо больше.
• Стабильная работа. Производство биогаза более стабильно, чем работа или ветряков. Если энергией солнца и ветра нельзя управлять, то биогазовые установки зависят от деятельности человека.
• Можно использовать несколько установок. Газ – это всегда риски. Чтобы снизить потенциальный ущерб в случае аварии, можно рассредоточить по участку несколько биогазовых установок. Если правильно спроектировать и собрать систему из нескольких ферментаторов, она будет работать стабильнее, чем один крупный биореактор.
• Выгоды для сельского хозяйства. Для получения биомассы высаживают некоторые виды растений. Можно выбрать такие, которые улучшают состояние грунта. Например, сорго снижает эрозию почвы, улучшает ее качество.

У биогаза есть и недостатки. Хотя это относительно чистое топливо, оно все же загрязняет атмосферу. Также могут возникать проблемы с поставками растительной биомассы.

Безответственные владельцы установок нередко заготавливают ее так, что истощают землю и нарушают экологический баланс.

Расчет рентабельности установки

В качестве сырья для производства биогаза обычно используют коровий навоз. Одна взрослая корова может дать его столько, чтобы обеспечить 1.5 м.куб. топлива; свинья – 0.2 м.куб.; курица или кроль (в зависимости от массы тела) – 0.01-0.02 м.куб. Чтобы понять, много это или мало, можно сравнить с более привычными видами ресурсов.

Галерея изображений

Фото из

Устройство биореактора из утепленной пластиковой емкости

Удобный транспорт для перевозки субстрата

Компактная установка промышленного производства

Биогазовая установка на молочной ферме

1 м.куб. биогаза обеспечивает такое же количество тепловой энергии, как:

• дрова – 3.5 кг;
• уголь – 1-2 кг;
• электричество – 9-10 кВт/ч.

Если знать примерный вес сельскохозяйственных отходов, которые будут доступны в течение ближайших лет, и количество необходимой энергии, можно просчитать рентабельность биогазовой установки.

Один из главных недостатков добычи биогаза – запах. Возможность использования небольших компостных куч – это большой плюс, но придется терпеть неудобства и тщательно контролировать процесс, чтобы не спровоцировать распространение болезнетворных микроорганизмов

Для закладки в биореактор готовят субстрат, в который входят несколько компонентов в таких пропорциях:

• навоз (лучше всего коровий или свиной) – 1.5 т;
• органические отходы (это могут быть перегнившие листья или другие компоненты растительного происхождения) – 3.5 т;
• подогретая до 35 градусов вода (количество теплой воды рассчитывают так, чтобы ее масса составляла 65-75% от общего количества органики).

Расчет субстрата сделан для одной закладки на полгода, если исходить из умеренного потребления газа. Примерно через 10-15 дней процесс ферментации даст первые результаты: газ появится в небольших количествах и начнет заполнять хранилище. Через 30 дней можно ожидать полноценной выработки топлива.

Оборудование для производства биогаза пока еще не особенно распространено в нашей стране. Во многом это связано с плохой информированностью людей о преимуществах и особенностях работы биогазовых систем. В Китае и Индии многие небольшие фермерские хозяйства оборудованы кустарными установками для получения дополнительного чистого топлива

Если установка работает правильно, объем биогаза постепенно будет увеличиваться, пока субстрат не перегниет. Производительность конструкции напрямую зависит от скорости брожения биомассы, которая в свою очередь связана с температурой и влажностью субстрата.

Инструкция по самостоятельному строительству

Если нет опыта в сборке сложных систем, имеет смысл подобрать в сети или разработать самый простой чертеж биогазовой установки для частного дома.

Чем проще конструкция, тем она надежнее и долговечнее. Позже, когда появятся навыки строительства и обращения с системой, можно будет переделать оборудование или смонтировать дополнительную установку.

В дорогих конструкциях промышленного производства предусмотрены системы перемешивания биомассы, автоматического подогрева, очистки газа и т.д. Бытовое оборудование не так сложно. Лучше собрать простую установку, а потом добавить элементы, в которых возникнет необходимость

При расчете объема ферментатора стоит ориентироваться на 5 м.куб. Такая установка позволяет получить количество газа, необходимое для обогрева частного дома площадью 50 м.кв., если в качестве источника тепла используют газовый котел или печь.

Это усредненный показатель, т.к. калорийность биогаза обычно не выше 6000 ккал/м.куб.

Чтобы процесс ферментации протекал более-менее стабильно, нужно добиться правильного температурного режима. Для этого биореактор устанавливают в земляной яме или заранее продумывают надежную теплоизоляцию. Постоянный подогрев субстрата можно обеспечить, если под основание ферментатора подвести трубу водяного отопления

Строительство биогазовой установки можно разделить на несколько этапов.

Этап 1 – подготовка ямы под биореактор

Практически вся биогазовая установка находится под землей, поэтому многое зависит от того, как была вырыта и отделана яма. Есть несколько вариантов укрепления стенок и герметизации ямы – пластик, бетон, полимерные кольца.

Оптимальное решение – покупка готовых полимерных колец с глухим дном. Они обойдутся дороже подручных материалов, зато не потребуется дополнительная герметизация. Полимеры чувствительны к механическим нагрузкам, зато не боятся влаги и химически агрессивных веществ. Они не подлежат ремонту, но при необходимости их легко будет заменить.

От подготовки стен и днища биореактора зависит интенсивность брожения субстрата и выход газа, поэтому яму тщательно укрепляют, утепляют и герметизируют. Это самый сложный и трудоемкий этап работ

Этап 2 – обустройство газового дренажа

Покупка и монтаж специальных мешалок для биогазовых установок – дорогое удовольствие. Систему можно удешевить, обустроив газовый дренаж. Он представляет собой вертикально установленные полимерные , в которых проделано множество отверстий.

При расчете длины труб дренажа следует ориентироваться на запланированную глубину заполнения биореактора. Верхние части труб должны быть выше этого уровня.

Для газового дренажа можно выбрать металлические или полимерные трубы. Первые прочнее, а вторые устойчивее к химическим воздействиям. Лучше отдать предпочтение полимерам, т.к. металл быстро проржавеет и сгниет

В готовый биореактор можно сразу загрузить субстрат. Его накрывают пленкой, чтобы выделяющийся в процессе ферментации газ находился под небольшим давлением. Когда будет готов купол, это обеспечит нормальную подачу биометана по отводящей трубе.

Этап 3 – монтаж купола и труб

Завершающий этап сборки простейшей биогазовой установки – это монтаж купольной верхней части. В самой высокой точке купола устанавливают газоотводящую трубу и протягивают ее к , без которого не обойтись.

Емкость биореактора закрывают плотной крышкой. Чтобы предотвратить смешивание биометана с воздухом, обустраивают гидрозатвор. Также он служит для очистки газа. Нужно предусмотреть спусковой клапан, который сработает, если давление в ферментаторе будет слишком высоким.

Более подробно отом, как сделать биогаз из навоза читайте  .

Свободное пространство биореактора в какой-то мере выполняет функции хранилища газа, однако этого недостаточно для безопасной работы установки. Газ должен потребляться постоянно, иначе возможен взрыв от избыточного давления под куполом

Способы подогрева биореактора

Микроорганизмы, перерабатывающие субстрат, есть в биомассе постоянно, однако для их интенсивного размножения нужна температура 38 градусов и выше.

Для подогрева в холодный период можно использовать змеевик, подсоединенный к системе отопления дома, или электрические нагреватели. Первый способ экономически выгоднее, поэтому чаще используют именно его.

Биогазовую установку необязательно заглублять в землю, есть и другие варианты обустройства. Пример работы системы, собранной из бочек, приведен в видеоролике ниже.

Проще всего обустроить подогрев снизу, проложив трубу от системы отопления, но эффективность работы такого теплообменника относительно низка. Лучше обустроить внешний обогрев, в идеале – паром, чтобы биомасса не перегревалась

Выводы и полезное видео по теме

Хотя в сборке и обустройстве биогазового оборудования нет ничего сложного, нужно быть предельно внимательным к деталям. Ошибки недопустимы, т.к. могут привести к взрывам и разрушениям. Предлагаем видеоинструкции, которые помогут разобраться в устройстве установок, правильно их собрать и дополнить полезными приспособлениями для более удобного использования биогаза.

В видеоролике рассказано, как устроена и работает стандартная биогазовая установка:

Пример самодельной биогазовой установки. Видеоурок по обустройству системы своими руками:

Видеоинструкция по сборке биогазовой установки из бочки:

Описание процесса изготовления мешалок для субстрата:

Подробное описание работы самодельного газового хранилища:

Какой бы простой ни была биогазовая установка, выбранная для частного дома, не стоит на ней экономить. Если есть возможность, лучше купить разборный биореактор промышленного производства.

Если нет – изготовить из качественных и устойчивых материалов: полимеров, бетона или нержавеющей стали. Это позволит создать по-настоящему надежную и безопасную систему газоснабжения дома.

Появились вопросы по теме статьи, нашли недочеты или есть ценная информация, которой вы можете поделиться с нашими читателями? Пожалуйста, оставляйте свои комментарии, задавайте вопросы, делитесь опытом.

Простая биогазовая установка своими руками

Бесплатный газ, на котором можно приготовить пищу, можно получать из отходов жизнедеятельности человека и животных. Для этого можно собрать простую биогазовую установку.
Принцип получения газа из отходов очень прост: отходы помещаются в герметичный резервуар, где бродят определенное время выделяя смесь метана с другими газами, которая хорошо горит и пригодна для использования в быту.

Понадобится

• Герметичный пластиковый бак с крышкой на 50-100 литров.
  
• 2 шаровых крана под газ.
  
• Тройник.
  
• Трубка силиконовая под газопровод.
  
• Обжимные хомуты.
  
• Камера от грузового автомобиля (или трактора).
  
• Уголок с пластиковой трубой.

Изготовление биогазовой установки

Бочка с плотно закрывающейся крышкой. Обязательно проверьте ее полную герметичность.

Проделываем отверстие в крышке. Вставляем в него штуцер и герметизируем прилегание двухкомпонентным клеем.

Сбоку по той же технологии вклеиваем угловой фитинг с трубой, которая идет почти до самого дна бака.


Эта труба нужна для удаления отходом со дна, при заправке новых. Вклеиваем шланг к выходу.

Под него нужно будет поставить пластиковое ведро.
На штуцер в крышке надеваем шланг и фиксируем обжимным хомутом.

К другой стороне трубки крепим шаровый кран для перекрывания основной подачи.

От крана подключается трубка и идет на тройник. С тройника одни конец подключается ко второму карну, к нему будут подключатся потребители.

А другой выход с тройника идет на резиновую камеру, которая служит накопителем газа.


Изначально камеру нужно полностью сдуть, выпустив весь лишний воздух.

Заправка установки

Для заправки нужны практически любые растительные отходы, в моем случае пару килограмм очисток от овощей, фруктов, также гнилые плоды.

Все кидаем в бак.
Далее, для получения метанового брожения с выделением метана, нужно добавить органические отходы жизнедеятельности. В данном случае использовался 30-ти дневный навоз крупного рогатого скота. Общий объем навоза около 10 литров.


