În figura de mai jos este reprezentat în mod sugestiv lanțul trofic al producerii biogazului ca sursă energetică regenerabilă.

=== lucare ===

[NUME_REDACTAT] la nivel mondial a resurselor energetice convenționale, precum și creșterea exigențelor privind calitatea mediului au condus la creșterea preocupărilor pentru identificarea și utilizarea de noi surse de energie, economice și nepoluante. Activitățile umane, îndeosebi cele care au la bază arderea combustibililor fosili, contribuie semnificativ la creșterea cantității de bioxid de carbon eliberat în atmosferă, deci la intensificarea fenomenului de încălzire globală.

Pentru contracararea acestor tendințe negative o soluție de viitor este promovarea pe scară cât mai largă a surselor regenerabile de energie : solară, eoliană, geotermală, biomasă și biogaz.

“Biomasa” este un termen generic pentru energia provenită din materie organică, reprezentată în special de materiale vegetale (culturi agricole, deșeuri agricole, reziduuri organice, deșeuri forestiere și de grădinărit), dar și de alte tipuri de materiale organice, precum dejecții animaliere, deșeuri rezultate în industria celulozei și hârtiei, industria alimentară, nămoluri de epurare, deșeuri municipale solide.

Dintre combustibilii proveniți din biomasa vegetală, biogazul are o importanță deosebită, putând înlocui cu succes combustibilii fosili pentru obținerea de energie electrică și termică; utilizări ale biogazului există de câțiva ani și în domeniul transporturilor.

În ciuda multiplelor avantaje de ordin energetic și de mediu conferite de instalațiile de biogaz, procedeele anaerobe prin care se obține biogazul sunt foarte sensibile la mici șocuri de încărcare organică, la scăderea pH-ului și prezintă o viteză de dezvoltare a microorganismelor anaerobe relativ scăzută, determinând timpi de retenție hidraulică relativ ridicați. Aceste probleme se traduc deseori în performanțe reduse ale reactoarelor anaerobe. În acest context, tipul biomasei utilizate în reactoarele de fermentare anaerobă, respectiv potențialul metanogen al acesteia, este de o importanță majoră pentru minimizarea costurilor de exploatare a instalațiilor de biogaz, precum și pentru creșterea productivității de biogaz.

Biomasa este considerată deja a patra sursă de energie pe glob. Producerea de biomasă reprezintă atât o resursă de energie regenerabilă cât și o mare șansă pentru dezvoltarea rurală durabilă.

Biomasa este considerată una din principalele forme de energie regenerabilă , datorită marelui său potențial ,viabilității sale economice și a numeroaselor beneficii aduse pe plan social și în ceea ce privește calitatea mediului înconjurător. Diminuarea rezervelor mondiale de hidrocarburi,modificările succesive ale prețului barilului de țiței , dar mai ales legislația restrictivă referitoare la nivelul de poluare a mediului produs de gazele de ardere a combustibililor convenționali , au impus găsirea de surse alternative de energie .În prezent se consemnează preocupări speciale pentru fabricarea de biocarburanți din materii prime regenerabile (biomasă).

Biomasa vegetală rezultată din activități agro-industriale constituie o importantă sursă de materie primă pentru obținerea de biogaz prin procedee de fermentare anaerobă. O pondere importantă în compoziția biomasei vegetale o reprezintă lignocelulozele a căror structură complexă creează serioase probleme în ceea ce privește durata și eficiența proceselor biochimice de conversie la biogaz. În acest context, identificarea și punerea în aplicare a unor modalități de pretratare a biomasei lignocelulozice în scopul utilizării sale eficiente este importantă pentru reducerea costurilor de producție la instalațiile de biogaz.

Biogazul este amestecul de gaze obținut prin fermentarea anaerobă a materiilor organice. Materiale cum sunt: bălegarul, deșeurile biodegradabile sau hrana furajeră sunt transformate în metan și dioxid de carbon. Compoziția tipică de biogaz este următoarea : 50-75 % Metan, CH4; 25-50 % Dioxid de carbon, CO2; 0-10* % Nitrogen, N2; 0-1 % Hidrogen, H2; 0-3 % Hidrogen sulfurat, H2S; 0-2* % Oxigen, O2.

