Биогазовые энергетические установки (БГУ)

Проведенные исследования показали, что основными ЭТП, определяющими эффективность БГУ являются: электрический и общий КПД, соотношение тепловой и электрической мощности, ресурс эксплуатации, эмиссия парниковых газов.

Электрический КПД характеризует эффективность БГУ по выработке электроэнергии. Общий КПД характеризует эффективность использования биогаза.

Соотношение тепловой и электрической мощности характеризует преимущества конструкции двигателя.

Ресурс эксплуатации (количество часов работы до капитального ремонта) определяет техническое совершенство конструкции.

Эмиссия парниковых газов (СО₂экв) характеризует экологическую нагрузку на окружающую среду.

В настоящее время широко распространены энергоустановки двух основных типов: биогазопоршневые (БГПУ) и биогазотурбинные (БГТУ).

Исследования выявили преимущества БГПУ: высокий КПД, меньший удельный расход биогаза, повышенная доля электрической мощности, меньшие выбросы парниковых газов. Электрический КПД БГПУ в 1,3 раза выше, чем у БГТУ (рис.4а). КПД определяет расход биогаза. Общий КПД БГПУ на 4−7% выше, чем БГТУ, что характеризует меньший удельный расход биогаза БГПУ (рис.4б). Доля электрической мощности в общем балансе когенерации у БГПУ в 1,75 раз выше, чем у БГТУ (рис.4в).

Ресурс эксплуатации БГУ сравниваемых типов одинаков для одного производителя, не зависит от мощности и составляет от 40 до 60 тыс. часов.

Проведенные исследования по типам и влиянию вида топлива мини-ТЭЦ на эмиссию парниковых газов [15] показали, что газотурбинные энергоустановки менее экологичны, чем газопоршневые (рис.4г). Газопоршневые мини-ТЭЦ на природном газе и биогазе мощностью до 200 кВт выбрасывают сопоставимый объем парниковых газов. При увеличении мощности мини-ТЭЦ разница в объеме выброса парниковых газов увеличивается и достигает 1,5 раза при мощности 1МВт.

Следует отметить, что с ростом единичной мощности БГПУ повышается электрический КПД, снижается удельный расход биогаза, увеличивается доля электрической мощности, поэтому эффективнее применение энергоустановок максимальной возможной мощности (с резервированием при плановых ремонтах).