До объема бака 2/3 доливаем водой.

Вот так выглядит заправленная биогазовая установка. Закрываем плотно крышку.

Через 7 дней камера наполнилась природным газом.

Использование газа

Пробуем зажечь.

Подключаем газовую конфорку.

Горит отлично.

Можно приготовить пищу.

При сгорании запаха практически нет.

Смотрите видео

Биогаз своими руками в домашних условиях, схема биогазовой установки

Исходное сырье

Добыча биогаза из навоза своими руками — это достаточно просто. Как показали исследования, в навозе любого животного изначально имеется огромное количество микроорганизмов, которых хватит для его переработки. Подавляющее количество таких организмов относится к группе метанообразующих, поэтому добыча газа и стала возможной. Чтобы сделать добычу вещества максимально эффективной, необходимо знать, какое сырье лучше всего использовать. Было доказано, чтобы при совмещении растительной массы, а также биомассы крупного рогатого скота, будет выделяться максимальное количество летучего вещества.

Однако просто совместить эти вещества и засыпать в реактор будет мало. Чтобы поддерживать высокую продуктивность производства биогаза из навоза своими руками, необходимо чтобы влажность субстрата всегда было в районе 85-90%

Важно знать, что воду для смачивания нужно использовать только ту, которая не имеет других химических примесей. Еще один важный нюанс заключается в том, что для протекания эффективного процесса, в жиже не должно быть крупных фрагментов

Если в биомассу будет добавляться еще и растительная часть, то придется сначала ее измельчить.

Кроме того, одним из важных факторов стало поддержание на нужном уровне вещества рН. Пределы, которые считаются нормальными это 6,7-7,6. Обычно количественное содержание кислоты нормальное само по себе и редко развивается быстрее, чем бактерии из метанообразующей группы. Однако если это все же произойдет и кислота будет образовываться быстрее, то выработка газа снизится. Для того чтобы стабилизировать процесс, необходимо в субстрат добавить обычную соду или известь.

Очистка

Как уже говорилось ранее, после переработки биомассы выделяются не только метанообразующие вещества. Для того чтобы избавить от неприятного запаха, а также добиться максимального горения от вещества, его необходимо очистить. Удалить нужно такие примеси, как углекислый газ, сероводород, пары воды. Удаление СО₂ осуществляется в гидрозатворе. Обустроить его довольно просто — на дно ферментатора необходимо поместить гашеную известь. Однако такую закладку придется иногда менять. Когда газ начинает гореть хуже, значит время замены пришло.

Осушить газ можно двумя разными путями. В первом случае можно обустроить гидрозатворы в газопроводе. В трубу вставляются изогнутые участки, которые и будут использоваться в качестве затворов. В этих местах будет скапливаться конденсат. Однако у метода есть недостаток, который заключается в необходимо

принцип работы, схемы и расчет

Одна из задач, которую приходится решать в сельском хозяйстве — утилизация навоза и растительных отходов. И это довольно серьезная проблема, которая требует постоянного внимания. На утилизацию уходят не только время и силы, но и приличные суммы. Сегодня есть, как минимум, один способ, позволяющий эту головную боль превратить в статью дохода: переработка навоза в биогаз. В основе технологии лежит природный процесс разложения навоза и растительных остатков за счет содержащихся в них бактерий. Вся задача в создании особых условий для наиболее полного разложения. Эти условия — отсутствие доступа кислорода и оптимальная температура (40-50^oC).

Все знают, как чаще всего утилизируют навоз: складывают в кучи, потом, после ферментации, вывозят на поля. В этом случае образовавшийся газ выделяется в атмосферу, туда же улетает и 40% содержащегося в исходном веществе азота и большая часть фосфора. Получающееся в результате удобрение далеко не идеально.

Как можно организовать переработку навоза в биогаз

Для получения биогаза необходимо чтобы процесс разложения навоза проходил без доступа кислорода, в закрытом объеме. В этом случае и азот, и фосфор остаются в остаточном продукте, а газ скопится в верхней части емкости, откуда его легко выкачать. Получаются два источника прибыли: непосредственно газ и эффективное удобрение. Причем удобрение высшего качества и безопасное на 99%: большая часть болезнетворных микроорганизмов и яйца гельминтов погибают, содержащиеся в навозе семена сорных трав теряют всхожесть. Существуют даже линии по расфасовке этого остатка.

Второе обязательное условие процесса переработки навоза в биогаз — это поддержание оптимальной температуры. Содержащиеся в биомассе бактерии, при низких температурах малоактивны. Они начинают действовать при температуре среды от +30^oC. Причем в навозе содержатся бактерии двух типов:

• мезофильные — они размножаются при температуре от +30^oC до +40^oC;
• термофильные — для их активного роста необходима температура от +50^oC до +60^oC.

  Сравнительная таблица затрат и эффективности мезофильного и термофильного разложения навоза. Как видите, денег нужно на старте в три-четрые раза больше, но на выходе получаете больше в десять раз

Термофильные установки с температурой от +43^oC до +52^oC являются наиболее эффективными: в них навоз обрабатывается 3 дня, на выходе с 1 литра полезной площади биореактора получается до 4,5 литров биогаза (это максимальный выход). Но на поддержание температуры в +50^oC требуются значительные расходы энергии, что не в каждом климате рентабельно. Потому чаще биогазовые установки работают на мезофильных температурах. В этом случае время переработки может составлять 12-30 дней, выход — примерно 2 литра биогаза на 1 литр объема биореактора.

Состав газа меняется в зависимости от сырья и условий переработки, но примерно он следующий: метан — 50-70%, двуокись углерода — 30-50%, а также содержится небольшое количество сероводорода (менее 1%) и совсем небольшой количество аммиака, водорода и соединений азота. В зависимости от конструкции установки в биогазе могут содержаться в значительном количестве пары воды, что потребует их осушения (в противном случае он просто не будет гореть). Как выглядит промышленная установка продемонстрировано в видео.

Это можно сказать целый завод по выработке газа. Но для частного подворья или небольшой фермы такие объемы ни к чему. Простейшую биогазовую установку легко сделать своими руками. Но вот вопрос: «Куда дальше направлять биогаз?» Теплота сгорания получаемого в результате газа от 5340 ккал/м3 до 6230 ккал/м3 (6,21 — 7,24 кВт.ч/м3). Потому его можно подавать на газовый котел для выработки тепла (отопление и горячая вода), или на установку по выработке электричества, на газовую печку и т.д. Вот как использует навоз от своей перепелиной фермы Владимир Рашин — конструктор биогазовой установки.

Получается, что имея хоть какое-то более-менее приличное количество скота и птицы, можно самому полностью обеспечить потребности своего хозяйства в тепле, газе и электричестве. А если установить на автомобили газовые установки, то и топливом для автопарка. Учитывая, что доля энергоносителей в себестоимости продукции 70-80% вы сможете только на биореакторе сэкономить, а потом и заработать множество денег. Ниже приведен скриншот экономического расчета рентабельности биогазовой установки для небольшого хозяйства (по состоянию на сентябрь 2014). Хозяйство мелким не назовешь, но и не крупное однозначно. Просим прощения за терминологию — это авторский стиль.

Это примерный расклад требуемых затрат и возможных доходов Схемы самодельных биогазовых установок

Возможно, вам будет интересно прочитать о том, как использовать солнечную энергию для отопления дома.

Схемы самодельных биогазовых установок

Простейшая схема биогазовой установки — это герметичная емкость — биореактор, в который сливается подготовленная жижа. Соответственно есть люк загрузки навоза и люк выгрузки переработанного сырья.

Простейшая схема биогазовой установки без «наворотов»

Емкость заполняется субстратом не полностью: 10-15% объема должно оставаться свободным для сбора газа. В крышку бака встраивается труба для отведения газа. Так как в полученном газе содержится довольно большое количество водяных паров, гореть в таком виде он не будет. Потому необходимо его для осушения пропустить через гидрозатвор. В этом нехитром устройстве большая часть водяного пара сконденсируется, и газ уже будет хорошо гореть. Потом газ желательно очистить от негорючего сероводорода и только потом его можно подавать в газгольдер — емкость для сбора газа. А оттуда уже можно разводить к потребителям: подавать на котел или газовую печь. Как сделать фильтры для биогазовой установки своими руками              смотрите в видео.

Большие промышленные установки размещают на поверхности. И это, в принципе, понятно — слишком велики объемы земельных работ. Но в небольших хозяйствах чашу бункера закапывают в землю. Это во-первых, позволяет снизить затраты на поддержание требуемой температуры, а во-вторых, на частном подворье и так достаточно всяких устройств.

Емкость можно взять готовую, или в вырытом котловане сделать из кирпича, бетона и т.д. Но придется в этом случае позаботиться о герметичности и непроходимости воздуха: процесс анаэробный — без доступа воздуха, потому необходимо создать непроницаемую для кислорода прослойку. Сооружение получается многослойным и изготовление такого бункера длительный и затратный процесс. Потому дешевле и проще закопать готовую емкость. Раньше это обязательно были металлические бочки, часто из нержавейки. Сегодня с появлением на рынке емкостей из ПВХ можно использовать их. Они химически нейтральны, имеют низкую теплопроводность, длительный срок эксплуатации, и стоят в разы дешевле нержавеек.

Биореактор не обязательно закапывать. Это очень неплохой вариант, и обслуживать его удобно. Но зимой придется еще дополнительные меры по утеплению принимать. А газ отводится в специальные мешки-газгольдеры

Но описанная выше биогазовая установка будет иметь малую производительность. Для активизации процесса переработки необходимо активное перемешивание массы, находящейся в бункере. В противном случае на поверхности или в толще субстрата образуется корка, которая замедляет процесс разложения, газа на выходе получается меньше. Перемешивание проводится любым доступным способом. Например, таким, как продемонстрировано в видео. Привод при этом можно сделать любой.

Есть еще один способ перемешивания слоев, но немеханический — барбитация: вырабатываемый газ под давлением подают в нижнюю часть емкости с навозом. Поднимаясь вверх, пузырьки газа будут разбивать корку. Так как подается все тот же биогаз, то никаких изменений условий переработки не будет. Также этот газ нельзя считать расходом — он снова попадет в газгольдер.

Как говорилось выше, для хорошей производительности необходима повышенная температура. Чтобы не особенно тратиться на поддержание этой температуры необходимо позаботиться об утеплении. Какого типа теплоизолятор выбирать, конечно, дело ваше, но сегодня самый оптимальный — пенополистирол. Он не боится воды, не поражается грибками и грызунами, имеет длительный срок эксплуатации и отличные показатели по теплоизоляции.

Для увеличения температуры субстрата подойдет любая технология обогрева. Важно добиться требуемой температуры. От этого зависит эффективность установки

Формы биореактора могут быть разные, но чаще всего встречается цилиндрическая. Она неидеальна с точки зрения сложности перемешивания субстрата, но используется чаще, потому что у людей накоплен большой опыт построения подобных емкостей. А если такой цилиндр разделить перегородкой, то можно использовать их как два отдельных резервуара, в которых процесс смещен по времени. При этом в перегородку можно встроить нагревательный элемент, таким образом решив проблему поддержания температуры сразу в двух камерах.

