Введение

Использование возобновляемых источников энергии в качестве альтернативы получению энергии на основе горючих полезных ископаемых является важным вкладом в процесс снижения выбросов парниковых газов. Благодаря введению Закона о возобновляемых источниках энергии (EEG) в 2000 г. и двум дополнениям к нему, принятым в 2004 г. и 2008 г., Федеральное правительство Германии подготовило почву для стимулирования более широкого развития производства и использования возобновляемых источников энергии. Закон EEG регулирует закупку и оплату электроэнергии, полученной исключительно из возобновляемых источников энергии, в соответствии с установленными ставками оплаты. При этом решающую роль играет выработка электроэнергии на основе биомассы, и, в частности, производство биогаза. Начиная с 01.08.2004 года, в рамках этого закона выплачивается бонус за использование возобновляемого сырья. Это, в свою очередь, вызвало большой интерес к выработке биогаза на основе энергетических растений и других органических материалов, полученных в результате сельскохозяйственного использования природных ресурсов. Как следствие, было создано большое число новых установок для производства биогаза.

Кроме того, в дополнении к закону EEG от 2004 года, предусмотрен технологический бонус за применение, например, сухой ферментации, и использование инновационных технологий в процессе объединения выработки тепловой и электрической энергии. Одновременно с этим бонус при использовании когенерационных установок (КГУ-бонус) призван стимулировать применение новых технологий при переработке вырабатываемого тепла.

Цель программы измерения параметров производства биогаза в Германии заключалась в проведении исследования с участием репрезентативного числа биогазовых установок, работающих исключительно с биомассой (установки с использованием возобновляемого сырья) для предоставления оценки мощности, принципа работы и эксплуатационной надежности различных систем, а также качества вырабатываемых продуктов. В этих целях был осуществлен сбор данных по установкам, которые отличаются друг от друга своей концепцией, режимом работы и применяют возобновляемое сырье, используя в процессе брожения монокультуру или ее смесь с органическими удобрениями. В рамках исследовательской программы будут продемонстрированы способы эксплуатации и уровень развития биогазовых установок, работающих исключительно на биомассе, а также будет разъяснен ряд технических, сырьевых и экономических вопросов энергетического использования биомассы на основе данных, собранных на практике. В дополнение к этому полученные результаты будут рассмотрены с учетом изменившихся рамочных условий в связи с дополнением к закону EEG, которое вступает в действие с 01.01.2009 г

Основанием для выбора рассматриваемых в работе 63 репрезентативных биогазовых установок послужили результаты сбора данных по 413 биогазовым установкам, расположенных на всей территории ФРГ. В работе были охвачены исключительно такие установки, которые получили так называемый бонус за использование возобновляемого сырья в соответствии с законом EEG, и которые были сданы в эксплуатацию после 01.01.2004 года. При этом применялись различные критерии отбора. В связи с техническими проблемами было невозможно дать оценку данным по двум биогазовым установкам (БГУ 46 и 60), поэтому количество рассматриваемых установок сократилось до 61. Спектр размеров рассматриваемых установок должен приблизительно соответствовать спектру размеров установок, расположенных во всех частях ФРГ. Однако результаты по небольшим установкам с электрической мощностью менее 250 кВт_эл являются скорее нерепрезентативными, так как отбор установок часто необходимо было производить на базе имеющегося измерительного оборудования, а также готовности к сотрудничеству организации, ответственной за эксплуатацию установок. Кроме того, особое значение уделялось рассмотрению как можно более широкого спектра установок с применением различной техники и различных способов эксплуатации.

Помимо этого в список отобранных установок были включены две установки старого типа (БГУ 11 и 12), которые были введены в эксплуатацию еще в 2000 году и оценка которых была дана в рамках Первой программы измерения параметров производства биогаза. Это позволит дать заключение по работе установки в сравнении с более современным оборудованием, а также рассмотреть изменения в ее эксплуатации в контексте результатов, которые были получены при реализации первой программы измерения параметров биогаза.

Кроме того, в рамках проекта рассматривались три установки сухой ферментации периодического действия (т.н. "гаражные ферментеры") (БГУ 61, 62 и 63), которые в большой степени отличаются от классических установок непрерывного действия за счет используемого оборудования и способа эксплуатации.