În figura de mai jos este reprezentat în mod sugestiv lanțul trofic al producerii biogazului ca sursă energetică regenerabilă.

Datorită compușilor cum ar fi: vaporii de apă, hidrogenul sulfurat, dioxidul de carbon și particulele de praf, biogazul nu poate fi folosit imediat ce a fost extras din instalație. Totuși, după îndepărtarea vaporilor de apă și dioxidului de carbon, biogazul poate fi folosit la fel ca orice alt gaz natural curat.

Experiența în realimentarea tractoarelor sau compactoarelor folosite în cadrul instalațiilor de deșeuri arată că biogazul poate fi folosit ca și combustibil alternativ pentru vehicule. Dar , datorită legislației corespunzătoare, este folosit mai ales în instalațiile combinate de căldură și energie electrică. În această procedură, biogazul este folosit pentru operarea unui motor cu combustie ce alimentează un generator pentru producerea energiei electrice. Apa caldă rezultată din procesul de răcire a motorului, precum și din răcirea gazelor de eșapament poate fi folosită pentru încălzire atât direct on-site cât și la consumatori apropiați de locația instalației.

O altă utilizare a biogazului este aceea de pompare a acestuia în rețeaua publică de gaze. Acest lucru necesită rafinarea biogazului la calitatea gazului natural.

Lucrarea de licență tratează această temă importantă – a generării biogazului, din produsele unei ferme agricole mixte, vegetale și animaliere și valorificarea superioară a acestuia într-o centrală de cogenerare (producere combinată a energiei electrice și termice).

Cap 1. Biomasa și Biogazul ca surse energetice regenerabile

Caracteristici structurale ale biomasei vegetale

Biomasa este partea biodegradabilă a produselor , deșeurilor și reziduurilor din agricultură ,inclusiv substanțe vegetale și animale, silvicultură și industriile conexe, precum și partea biodegradabilă a deșeurilor industriale și urbane.

Energia înglobată în biomasă poate fi eliberată prin diferite metode, dar cea mai cunoscută este reprezentată de procesul chimic de ardere , însemnând transformarea chimică a biomasei , în prezența oxigenului molecular.

Biomasa care reprezintă 15% din sursele primare de energie utilizate pe plan mondial, nu contribuie la creșterea concentrației de CO2 în atmosferă , însă contribuie la reducerea efectului de seră și nu produce ploi acide, datorită unui conținut de sulf mai redus decât cel existent în structura combustibililor fosili.

Biomasa este reprezentată de : produse de origine agricolă și forestieră, deșeuri vegetale din agricultură și silvicultură ,deșeuri vegetale din industria alimentară, deșeuri vegetale fibroase din producția de celuloză naturală și din producție de hârtie din celuloză,deșeuri de plută , deșeuri lemnoase provenite de la construcții și demolări.

Există o mare diversitate de materii prime de origine vegetală care pot fi folosite pentru producerea de biogaz, cele mai utilizate fiind: paie de grâu, orz, ovăz, orez, secară; coceni de porumb; iarbă verde sau uscată; frunze verzi sau uscate de copaci; buruieni diferite, verzi sau uscate; lujeri (vrejuri) de cartofi, soia, fasole, roșii, mac; frunze de sfeclă de zahăr sau sfecla furajeră; tescovina; semințe diferite, coji de alune și de semințe; rumeguș de lemn etc.

Biomasa de origine vegetală conține ca principal component lignoceluloza, cea mai răspândită substanță organică de pe glob, fiind compusă din trei componente de bază: celuloza, hemiceluloza și lignina, conferind plantei rezistență și asigurând resursele energetice necesare proceselor biochimice.

Celuloza, care este o polizaharidă constituită din molecule de D-glucoză anhidră unite în poziția T, reprezintă principala componentă structurală a pereților celulari de plante, având o pondere de masă de 35-60% din materialul lignocelulozic.