Если обычный цилиндр разделить вертикальной перегородкой, получить можно две камеры для переработки

В самом простом варианте самодельные биогазовые установки — это прямоугольной формы яма, стенки которой сделаны из бетона, а для герметичности обработаны слоем стеклопластика и полиэфирной смолы. Такая емкость снабжается крышкой. Она крайне неудобна в эксплуатации: трудно реализуется и подогрев, перемешивание и отведение сбродившей массы, добиться полной переработки и высокой эффективности невозможно.

Биогазовая установка своими руками: чертежи установки траншейного типа

Чуть лучше обстоит дело с траншейными биогазовыми установками переработки навоза. Они имеют скошенные края, что облегчает загрузку свежего навоза. Если сделать дно под уклоном, то в одну сторону самотеком будет смещаться сбродившая масса и отбирать ее будет проще. В таких установках нужно предусмотреть теплоизоляцию не только стен, но и крышки. Подобная биогазовая установка своими руками реализуется несложно. Но полной переработки и максимального количества газа в ней не добиться. Даже при условии подогрева.

С основными техническими вопросами разбирались, и вы теперь знаете несколько способов того, как построить установку для получения биогаза из навоза. Остались технологические нюансы.

Что можно перерабатывать и как добиться хороших результатов

В навозе любого животного имеются необходимые для его переработки организмы. Было обнаружено, что в процессе сбраживания и в выработке газа участвует более тысячи различных микроорганизмов. Важнейшую роль при этом играют метанобразующие. Также считается, что все эти микроорганизмы в оптимальных пропорциях находятся в навозе КРС. Во всяком случае, при переработке этого вида отходов в сочетании с растительной массой, выделяется самое большое количество биогаза. В таблице приведены усредненные данные по наиболее распространенным видам сельскохозяйственных отходов. Примите во внимание, что такое количество газа на выходе можно получить при идеальных условиях.

Количество биогаза, которое можно получить из различного сырья

Для хорошей продуктивности необходимо поддерживать определенную влажность субстрата: 85-90%. Но воду при этом нужно использовать не содержащую посторонних химических веществ. Негативно на процессы влияют растворители, антибиотики, моющие средства и т.д. Также для нормального протекания процесса в жиже не должны содержаться крупные фрагменты. Максимальные размеры фрагментов: 1*2 см, лучше более мелкие. Потому если вы планируете добавлять растительные ингредиенты, то необходимо их измельчать.

Важно для нормальной переработки в субстрате поддерживать оптимальный уровень рН: в пределах 6,7-7,6. Обычно среда имеет нормальную кислотность, и лишь изредка кислотообразующие бактерии развиваются быстрее метанобразующих. Тогда среда становится кислой, выработка газа снижается. Для достижения оптимального значения в субстрат добавляют обычную известь или соду.

В таблице указаны составы, повышающие количество выделяющегося газа

Теперь немного о времени, которое необходимо на переработку навоза. Вообще время зависит от созданных условий, но первый газ может начать поступать уже на третьи сутки после начала сбраживания. Наиболее активно газообразование происходит при разложении навоза на 30-33%. Чтобы можно было ориентироваться по времени, скажем, что через две недели субстрат разлагается на 20-25%. То есть, оптимально переработка должна продолжаться месяц. В этом случае и удобрение получается наиболее качественным.

Расчет объема бункера для переработки

Для небольших хозяйств оптимальной является установка постоянного действия — это когда свежий навоз поступает небольшими порциями ежедневно и такими же порциями удаляется. Для того чтобы процесс не нарушался доля ежесуточной загрузки не должна превышать 5% от перерабатываемого объема.

Самодельные установки по переработке навоза в биогаз — не вершина совершенства, но достаточно эффективны

Исходя из этого, вы легко определите требуемый объем резервуара для самодельной биогазовой установки. Вам нужно суточный объем навоза с вашего хозяйства (уже в разведенном состоянии с влажностью 85-90%) умножить на 20 (это для мезофильных температур, для термофильных придется умножать на 30). К полученной цифре нужно добавить еще 15-20% — свободное пространство для сбора биогаза под куполом. Основной параметр вы знаете. Все дальнейшие расходы и параметры системы зависят от того, какая схема биогазовой установки выбрана для реализации и как вы все будете делать. Вполне можно обойтись подручными материалами, а можно заказать установку «под ключ». Заводские разработки обойдется от 1,5 млн. евро, установки от «Кулибиных» будут дешевле.

Юридическое оформление

Согласовывать установку придется с СЭС, газовой инспекцией и пожарниками. Вам понадобятся:

• Технологическая схема установки.
• План размещения оборудования и составляющих с привязкой самой установки, местом установки теплового агрегата, места прокладки трубопроводов и энергомагистралей, подключения насоса. На схеме должны быть обозначены громоотвод и подъездные пути.
• Если установка будет находиться в помещении, то необходим также будет план вентиляции, которая будет обеспечивать не менее чем восьмикратный обмен всего воздуха в помещении.

Как видим, без бюрократии и тут не обойтись.

Имея источник энергии им грех не воспользоваться

Напоследок немного о производительности установки. В среднем за сутки биогазовая установка выдает объем газа в два раза превышающий полезный объем резервуара. То есть, 40 м³ навозной жижи дадут в сутки 80 м³ газа. Примерно 30% уйдет на обеспечение самого процесса (главная статья расходов — подогрев). Т.е. на выходе вы получите 56 м³ биогаза в день. Для покрытия потребностей семьи из трех человек и на отопление среднего по размерам дома требуется по статистике 10 м³. В чистом остатке у вас 46 м³ в день. И это при небольшой установке.

Итоги

Вложив некоторое количество средств в устройство биогазовой установки (своими руками или под ключ), вы не только обеспечите собственные нужды и потребности в тепле и газе, но и сможете продавать газ, а также получающиеся в результате переработки высококачественные удобрения.

газ из навоза в домашних условиях, установка для фермерского хозяйства, видео как получить метан

Биогаз своими руками сделать несложно, с чем прекрасно справится даже новичок

Создать биогаз самостоятельно может каждый. Для этого не требуется особых знаний и специальных умений в области возобновляемых источников энергии. Если каждый человек будет думать об окружающем мире, ситуация с экологией на Земле значительно улучшится.

Как получить газ из навоза

Газ из навоза – это реальность. Его действительно можно получить из навоза, который так или иначе удобряет землю. Но можно пустить его в оборот и получить самый настоящий газ.

Чтобы получить газ из навоза своими руками в домашних условиях применяется биогазовая установка фермерского хозяйства. Добывать природный газ, используя метантенк, можно прямо на ферме. Так добывают многие фермеры. Для этого не надо приобретать особое топливо. Достаточно природного сырья.

В биореактор должно входить от 1 до 8-10 м.куб. отходов частного производства, куриного помета. Производство и переработка сырья на устройстве с таким объёмом будет способна переработать более 50 кг навоза. Чтобы сделать биогазовую установку, следует найти чертежи, по которым делают оборудование, а также нужна схема.

Работа установки осуществляется в несколько этапов:

1. Загрузка сырья;
2. Перемешивание сырья;
3. Подогрев;
4. Выделение биогаза.

Самодельная установка позволит получить газ из навоза за считаное время. Её можно собрать самостоятельно, имея схемы и чертежи. Для теплогенератора можно выбирать котлы для нагрева воды. Для сбора газа на участке нужен газгольдер. Он осуществляет сбор и хранение газа.

Помните, что время от времени должна осуществляться очистка примесей и мусора в резервуаре.

Получить газ из навоза можно с помощью биогазовой установки. Её можно сконструировать своими руками. Определите объём перерабатываемого сырья, выберете подходящую ёмкость, в которой будет перерабатываться и перемешиваться сырьё – так и происходит добыча газа, насыщенного метаном в биотопливе.

Самым популярным источником альтернативной энергии остаются солнечные батареи. Об их преимуществах читайте на странице сайта: https://homeli.ru/stroitelstvo-doma/inzhenernye-sistemy/elektrichestvo/solnechnye-batarei

Делаем биогаз в домашних условиях

Существует стереотип, что получить биогаз можно только на специализированных производствах и хозяйств. Однако, это не так. Сегодня можно делать биогаз в домашних условиях.

Биогаз – это совокупность различных газов, которые создаются путём разложения органических веществ. Стоит знать, что биогаз огнеопасен. Он легко загорается чистым пламенем.

Отметим преимущества биогазовой установки дома:

1. Получение биогаза без дорого оборудования;
2. Использование своей альтернативной энергии;
3. Природное и бесплатное сырье в виде навоза или растений;
4. Забота об экологии.

Иметь биогазовую установку дома – это выгодное дело для хозяина дачного участка. Чтобы сделать такую установку необходимо малое количество средств: две бочки по 200 литров, бочка на 50 литров, трубы канализации, газовый шланг и кран.

Как видите, чтобы сделать установку своими руками, даже не требуется покупать дополнительные инструменты. Бочки, кран, шланги и трубы практически всегда можно найти в хозяйстве владельцев дач. Газогенератор – это забота об экологии, а также ваша возможность использовать альтернативный источник энергии и топлива.

Зачем нужна биогазовая установка для фермерского хозяйства

Некоторые фермеры, дачники, хозяева частных домов, не видят необходимости делать биогазовую установку. На первый взгляд так и есть. Но потом, когда хозяева видят все выгоды, вопрос о необходимости такой установки отпадает.

Первая явная причина сделать биогазовую установку на ферме – это получение электроэнергии, отопления, что позволит меньше платить за электричество.

Использование своей энергии обходится дешевле, чем оплата за её поставку на ферму.

Другая главная причина необходимости создания установки – это организация законченного цикла безотходного производства. В качестве сырья для устройства мы используем навоз или помет. После переработки мы получаем новый газ.

Для сохранения тепла и сбережения вашего бюджета можно установить энергосберегающую систему. Как это сделать правильно читайте на следующей странице: https://homeli.ru/stroitelstvo-doma/inzhenernye-sistemy/kanalizatsiya/energosberegayushchie-sistemy

Третья причина в пользу биогазовой установки – это эффективная переработки и влияние на экологию.

3 преимущества биогазовой установки:

• Получение энергии для поддержания работы семейной фермы;
• Организация законченного цикла;
• Эффективное использование сырья.

Наличие установки на ферме – это показатель вашей эффективности и заботы об окружающем мире. Биогенераторы экономят огромное количество денег, осуществляя безотходное производство, эффективное распределение ресурсов и сырья, но также вашу полную самообеспеченность.

Тепловой насос легко собрать своими руками из старого домашнего оборудования. Весь процесс описан в следующей статье: https://homeli.ru/stroitelstvo-doma/inzhenernye-sistemy/kanalizatsiya/teplovoj-nasos-svoimi-rukami-iz-starogo-kholodilnika

Вопрос для эффективного хозяйства: как получить метан правильно

Метан – это основной компонент биогаза. Сам биогаз представляет собой смесь различных газов. Среди них метан самый главный.

Содержание метана в биогазе составляет от 55% до 70%. В биогазе содержится углекислый газ – от 28% до 43%, а также и другие газы. Получая биогаз, мы получаем метан.

Выделим факторы, которые влияют на получение метана:

• Окружающая среда;
• Качественное сырьё;
• Частота перемешивания сырья в резервуаре установки.

Перемешивать сырье в ёмкости следует вилами и минимум один раз в день, идеально – шесть раз.

Получение метана напрямую связано с получением биогаза. Чем лучше вы будете относиться к процессу получения биогаза, тем качественнее вы получите на выходе биогаз. Для этого надо использовать только качественное сырьё, следить за местом, где стоит установка, и перемешивать содержимое резервуара. Тогда вы получите метан правильно.

Биогазовая установка своими руками (видео)

Сторонников сохранения окружающей среды в её первозданном виде становится больше. Без выбросов и загрязнения окружающей среды. Установки для получения биогаза решают эту проблему. К тому же, лично хозяин биогазовой установки получает прямую денежную выгоду от её использования.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Биогазовая установка своими руками - газ из отходов

Как сделать биогазовую установку своими руками для дома.

Этот газ можно получать из навоза, помёта, а так же из различных отходов.

Домашний биогаз решает несколько задач:
Получение энергии и удобрения, утилизация отходов.

Биогаз — газ, получаемый водородным или метановым брожением биомассы. Метановое разложение биомассы происходит под воздействием трёх видов бактерий. В цепочке питания последующие бактерии питаются продуктами жизнедеятельности предыдущих. Первый вид — бактерии гидролизные, второй — кислотообразующие, третий — метанообразующие. В производстве биогаза участвуют не только бактерии класса метаногенов, а все три вида.

Состав биогаза:
50—87 % метана, 13—50 % CO2, незначительные примеси h3 и h3S. После очистки биогаза от СО2 получается биометан. Биометан — полный аналог природного газа, отличие только в происхождении.

Из чего сделана и как устроена биогазовая установка:

Как горит биогаз:

Система очистки биогаза:

Заполнение пропанового баллона биогазом:

Плюсы и минусы биогаза:

Получаем эффективное удобрение после выработки биогаза:

Сколько выделяется биогаза из 200 литровой бочки:

Электричество их биогаза:

[media=https://youtu.be/I3oRe5L6jF4]

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Сделайте генератор биогаза для производства собственного природного газа

Вы можете использовать многие домашние органические «отходы» для производства собственного природного газа для приготовления пищи, освещения, отопления помещений и воды. Этот газ, известный как «биогаз», также может заменить ископаемый природный газ для топлива двигателя или абсорбционной системы охлаждения, такой как газовый холодильник или чиллер. Некоторые бензиновые двигатели разработаны или могут быть модифицированы для использования с природным газом, пропаном или биогазом. Дизельные двигатели могут принимать до 80 процентов биогаза.

Биогаз представляет собой смесь в первую очередь горючих газов, в основном метана, и углекислого газа, который образуется везде, где органический материал разлагается анаэробно (без кислорода), например, в воде, глубоко на свалке или в кишечниках животных, включая вас.

Я предпочитаю термин «генератор» для системы, потому что он передает намерение произвести что-то. Построив домашний биогазовый генератор, вы сможете сделать достаточно топлива, по крайней мере, для получения энергии для приготовления пищи. Семье со скромными ежедневными потребностями в приготовлении пищи потребуется как минимум теплый, сытый генератор объемом 200 галлонов (27 кубических футов).Такое количество биогаза позволит ежедневно готовить на плите около часа. Начните с малого, чтобы получить представление о биогазе, сделав небольшой генератор из одной бочки емкостью 55 галлонов. Найдите планы в Справочнике домовладельца по энергетике.

Вы можете производить много энергии домашнего биогаза?

Правильно управляемый метановый реактор может производить примерно собственный объем биогаза каждый день. В любом месте от 10 до 60 процентов твердых веществ будут превращаться в биогаз во время сбраживания, поэтому ожидайте от 3 до 18 кубических футов доступной энергии биогаза на каждый фунт сухого материала.

Точный состав биогаза зависит от того, что вы подаете в варочный котел. Основным ингредиентом биогаза является метан. Метан (химически известный как Ch5) является основным компонентом обычного природного газа, обычно используемого для приготовления пищи и отопления, хотя биогаз не так энергоемок. Содержание метана в биогазе, вероятно, будет составлять от 50 до 80 процентов, по сравнению с примерно 70-90 процентами в природном газе, поставляемом коммунальными предприятиями. Природный газ содержит до 20 процентов других горючих газов, таких как пропан, бутан и этан, а биогаз - нет.Основными негорючими компонентами биогаза являются диоксид углерода, некоторое количество водяного пара, азот и, возможно, следы сероводорода.

Хорошим материалом для производства биогаза как с точки зрения производства, так и с точки зрения доступности, является свежесрезанная скошенная трава, из которой можно производить около 1–1⁄2 кубических футов биогаза на фунт. При такой скорости около 20 фунтов скошенной травы будут производить один час топлива для приготовления пищи (силос из травы еще лучше, для производства такого же количества биогаза требуется всего около 10 фунтов).Пищевые отходы могут давать немного большее количество биогаза на фунт, чем трава, но большинство людей будут иметь доступ к обрезке травы в больших количествах (см. Слайд-шоу для сравнения различных материалов). Если у вас есть корова, свежий навоз хорошо подходит для производства метана на ферме, несмотря на его относительно низкий выход на фунт сухого веса. Одна корова будет производить около 140 фунтов (18 галлонов) навоза каждый день, что в конечном итоге может произвести в среднем 85 кубических футов биогаза или около трех часов ежедневного топлива для приготовления пищи.(Имейте в виду, что навоз, производимый в те часы, когда ваша корова находится на пастбище, будет трудно собрать.)

Производство биогаза в метановом котле

Если вы можете компостировать его, вы сможете его переварить. Идеальные биогазовые ингредиенты - это те материалы, которых у вас есть в изобилии, удобные и постоянные запасы, поэтому вы можете производить стабильные и полезные количества биогаза. Практически любое сочетание овощей, пищевых отходов, обрезков травы, навоза, мяса, отходов скотобойни и жиров будет работать, если в вашем рецепте будет правильное соотношение углерода и азота.Избегайте использования слишком большого количества древесных продуктов, таких как древесная стружка и солома, которые содержат большое количество лигнина (часть стенок растительных клеток, устойчивых к микробному разрушению), который имеет тенденцию блокировать процесс пищеварения.

Генератор метана обычно содержит подающую трубку для заполнения емкости варочного котла, выпускное отверстие для сточных вод для удаления сброженных твердых и жидких веществ (называемое «дигестатом»), выпускное отверстие для газа и сборный резервуар для хранения биогаза.

Для производства биогаза в домашних условиях сначала смешайте воду с органическим материалом или «сырьем».«Диапазон общего содержания твердых веществ в смеси для оптимального производства биогаза составляет от 2 до 10 процентов, что означает, что от 90 до 98 процентов материала внутри вашего генератора может быть водой, включая воду, которая является частью вашего сырья. Измельчите или измельчите твердый материал на кусочки размером 1 дюйм или меньше. Наличие большей площади поверхности, доступной для микробов, будет способствовать лучшему усвоению органического материала. Волокнистый материал может легче перевариваться, если он стареет в течение нескольких дней (позволяя грибкам и бактериям начать расщепление волокна) перед тем, как попасть в генератор.

После добавления сырья добавьте воды, достаточной для приготовления суспензии, а затем добавьте заквасочную культуру организмов, производящих метан. Эти микробы, известные как «метаногены», естественным образом присутствуют в навозе большинства животных, поэтому, если вы используете навоз, вам не нужно их добавлять. Но если вы хотите переваривать только пищевые отходы или траву, вам нужно будет засеять смесь, чтобы запустить биологические процессы (в идеале, вам нужно будет сделать это только один раз).

Поддерживайте в контейнере температуру, близкую к температуре тела, от 90 до 100 градусов по Фаренгейту, и вы должны будете производить биогаз примерно через неделю.Чтобы уменьшить количество необходимого внешнего тепла, поместите генератор на солнце или в теплицу. Для дополнительной изоляции оберните генератор тонкой, гибкой изоляцией из пенопласта или даже пузырчатой ​​пленкой, покрытой стойким к УФ излучению черным или прозрачным полиэтиленовым пластиком толщиной 6 мил.

Когда вы производите биогаз, направьте его в простой контейнер для хранения, например, небольшую бочку, перевернутую в бочку большего размера, наполненную водой (см. Слайд-шоу). Можно использовать любой контейнер для хранения, который является воздухонепроницаемым и расширяемым при поступлении и выходе газа.Приложите внешний груз к контейнеру для хранения, чтобы достичь нужного давления, требуемого вашей газовой установкой.

Вы определите время удерживания - время, необходимое генератору для преобразования твердых веществ в биогаз - путем прямого наблюдения. После того, как ваш генератор загружен и заработает, отслеживайте скорость производства газа, наблюдая за расширением газосборника. Когда расширение замедляется, производительность падает, и пора кормить. Возможно, вам придется кормить каждый день или раз в неделю, в зависимости от смеси материалов и условий внутри генератора.Кормить лучше всего по рецепту. (Узнайте о разработке рецептов в The Homeowner's Energy Handbook.)

Effluent - это смесь со слабым запахом компостируемых твердых веществ и богатой питательными веществами жидкости из вашего биогазового генератора. Вы можете вносить сточные воды прямо в свой сад в качестве улучшения почвы, но разумно сначала слить сточные воды в компост, чтобы уничтожить любые патогены.

Температура биогазового генератора: самая важная деталь

В большинстве случаев материал, который вы помещаете в хорошо обслуживаемый генератор метана, работающий в диапазоне температур от 70 до 105 градусов, будет достаточно хорошо перевариваться примерно через месяц (вы будете постоянно добавлять сырье по мере разложения материала).Условия, которые вы попытаетесь имитировать в генераторе, аналогичны тем, которые существуют в кишечнике животного. Биологическая активность внутри генератора будет выделять некоторое количество тепла, но в зависимости от вашего климата вам может потребоваться дополнительное тепло.

Для производства газа зимой в холодном климате вам потребуется дополнительный источник тепла. Более крупный генератор может производить достаточно газа, чтобы часть его могла непрерывно нагревать воду, которая может циркулировать по закрытым трубопроводам и действовать как теплообменник.Или вы можете обернуть бочку снаружи гибкой трубкой, покрытой изоляцией, и прокачивать через нее горячую воду (узнайте, как построить солнечный коллектор). Другой вариант - это погружной электрический водонагреватель с термостатическим управлением, предназначенный для предотвращения замерзания поилок домашнего скота.

Оцените затраты на обеспечение теплом и преимущества добычи газа. Если вы живете в жарком климате, обеспечьте немного тени, чтобы температура внутри генератора не поднималась намного выше 105 градусов.

Соображения безопасности

Никогда не производите биогаз в помещении или в закрытых помещениях. Метан - легковоспламеняющийся газ, который воспламеняется при смешивании с воздухом и воздействии пламени. Генератор биогаза может взорваться, если давление упадет, и пламя будет отражено через трубопровод. Риски такие же, как при обращении с обычным природным газом и его хранении.

Бесплатные планы

В Полном справочнике по биогазу вы можете найти в Интернете планы по созданию генераторов объемом до 2640 галлонов.Генератор биогаза - это как еще один рот, который нужно кормить, но при правильной настройке и стабильной поставке сырья вы сможете производить природный газ, не содержащий ископаемых углеводородов, для удовлетворения различных потребностей в энергии на своем участке.

---

Энергия биогаза из метана со свалок

Городские свалки твердых отходов составляют третий по величине источник выбросов метана в США. Но вместо того, чтобы выбрасывать метан в атмосферу, где он усугубляет изменение климата, его можно улавливать для производства электроэнергии.По данным Агентства по охране окружающей среды США, около 600 свалок в США улавливают метан для использования в различных целях, в том числе для обжига стеклодувных и гончарных изделий, обогрева теплиц и даже питания ледового катка. Другие запланированные проекты будут преобразовывать свалочный газ в метанол для использования в качестве альтернативного топлива для автомобилей. - Кале Робертс

---

Пол Шекель (Paul Scheckel) - практический помощник по дому, работающий вне сети, и консультант по эффективности для коммунальных предприятий, домовладельцев и предприятий.Закажите его книгу The Homeowner’s Energy Handbook .

.

Производство электроэнергии из навоза | НОВОСТИ МАТЕРИ ЗЕМЛИ

Перепечатано с особого разрешения майского 1963 г. FARM JOURNAL, Inc.

Сделать электричество передним навозом? Ты шутишь!

Нет, честно ... Я только что был на ферме, где это делают. Владелец - доктор Джордж В. Грот-младший, который содержит 1000 свиней на своем ранчо в округе Сан-Диего, штат Калифорния.

Они заставляют гудеть 10-киловаттный генератор, закрывая яму для жидкого навоза - для улавливания «канализационного» газа - и связывая его с газовым двигателем.«Электричества достаточно, чтобы перекачивать нашу воду и включать тепловые лампы для поросят», - говорит доктор Грот.

В нынешней системе Грот вложил ровно 2000 долларов, включая рабочую силу и 800 долларов, которые он потратил на генератор из военных излишков. Преобразовать генератор на "свинью" было просто. Все, что потребовалось, - это карбюратор, работающий на природном газе, плюс пара-тройка оборок для повышения эффективности.

Например, горячая вода из системы охлаждения двигателя циркулирует по медным трубам длиной 300 футов, свернутым внутри ямы для жидкого навоза.Он поддерживает температуру в яме от 90 до 100 градусов. «При такой температуре достигается максимальное усвоение навоза», - говорит Грот. Небольшой насос, работающий от ременного шкива вентилятора, обеспечивает циркуляцию воды в радиаторе.

Две бочки наполовину заполнены водой, чтобы удерживать крышку на месте, когда яма действительно становится газированной. Вход из свинарника в резервуар на 6000 галлонов представляет собой 4-дюймовую трубу, которая входит в яму примерно на полпути вниз с одной стороны. Выход находится на противоположной стороне и ниже входа.

Полный цикл переваривания длится около 20 дней, но, если он начался, процесс является непрерывным. Навоз сначала распадается на простые органические соединения, такие как кислоты и спирты. Затем, в отсутствие воздуха, он распадается на воду, углекислый газ и метан. Когда генератор работает на холостом ходу, процесс пищеварения прерывается отрыжкой, бульканьем и вспениванием, как при использовании бытовых моющих средств.

Помимо электричества, есть два очевидных преимущества: во-первых, практически нет мух; во-вторых, почти никакого запаха.

Хотя электростанция доктора Грота по производству свиного навоза может быть первой в этой стране, идея не нова. Подобные системы были опробованы на континентах с дефицитом топлива, таких как Азия и Африка.

А подстилка в навозе? «Солома замедляет процесс пищеварения», - отвечает доктор Гроут.

Другие удобрения животных? Он не знает. В нынешнем виде ежедневная уборка свинарника еще не стала чрезмерной нагрузкой на его яму для жидкого навоза. На самом деле яма на удивление эффективна.

«Осталось так мало навоза, что вам интересно, что с ним происходит», - говорит доктор Грот.

.

Выбросы парниковых газов: причины и источники

За борьбой против глобального потепления и изменения климата стоит увеличение количества парниковых газов в нашей атмосфере. Парниковый газ - это любое газообразное соединение в атмосфере, которое способно поглощать инфракрасное излучение, тем самым улавливая и удерживая тепло в атмосфере. Увеличивая тепло в атмосфере, парниковые газы вызывают парниковый эффект, который в конечном итоге приводит к глобальному потеплению.

Солнечная радиация и «парниковый эффект»

Глобальное потепление - не новое понятие в науке.Основы этого явления были разработаны более века назад Сванте Аррениусом в 1896 году. Его статья, опубликованная в Philosophical Magazine и Journal of Science, была первой, в которой количественно определен вклад углекислого газа в то, что ученые теперь называют «теплицей». эффект ".

Парниковый эффект возникает из-за того, что Солнце бомбардирует Землю огромным количеством излучения, которое поражает атмосферу Земли в виде видимого света, а также ультрафиолетового (УФ), инфракрасного (ИК) и других видов излучения, невидимых для человеческого глаза. .Около 30 процентов излучения, падающего на Землю, отражается обратно в космос облаками, льдом и другими отражающими поверхностями. По данным НАСА, оставшиеся 70 процентов поглощаются океанами, землей и атмосферой.

Поглощая радиацию и нагреваясь, океаны, суша и атмосфера выделяют тепло в виде теплового инфракрасного излучения, которое выходит из атмосферы в космос. По данным НАСА, баланс между входящей и исходящей радиацией поддерживает общую среднюю температуру Земли на уровне 59 градусов по Фаренгейту (15 градусов по Цельсию).

Этот обмен входящей и исходящей радиацией, которая нагревает Землю, называется парниковым эффектом, потому что парниковый эффект работает примерно так же. Поступающее УФ-излучение легко проходит через стеклянные стены теплицы и поглощается растениями и твердыми поверхностями внутри. Однако более слабое ИК-излучение с трудом проходит через стеклянные стены и задерживается внутри, нагревая теплицу.

Как парниковые газы влияют на глобальное потепление

Газы в атмосфере, поглощающие радиацию, известны как «парниковые газы» (иногда сокращенно ПГ), потому что они в значительной степени ответственны за парниковый эффект.Парниковый эффект, в свою очередь, является одной из основных причин глобального потепления. По данным Агентства по охране окружающей среды (EPA), наиболее важными парниковыми газами являются водяной пар (h3O), диоксид углерода (CO2), метан (Ch5) и закись азота (N2O). «Хотя кислород (O2) является вторым по распространенности газом в нашей атмосфере, O2 не поглощает тепловое инфракрасное излучение», - сказал Майкл Дейли, доцент кафедры экологических наук в колледже Ласелл в Массачусетсе.

Хотя некоторые утверждают, что глобальное потепление - это естественный процесс и что парниковые газы присутствовали всегда, количество газов в атмосфере резко возросло за последнее время.До промышленной революции содержание CO2 в атмосфере колебалось от 180 частей на миллион (частей на миллион) во время ледниковых периодов до 280 частей на миллион в теплые межледниковые периоды. Однако после промышленной революции количество CO2 увеличивалось в 100 раз быстрее, чем увеличивалось после окончания последнего ледникового периода, по данным Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA).

Фторированные газы, то есть газы, к которым был добавлен элемент фтор, включая гидрофторуглероды, перфторуглероды и гексафторид серы, образуются в ходе промышленных процессов и также считаются парниковыми газами.Хотя они присутствуют в очень малых концентрациях, они очень эффективно улавливают тепло, что делает их газами с высоким «потенциалом глобального потепления» (ПГП).

Хлорфторуглероды (ХФУ), которые когда-то использовались в качестве хладагентов и аэрозольных пропеллентов, пока они не были выведены из обращения в соответствии с международным соглашением, также являются парниковыми газами.

На степень влияния парникового газа на глобальное потепление влияют три фактора:

• Его концентрация в атмосфере.
• Как долго он остается в атмосфере.
• Его потенциал глобального потепления.

Углекислый газ оказывает значительное влияние на глобальное потепление, отчасти из-за его большого количества в атмосфере. По данным EPA, в 2016 году выбросы парниковых газов в США составили 6 511 миллионов метрических тонн (7 177 миллионов тонн) эквивалента углекислого газа, что равняется 81 проценту всех парниковых газов антропогенного происхождения, что на 2,5 процента меньше, чем годом ранее. Кроме того, CO2 остается в атмосфере в течение тысяч лет.

Однако, по данным EPA, метан примерно в 21 раз эффективнее поглощает излучение, чем CO2, что дает ему более высокий рейтинг GWP, хотя он остается в атмосфере всего около 10 лет.

Источники парниковых газов

Некоторые парниковые газы, такие как метан, образуются в результате сельскохозяйственных работ, включая использование навоза домашнего скота. Другие, такие как CO2, в основном являются результатом естественных процессов, таких как дыхание, и сжигания ископаемых видов топлива, таких как уголь, нефть и газ.

Согласно исследованию, опубликованному Университетом Дьюка, второй причиной выброса CO2 является вырубка лесов. Когда деревья убивают для производства товаров или тепла, они выделяют углерод, который обычно сохраняется для фотосинтеза.Согласно Глобальной оценке лесных ресурсов 2010 года, в результате этого процесса в атмосферу ежегодно попадает около миллиарда тонн углерода.

Лесное хозяйство и другие методы землепользования могут компенсировать некоторые из этих выбросов парниковых газов, согласно EPA.

«Пересадка помогает уменьшить накопление углекислого газа в атмосфере, поскольку растущие деревья поглощают углекислый газ посредством фотосинтеза», - сказал Дейли Live Science. «Однако леса не могут улавливать весь углекислый газ, который мы выбрасываем в атмосферу в результате сжигания ископаемого топлива, и сокращение выбросов ископаемого топлива по-прежнему необходимо, чтобы избежать накопления в атмосфере.«

Во всем мире выбросы парниковых газов являются источником серьезной озабоченности. По данным НАСА, с начала промышленной революции до 2009 года уровни CO2 в атмосфере увеличились почти на 38 процентов, а уровни метана - на колоссальные 148 процентов. , и большая часть этого увеличения пришлась на последние 50 лет. Из-за глобального потепления 2016 год был самым теплым годом за всю историю наблюдений, а 2018 год станет четвертым самым теплым годом, а 20 самых жарких лет за всю историю наблюдений пришли на период после 1998 года. , по данным Всемирной метеорологической организации.

«Наблюдаемое нами потепление влияет на атмосферную циркуляцию, что влияет на характер осадков во всем мире», - сказал Йозеф Верне, доцент кафедры геологии и планетологии Университета Питтсбурга. «Это приведет к большим экологическим изменениям и вызовам для людей во всем мире».

Будущее нашей планеты

Если нынешние тенденции сохранятся, ученые, правительственные чиновники и растущее число граждан опасаются, что наихудшие последствия глобального потепления - экстремальные погодные условия, повышение уровня моря, исчезновение растений и животных, закисление океана, серьезные изменения климата и беспрецедентные социальные потрясения - неизбежны.

В ответ на проблемы, вызванные глобальным потеплением из-за парниковых газов, правительство США в 2013 году разработало план действий по борьбе с изменением климата. А в апреле 2016 года представители 73 стран подписали Парижское соглашение, международный пакт по борьбе с изменением климата путем инвестирования в устойчивое низкоуглеродное будущее в соответствии с Рамочной конвенцией Организации Объединенных Наций об изменении климата (РКИК ООН). США были включены в число стран, которые согласились с соглашением в 2016 году, но начали процедуру выхода из Парижского соглашения в июне 2017 года.

По данным EPA, выбросы парниковых газов в 2016 году были на 12 процентов ниже, чем в 2005 году, отчасти из-за значительного сокращения сжигания ископаемого топлива в результате перехода на природный газ из угля. Более теплые зимние условия в те годы также уменьшили потребность многих домов и предприятий в повышении температуры.

Исследователи во всем мире продолжают работать над поиском способов снижения выбросов парниковых газов и смягчения их последствий. По словам Дины Лич, доцента биологических и экологических наук в Университете Лонгвуд в Вирджинии, одно из потенциальных решений, которое изучают ученые, - это высосать углекислый газ из атмосферы и закопать его под землей на неопределенный срок.

«Что мы можем сделать, так это минимизировать количество углерода, которое мы помещаем туда, и, как результат, минимизировать изменение температуры», - сказал Лич. «Однако окно действий быстро закрывается».

Дополнительные ресурсы :

Эта статья была обновлена ​​3 января 2019 г. участником Live Science Рэйчел Росс.

.

Обзор парниковых газов | Выбросы парниковых газов (ПГ)

Общий объем выбросов в 2018 году = 6,677 миллионов метрических тонн CO _{2 эквивалента} . Сумма процентов может не составлять 100% из-за независимого округления.

Изображение большего размера для сохранения или печати Газы, улавливающие тепло в атмосфере, называются парниковыми газами. В этом разделе представлена ​​информация о выбросах и удалении основных парниковых газов в атмосферу и из нее. Для получения дополнительной информации о других факторах воздействия климата, таких как черный углерод, посетите страницу «Индикаторы изменения климата: воздействие на климат».

6,457 миллионов метрических тонн CO ₂ : Что это означает?

Объяснение единиц:

Миллион метрических тонн равен примерно 2,2 миллиардам фунтов или 1 триллиону граммов. Для сравнения: небольшой автомобиль, вероятно, будет весить чуть больше 1 метрической тонны. Таким образом, миллион метрических тонн примерно равен массе 1 миллиона небольших автомобилей!

В реестре США используются метрические единицы для согласованности и сопоставимости с другими странами.Для справки: метрическая тонна немного больше (примерно на 10%), чем «короткая» тонна США.

Выбросы ПГ часто измеряются в эквиваленте диоксида углерода (CO ₂ ). Чтобы преобразовать выбросы газа в эквивалент CO ₂ , его выбросы умножаются на потенциал глобального потепления (GWP) газа. ПГП учитывает тот факт, что многие газы более эффективно нагревают Землю, чем CO ₂ на единицу массы.

Значения GWP, отображаемые на веб-страницах Emissions, отражают значения, используемые в U.S. Перечень, составленный из Четвертого оценочного доклада МГЭИК (AR4). Для дальнейшего обсуждения ПГП и оценки выбросов ПГ с использованием обновленных ПГП см. Приложение 6 Реестра США и обсуждение ПГП МГЭИК (PDF) (106 стр., 7,7 МБ). Выход

• : Двуокись углерода попадает в атмосферу в результате сжигания ископаемого топлива (угля, природного газа и нефти), твердых отходов, деревьев и других биологических материалов, а также в результате определенных химических реакций (например, при производстве цемента).Углекислый газ удаляется из атмосферы (или «улавливается»), когда он поглощается растениями как часть биологического цикла углерода.
• : Метан выделяется при добыче и транспортировке угля, природного газа и нефти. Выбросы метана также возникают в результате животноводства и других сельскохозяйственных работ, а также разложения органических отходов на полигонах твердых бытовых отходов.
• : Закись азота выделяется во время сельскохозяйственной и промышленной деятельности, сжигания ископаемого топлива и твердых отходов, а также при очистке сточных вод.
• : Гидрофторуглероды, перфторуглероды, гексафторид серы и трифторид азота представляют собой синтетические мощные парниковые газы, которые выбрасываются в результате различных промышленных процессов. Фторированные газы иногда используются в качестве заменителя стратосферных озоноразрушающих веществ (например, хлорфторуглеродов, гидрохлорфторуглеродов и галонов). Эти газы обычно выбрасываются в меньших количествах, но поскольку они являются сильнодействующими парниковыми газами, их иногда называют газами с высоким потенциалом глобального потепления («газы с высоким ПГП»).

Воздействие каждого газа на изменение климата зависит от трех основных факторов:

Сколько находится в атмосфере?

Концентрация или количество - это количество определенного газа в воздухе. Более высокие выбросы парниковых газов приводят к более высоким концентрациям в атмосфере. Концентрации парниковых газов измеряются в частях на миллион, частей на миллиард и даже частей на триллион. Одна часть на миллион эквивалентна одной капле воды, растворенной примерно в 13 галлонах жидкости (примерно в топливном баке компактного автомобиля).Чтобы узнать больше о возрастающих концентрациях парниковых газов в атмосфере, посетите страницу «Индикаторы изменения климата: атмосферные концентрации парниковых газов».

Как долго они остаются в атмосфере?

Каждый из этих газов может оставаться в атмосфере в течение разного времени, от нескольких лет до тысяч лет. Все эти газы остаются в атмосфере достаточно долго, чтобы хорошо перемешаться, а это означает, что количество, измеряемое в атмосфере, примерно одинаково во всем мире, независимо от источника выбросов.

Насколько сильно они влияют на атмосферу?

Некоторые газы более эффективны, чем другие, согревая планету и «сгущают земное покрывало».

Для каждого парникового газа был рассчитан потенциал глобального потепления (ПГП), чтобы отразить, как долго он в среднем остается в атмосфере и насколько сильно он поглощает энергию. Газы с более высоким ПГП поглощают больше энергии на фунт, чем газы с более низким ПГП, и, таким образом, вносят больший вклад в нагревание Земли.

Примечание. Все оценки выбросов взяты из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США : 1990–2018 гг.

Начало страницы

Выбросы двуокиси углерода

Двуокись углерода (CO ₂ ) является основным парниковым газом, выбрасываемым в результате деятельности человека. В 2018 году на CO ₂ приходилось около 81,3 процента всех выбросов парниковых газов в США в результате деятельности человека. Углекислый газ естественным образом присутствует в атмосфере как часть углеродного цикла Земли (естественная циркуляция углерода в атмосфере, океанах, почве, растениях и животных).Деятельность человека изменяет углеродный цикл - как путем добавления в атмосферу большего количества CO ₂ , так и за счет воздействия на способность естественных поглотителей, таких как леса и почвы, удалять и накапливать CO ₂ из атмосферы. В то время как выбросы CO ₂ происходят из различных естественных источников, выбросы, связанные с деятельностью человека, являются причиной увеличения выбросов в атмосферу после промышленной революции. ²

Примечание: все оценки выбросов из реестра U.S. Выбросы и стоки парниковых газов: 1990–2018 гг.

Увеличенное изображение для сохранения или печати Основная деятельность человека, в результате которой выделяется CO ₂ , - это сжигание ископаемого топлива (уголь, природный газ и нефть) для производства энергии и транспорта, хотя некоторые промышленные процессы и изменения в землепользовании также выделяют CO. ₂ . Ниже описаны основные источники выбросов CO ₂ в США.

• Транспорт . Сжигание ископаемых видов топлива, таких как бензин и дизельное топливо, для перевозки людей и товаров было крупнейшим источником выбросов CO ₂ в 2018 году, на долю которого приходилось около 33 выбросов.6 процентов от общих выбросов CO ₂ в США и 27,3 процента от общих выбросов парниковых газов в США. В эту категорию входят такие источники транспорта, как автомобильные и легковые автомобили, авиаперелеты, морские перевозки и железнодорожный транспорт.
• Электроэнергия . Электричество является важным источником энергии в Соединенных Штатах, и оно используется для питания домов, бизнеса и промышленности. В 2018 году сжигание ископаемого топлива для выработки электроэнергии было вторым по величине источником выбросов CO ₂ в стране, что составляет около 32.3 процента от общих выбросов CO ₂ в США и 26,3 процента от общих выбросов парниковых газов в США. Тип ископаемого топлива, используемого для выработки электроэнергии, будет выделять разное количество CO ₂ . Для производства определенного количества электроэнергии при сжигании угля будет выделяться больше CO ₂ , чем природного газа или нефти.
• Промышленность . Многие промышленные процессы выделяют CO ₂ в результате потребления ископаемого топлива. Некоторые процессы также производят выбросы CO ₂ в результате химических реакций, не связанных с горением; например, производство и потребление минеральных продуктов, таких как цемент, производство металлов, таких как железо и сталь, и производство химикатов.На сжигание ископаемого топлива в различных промышленных процессах приходилось около 15,4 процента от общих выбросов CO ₂ в США и 12,5 процента от общих выбросов парниковых газов в США в 2018 году. Обратите внимание, что многие промышленные процессы также используют электричество и, следовательно, косвенно приводят к выбросам CO ₂ от производства электроэнергии.

Углекислый газ постоянно обменивается между атмосферой, океаном и поверхностью земли, поскольку он производится и поглощается многими микроорганизмами, растениями и животными.Однако выбросы и удаление CO ₂ в результате этих естественных процессов имеют тенденцию к уравновешиванию при отсутствии антропогенного воздействия. С начала промышленной революции около 1750 года деятельность человека внесла существенный вклад в изменение климата, добавив в атмосферу CO ₂ и другие удерживающие тепло газы.

В США с 1990 года управление лесами и другими землями (например, пахотные земли, луга и т. Д.) Действовало как чистый сток CO ₂ , что означает, что больше CO ₂ удаляется из атмосфере и хранится в растениях и деревьях, чем выбрасывается.Это компенсация поглотителя углерода составляет около 12 процентов от общего объема выбросов в 2018 году и более подробно обсуждается в разделе «Землепользование, изменения в землепользовании и лесное хозяйство».

Чтобы узнать больше о роли CO ₂ в потеплении атмосферы и его источниках, посетите страницу «Индикаторы изменения климата».

Выбросы и тенденции

Выбросы углекислого газа в США увеличились примерно на 5,8 процента в период с 1990 по 2018 год. Поскольку сжигание ископаемого топлива является крупнейшим источником выбросов парниковых газов в США, изменения в выбросах от сжигания ископаемого топлива исторически были доминирующим фактором. влияющие на общий U.Тенденции выбросов S. На изменения выбросов CO ₂ в результате сжигания ископаемого топлива влияют многие долгосрочные и краткосрочные факторы, включая рост населения, экономический рост, изменение цен на энергию, новые технологии, изменение поведения и сезонные температуры. В период с 1990 по 2018 год увеличение выбросов CO ₂ соответствовало увеличению использования энергии растущей экономикой и населением, включая общий рост выбросов в результате увеличения спроса на поездки.

Примечание: все оценки выбросов из реестра U.S. Выбросы и стоки парниковых газов: 1990–2018 гг.

Изображение большего размера для сохранения или печати

Снижение выбросов двуокиси углерода

Самый эффективный способ сократить выбросы CO ₂ - это снизить потребление ископаемого топлива. Многие стратегии по сокращению выбросов CO ₂ от энергетики являются сквозными и применимы к домам, предприятиям, промышленности и транспорту.

EPA принимает разумные регулирующие меры для сокращения выбросов парниковых газов.

Примеры возможностей сокращения выбросов двуокиси углерода

Стратегия	Примеры сокращения выбросов
Энергоэффективность	Улучшение теплоизоляции зданий, передвижение на более экономичных транспортных средствах и использование более эффективных электроприборов - все это способы уменьшить потребление энергии и, следовательно, выбросы CO 2 .
Энергосбережение	Снижение личного потребления энергии за счет выключения света и электроники, когда они не используются, снижает потребность в электроэнергии.Сокращение пройденного расстояния в транспортных средствах снижает расход бензина. Оба способа сокращают выбросы CO 2 за счет энергосбережения. Узнайте больше о том, что вы можете делать дома, в школе, в офисе и в дороге, чтобы экономить энергию и сокращать выбросы углекислого газа.
Переключение топлива	Производство большего количества энергии из возобновляемых источников и использование топлива с более низким содержанием углерода являются способами сокращения выбросов углерода.
Улавливание и секвестрация углерода (CCS)	Улавливание и связывание углекислого газа - это набор технологий, которые потенциально могут значительно сократить выбросы CO 2 от новых и существующих угольных и газовых электростанций, промышленных процессов и других стационарных источников CO 2 . Например, улавливание CO 2 из дымовых труб угольной электростанции до его попадания в атмосферу, транспортировка CO 2 по трубопроводу и закачка CO 2 глубоко под землю в тщательно выбранные и подходящие геологические геологические условия. формация, такая как близлежащее заброшенное нефтяное месторождение, где она надежно хранится. Узнайте больше о CCS.
Изменения в землепользовании и практике управления земельными ресурсами	Узнайте больше о землепользовании, изменении землепользования и лесном хозяйстве.

¹ Атмосферный CO ₂ является частью глобального углеродного цикла, и поэтому его судьба является сложной функцией геохимических и биологических процессов. Часть избыточного углекислого газа будет быстро поглощаться (например, поверхностью океана), но часть останется в атмосфере в течение тысяч лет, отчасти из-за очень медленного процесса переноса углерода в океанические отложения.

² МГЭИК (2013 г.). Изменение климата 2013: основы физических наук. Exit Вклад Рабочей группы I в Пятый оценочный отчет Межправительственной группы экспертов по изменению климата. [Stocker, T. F., D. Qin, G.-K. Платтнер, М. Тиньор, С. К. Аллен, Дж. Бошунг, А. Науэльс, Ю. Ся, В. Бекс и П. М. Мидгли (ред.)]. Cambridge University Press, Кембридж, Соединенное Королевство и Нью-Йорк, Нью-Йорк, США, 1585 стр.

Начало страницы

Выбросы метана

В 2018 году метан (CH ₄ ) составлял около 9.5 процентов всех выбросов парниковых газов в США в результате деятельности человека. Деятельность человека с выбросом метана включает утечки из систем природного газа и разведение домашнего скота. Метан также выделяется из природных источников, таких как естественные водно-болотные угодья. Кроме того, естественные процессы в почве и химические реакции в атмосфере помогают удалить из атмосферы CH ₄ . Время жизни метана в атмосфере намного меньше, чем у диоксида углерода (CO ₂ ), но CH ₄ более эффективно улавливает радиацию, чем CO ₂ .Фунт за фунт, сравнительное воздействие CH ₄ в 25 раз больше, чем CO ₂ за 100-летний период. ¹

В глобальном масштабе 50-65 процентов общих выбросов CH ₄ приходится на деятельность человека. ^{2, 3} Метан выделяется в результате деятельности в сфере энергетики, промышленности, сельского хозяйства и удаления отходов, описанных ниже.

• Сельское хозяйство . Домашний скот, такой как крупный рогатый скот, свиньи, овцы и козы, вырабатывает CH ₄ как часть нормального процесса пищеварения.Кроме того, при хранении или обработке навоза в лагунах или резервуарах для хранения образуется CH ₄ . Поскольку люди выращивают этих животных для еды и других продуктов, считается, что выбросы связаны с деятельностью человека. При объединении выбросов домашнего скота и навоза сельскохозяйственный сектор является крупнейшим источником выбросов CH ₄ в Соединенных Штатах. Для получения дополнительной информации см. Главу «Реестр выбросов парниковых газов США и их поглощения» «Сельское хозяйство».
• Энергетика и промышленность .Системы природного газа и нефти являются вторым по величине источником выбросов CH ₄ в Соединенных Штатах. Метан - это основной компонент природного газа. Метан выбрасывается в атмосферу при производстве, переработке, хранении, транспортировке и распределении природного газа, а также при производстве, переработке, транспортировке и хранении сырой нефти. Добыча угля также является источником выбросов CH ₄ . Для получения дополнительной информации см. Раздел «Реестр выбросов и стоков парниковых газов в США» по системам природного газа и нефтяным системам.
• Бытовые отходы и предприятия. Метан образуется на свалках при разложении отходов и при очистке сточных вод. Свалки являются третьим по величине источником выбросов CH ₄ в Соединенных Штатах. Метан также образуется при очистке бытовых и промышленных сточных вод и при компостировании. Для получения дополнительной информации см. Главу «Реестр выбросов парниковых газов и сточных вод США ».

Метан также выделяется из ряда природных источников.Природные водно-болотные угодья являются крупнейшим источником выбросов CH ₄ от бактерий, разлагающих органические материалы в отсутствие кислорода. Меньшие источники включают термиты, океаны, отложения, вулканы и лесные пожары.

Чтобы узнать больше о роли CH ₄ в потеплении атмосферы и его источниках, посетите страницу «Индикаторы изменения климата».

Выбросы и тенденции

Выбросы метана в США сократились на 18,1 процента с 1990 по 2018 год.В течение этого периода выбросы увеличились из источников, связанных с сельскохозяйственной деятельностью, в то время как выбросы снизились из источников, связанных со свалками, добычей угля, а также из систем природного газа и нефти.

Примечание: все оценки выбросов из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США: 1990-2018 . В этих оценках используется потенциал глобального потепления для метана, равный 25, на основании требований к отчетности в соответствии с Рамочной конвенцией Организации Объединенных Наций об изменении климата.

Изображение большего размера для сохранения или печати

Снижение выбросов метана

Есть несколько способов сократить выбросы CH ₄ . Некоторые примеры обсуждаются ниже. EPA имеет ряд добровольных программ по сокращению выбросов CH ₄ в дополнение к нормативным инициативам. EPA также поддерживает Global Methane Initiative Exit, международное партнерство, поощряющее глобальные стратегии сокращения выбросов метана.

Примеры возможностей сокращения выбросов метана

Источник выбросов	Как снизить выбросы
Промышленность	Модернизация оборудования, используемого для добычи, хранения и транспортировки нефти и природного газа, может уменьшить многие утечки, которые способствуют выбросам CH 4 .Метан угольных шахт также можно улавливать и использовать для получения энергии. Узнайте больше о программе EPA Natural Gas STAR и программе охвата метана из угольных пластов.
Сельское хозяйство	Метан от методов обращения с навозом можно уменьшить и улавливать путем изменения стратегии обращения с навозом. Кроме того, изменение практики кормления животных может снизить выбросы в результате кишечной ферментации. Узнайте больше об улучшенных методах обращения с навозом в программе EPA AgSTAR.
Домашние и деловые отходы	Поскольку выбросы CH 4 из свалочного газа являются основным источником выбросов CH 4 в Соединенных Штатах, меры контроля выбросов, которые улавливают выбросы CH 4 на свалках, являются эффективной стратегией сокращения. Узнайте больше об этих возможностях и программе EPA по распространению метана на свалках.

Список литературы

¹ МГЭИК (2007). Изменение климата 2007: основы физических наук Выход. Вклад Рабочей группы I в Четвертый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата . [С. Соломон, Д. Цинь, М. Мэннинг, З. Чен, М. Маркиз, К.Б. Аверит, М. Тиньор и Х. Л. Миллер (ред.)]. Издательство Кембриджского университета. Кембридж, Соединенное Королевство 996 стр.
² МГЭИК (2013). Изменение климата 2013: основы физических наук. Exit Вклад Рабочей группы I в Пятый оценочный отчет Межправительственной группы экспертов по изменению климата. [Stocker, T. F., D. Qin, G.-K. Платтнер, М. Тиньор, С. К. Аллен, Дж. Бошунг, А. Науэльс, Ю. Ся, В. Бекс и П. М. Мидгли (ред.)]. Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Соединенное Королевство и Нью-Йорк, Нью-Йорк, США, 1585 стр.
³ The Global Carbon Project Exit (2019).

Начало страницы

Выбросы оксида азота

В 2018 году на закись азота (N ₂ O) приходилось около 6,5% всех выбросов парниковых газов в США в результате деятельности человека.Деятельность человека, такая как сельское хозяйство, сжигание топлива, очистка сточных вод и промышленные процессы, увеличивает количество N ₂ O в атмосфере. Закись азота также естественным образом присутствует в атмосфере как часть азотного цикла Земли и имеет множество природных источников. Молекулы закиси азота остаются в атмосфере в среднем 114 лет, прежде чем удаляются стоком или разрушаются в результате химических реакций. Воздействие 1 фунта N ₂ O на нагревание атмосферы почти в 300 раз превышает воздействие 1 фунта диоксида углерода. ¹

Примечание: все оценки выбросов из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США: 1990–2018 гг.

Увеличить изображение для сохранения или печати В глобальном масштабе около 40 процентов общих выбросов N ₂ O приходится на деятельность человека. ² Закись азота выбрасывается в результате деятельности сельского хозяйства, транспорта, промышленности и других видов деятельности, описанных ниже.

• Сельское хозяйство. Закись азота может образовываться в результате различных мероприятий по управлению сельскохозяйственными почвами, таких как внесение синтетических и органических удобрений и другие методы земледелия, обработка навоза или сжигание сельскохозяйственных остатков.Обработка сельскохозяйственных земель является крупнейшим источником выбросов N ₂ O в Соединенных Штатах, что составляет около 77,8 процента от общих выбросов N ₂ O в США в 2018 году.
• Сгорание топлива. Закись азота выделяется при сжигании топлива. Количество N ₂ O, выделяемое при сжигании топлива, зависит от типа топлива и технологии сжигания, технического обслуживания и методов эксплуатации.
• Промышленность. Закись азота образуется как побочный продукт при производстве химикатов, таких как азотная кислота, которая используется для производства синтетических коммерческих удобрений, и при производстве адипиновой кислоты, которая используется для производства волокон, таких как нейлон, и других синтетических продуктов.
• Отходы. Закись азота также образуется при очистке бытовых сточных вод во время нитрификации и денитрификации присутствующего азота, обычно в форме мочевины, аммиака и белков.

Выбросы закиси азота происходят естественным путем из многих источников, связанных с круговоротом азота, который представляет собой естественную циркуляцию азота в атмосфере, среди растений, животных и микроорганизмов, обитающих в почве и воде. Азот принимает различные химические формы на протяжении всего азотного цикла, включая N ₂ O.Естественные выбросы N ₂ O происходят в основном от бактерий, разлагающих азот в почвах и океанах. Закись азота удаляется из атмосферы, когда она поглощается определенными типами бактерий или разрушается ультрафиолетовым излучением или химическими реакциями.

Чтобы узнать больше об источниках N ₂ O и его роли в потеплении атмосферы, посетите страницу «Индикаторы изменения климата».

Выбросы и тенденции

Выбросы закиси азота в США в период с 1990 по 2018 год оставались относительно неизменными.Выбросы закиси азота в результате мобильного сжигания снизились на 63,7 процента с 1990 по 2018 год в результате введения стандартов контроля выбросов для дорожных транспортных средств. Выбросы закиси азота от сельскохозяйственных почв в этот период варьировались и были примерно на 7,0% выше в 2018 году, чем в 1990 году, в основном за счет увеличения использования азотных удобрений.

Примечание: все оценки выбросов из Реестра выбросов и стоков парниковых газов США: 1990–2018 гг.

Изображение большего размера для сохранения или печати

Снижение выбросов оксида азота

Существует несколько способов снижения выбросов N ₂ O, которые обсуждаются ниже.

Примеры возможностей сокращения выбросов оксида азота

Источник выбросов	Примеры сокращения выбросов
Сельское хозяйство	На внесение азотных удобрений приходится большая часть выбросов N 2 O в Соединенных Штатах. Выбросы можно снизить за счет сокращения внесения азотных удобрений и более эффективного внесения этих удобрений, 3 , а также путем изменения практики использования навоза на ферме.
Сгорание топлива	Закись азота является побочным продуктом сгорания топлива, поэтому снижение расхода топлива в автомобилях и вторичных источниках может снизить выбросы. Кроме того, внедрение технологий борьбы с загрязнением (например, каталитических нейтрализаторов для уменьшения количества выхлопных газов легковых автомобилей) также может снизить выбросы N 2 O.
Промышленность

Список литературы

¹ IPCC (2007) Изменение климата 2007: основы физических наук Exit. Вклад Рабочей группы I в Четвертый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата . [С. Соломон, Д. Цинь, М. Мэннинг, З. Чен, М. Маркиз, К.Б. Аверит, М. Тиньор и Х. Л. Миллер (ред.)]. Издательство Кембриджского университета. Кембридж, Соединенное Королевство 996 стр.
² МГЭИК (2013). Изменение климата 2013: выход из основы физических наук. Вклад Рабочей группы I в Пятый доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата. [Stocker, T.Ф., Д. Цинь, Г.-К. Платтнер, М. Тиньор, С. К. Аллен, Дж. Бошунг, А. Науэльс, Ю. Ся, В. Бекс и П. М. Мидгли (ред.)]. Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Соединенное Королевство и Нью-Йорк, Нью-Йорк, США, 1585 стр.
³ EPA (2005). Потенциал снижения выбросов парниковых газов в лесном и сельском хозяйстве США Exit. Агентство по охране окружающей среды США, Вашингтон, округ Колумбия, США.

Начало страницы

Выбросы фторированных газов

В отличие от многих других парниковых газов, фторсодержащие газы не имеют естественных источников и образуются только в результате деятельности человека.Они выбрасываются в атмосферу при их использовании в качестве заменителей озоноразрушающих веществ (например, в качестве хладагентов) и в результате различных промышленных процессов, таких как производство алюминия и полупроводников. Многие фторированные газы имеют очень высокий потенциал глобального потепления (ПГП) по сравнению с другими парниковыми газами, поэтому небольшие атмосферные концентрации могут иметь непропорционально большое влияние на глобальную температуру. Они также могут иметь долгую жизнь в атмосфере - в некоторых случаях - тысячи лет. Как и другие долгоживущие парниковые газы, большинство фторированных газов хорошо перемешано в атмосфере и после выброса распространяется по всему миру.Многие фторированные газы удаляются из атмосферы только тогда, когда они разрушаются солнечным светом в дальних верхних слоях атмосферы. В целом, фторированные газы являются наиболее мощным и долговременным типом парниковых газов, выделяемых в результате деятельности человека.

Существует четыре основных категории фторированных газов: гидрофторуглероды (ГФУ), перфторуглероды (ПФУ), гексафторид серы (SF ₆ ) и трифторид азота (NF ₃ ). Ниже описаны крупнейшие источники выбросов фторсодержащих газов.

• Замена озоноразрушающих веществ. Гидрофторуглероды используются в качестве хладагентов, аэрозольных пропеллентов, пенообразователей, растворителей и антипиренов. Основным источником выбросов этих соединений является их использование в качестве хладагентов, например, в системах кондиционирования воздуха в транспортных средствах и зданиях. Эти химические вещества были разработаны в качестве замены хлорфторуглеродов (CFCs) и гидрохлорфторуглеродов (HCFCs), поскольку они не разрушают стратосферный озоновый слой.Хлорфторуглероды и ГХФУ постепенно сокращаются в соответствии с международным соглашением, называемым Монреальским протоколом. ГФУ - мощные парниковые газы с высоким ПГП, и они выбрасываются в атмосферу во время производственных процессов, а также в результате утечек, обслуживания и утилизации оборудования, в котором они используются. Недавно разработанные гидрофторолефины (ГФО) представляют собой подмножество ГФУ и характеризуются коротким сроком службы в атмосфере и более низкими ПГП. В настоящее время HFO внедряются в качестве хладагентов, аэрозольных пропеллентов и пенообразователей.
• Промышленность. Перфторуглероды производятся как побочный продукт при производстве алюминия и используются в производстве полупроводников. ПФУ обычно имеют длительный срок службы в атмосфере и ПГП около 10 000. Гексафторид серы используется при обработке магния и производстве полупроводников, а также в качестве индикаторного газа для обнаружения утечек. ГФУ-23 производится как побочный продукт производства ГХФУ-22 и используется в производстве полупроводников.
• Передача и распределение электроэнергии. Гексафторид серы используется в качестве изоляционного газа в оборудовании для передачи электроэнергии, включая автоматические выключатели. ПГП SF ₆ составляет 22 800, что делает его самым сильным парниковым газом из всех, что были оценены Межправительственной группой экспертов по изменению климата.

Чтобы узнать больше о роли фторированных газов в нагревании атмосферы и их источниках, посетите страницу «Выбросы фторированных парниковых газов».

Выбросы и тенденции

В целом выбросы фторсодержащих газов в США увеличились примерно на 83.4 процента в период с 1990 по 2018 год. Это увеличение было вызвано увеличением на 268,8 процента выбросов гидрофторуглеродов (ГФУ) с 1990 года, поскольку они широко использовались в качестве заменителя озоноразрушающих веществ. Выбросы перфторуглеродов (ПФУ) и гексафторида серы (SF ₆ ) фактически снизились за это время благодаря усилиям по сокращению выбросов в промышленности по производству алюминия (ПФУ) и в сфере передачи и распределения электроэнергии (SF ₆ ).

Примечание: все оценки выбросов из реестра U.S. Выбросы и стоки парниковых газов: 1990–2018 гг.

Изображение большего размера для сохранения или печати

Снижение выбросов фторсодержащих газов

Поскольку большинство фторированных газов имеют очень долгое время жизни в атмосфере, потребуется много лет, чтобы увидеть заметное снижение текущих концентраций. Однако существует ряд способов уменьшить выбросы фторированных газов, описанных ниже.

Примеры возможностей восстановления фторированных газов

Источник выбросов	Примеры сокращения выбросов
Замена озоноразрушающих веществ в домах и на предприятиях	Хладагенты, используемые на предприятиях и в жилых домах, выделяют фторированные газы.Выбросы можно сократить за счет более эффективного обращения с этими газами и использования заменителей с более низким потенциалом глобального потепления и других технологических усовершенствований. Посетите сайт EPA по защите озонового слоя, чтобы узнать больше о возможностях сокращения выбросов в этом секторе.
Промышленность	Промышленные пользователи фторированных газов могут сократить выбросы за счет внедрения процессов рециркуляции и уничтожения фторированного газа, оптимизации производства для минимизации выбросов и замены этих газов альтернативными.EPA имеет следующие ресурсы для управления этими газами в промышленном секторе:
Передача и распределение электроэнергии	Гексафторид серы - это чрезвычайно сильный парниковый газ, который используется для нескольких целей при передаче электроэнергии по электросети. EPA работает с промышленностью над сокращением выбросов в рамках Партнерства SF 6 по сокращению выбросов для электроэнергетических систем, которое способствует обнаружению и ремонту утечек, использованию оборудования для рециркуляции и обучению сотрудников.
Транспорт	Гидрофторуглероды (ГФУ) выделяются в результате утечки хладагентов, используемых в системах кондиционирования воздуха транспортных средств. Утечка может быть уменьшена за счет использования более совершенных компонентов системы и использования альтернативных хладагентов с более низким потенциалом глобального потепления, чем те, которые используются в настоящее время. Стандарты EPA на легковые и тяжелые автомобили стимулировали производителей производить автомобили с более низким уровнем выбросов ГФУ.

Начало страницы

Список литературы

¹ МГЭИК (2007) Изменение климата 2007: Выход из основы физических наук. Вклад Рабочей группы I в Четвертый доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата. [С. Соломон, Д. Цинь, М. Мэннинг, З. Чен, М. Маркиз, К.Б. Аверит, М. Тиньор и Х. Л. Миллер (ред.)]. Издательство Кембриджского университета. Кембридж, Великобритания 996 с.

.

---

Смотрите также

• 
  Защитное покрытие для древесины
• 
  Варианты двухуровневых потолков
• 
  Хранение слесарного инструмента
• 
  Штукатурка стен своими руками короедом
• 
  Как правильно подключить генератор к сети дома
• 
  Требования к температуре горячей воды в многоквартирных домах
• 
  Как сделать вентиляцию в бане
• 
  Масло для покрытия древесины
• 
  Как украсить своими руками полку
• 
  Как подкислить почву для рододендронов
• 
  Дренаж участка с высоким уровнем грунтовых вод