Hemicelulozele sunt polizaharidele necelulozice, care constau predominant din polimeri pe baza de pentoze (D-xiloza, D-arabinoza) și, în proporții mai mici, hexoze (D-glucoza, D-manoza), reprezentând o fracție de 20-35% din masa lignocelulozei.

Lignina reprezintă restul de 10-30% din material și este un polimer cu structură tridimensională foarte complexă, constituit din monomeri de p-hidroxifenilpropan; este sintetizată pe măsură ce planta se maturizează, umplând spațiile libere din jurul fibrelor de celuloză. Distribuția celulozei, hemicelulozei și ligninei în peretele celular al biomasei vegetale este reprezentată schematic în figura 1.

Figura 1 Reprezentarea schematică a biomasei lignocelulozice

Lignina formează un adevărat înveliș de protecție în jurul celulozei și hemicelulozei, reducând suprafața disponibilă enzimelor bacteriene care penetrează și lucrează la descompunerea materialului vegetal în zaharuri simple ce vor fi descompuse ulterior până la stadiul de biogaz. Cu cât proporția de lignină din lignoceluloză este mai mare, cu atât biomasa vegetală este mai rezistentă la degradarea chimică și enzimatică în procesele de fermentare anaerobă.

Biogazul este un gaz combustibil obținut prin fermentația anaerobă a reziduurilor organice agricole sau a altor culturi de biomasă ; prin biogaz se asigură recuperarea energiei primare(solare) înglobate în acestea.

Formarea de gaze combustibile ,prin descompunerea substanțelor organice umede în medii lipsite de oxigen molecular, este constituentul lor principal. Așa s-au format gazele naturale în sedimente din adâncul pământului, pe seama plantelor și a animalelor preistorice.

1.2 Fermentarea anaerobă a biomasei

Este un proces complex de descompunere naturală a materiei organice umede ce se desfășoară în incinte închise,în condiții controlate de mediu și în absența oxigenului molecular respectiv a luminii. Transformarea materiei organice în metan,are loc în două-trei faze,astfel încât,în fiecare dintre ele,să acționeze comunități distincte de microorganisme.

Procentul de metan din biogaz variază în funcție de tipul de substanță organică digestată și de condițiile de proces,de la un minim de 50% până la circa 80% dar nu mai mult.

Ca procesul să aibă loc,este necesară acțiunea diferitelor grupuri de microorganisme,în măsură să transforme substanța organică în compuși intermediari,în principal acidul acetic,anhidrida carbonică și hidrogen,folosite de microorganismele metanogene care conduc procesul,în urma căruia se produce metanul . Microorganismele anaerobe prezintă o scăzută viteză de creștere și o mică viteză de reacție și deci e necesar să se mențină pe cât posibil,condițiile mediului de reacție.

Figura 2. Descompunerea anaerobă a materiei organice

Cu toate aceste măsuri,timpii de proces sunt relativ lungi în comparație cu cei ai altor procese biologice. Avantajul procesului este totuși că materia organică complexă este transformată în metan și anhidride carbonice și astfel duce la obținerea în final a unei surse alternative de energie,sub formă de un gaz combustibil de o înaltă putere calorică . Ambientul de reacție,definit de obicei digestor (sau reactor anaerob),pentru a permite creșterea simultană a tuturor microorganismelor implicate,va trebui să rezulte dintr-un compromis între exigențele fiecărui grup microbiotic.

De exemplu,Ph-ul optim este în jur de 7/7.5 ,temperatura optimă a procesului este în jur de 35oC,dacă se utilizează bacterii mezofile,sau în jur de 55oC,dacă se utilizează bacterii termofile.

De făcut mențiunea că la proces mai participă următoarele grupuri de bacterii:

Bacterii hidrolitice,care descompun macromoleculele biodegradabile în substanțe mai simple ;

Bacterii acidogene,care utilizează ca substrat compușii organici simpli eliberați de bacteriile hidrolitice și produc acizii organici cu lanț scurt,care la rândul lor reprezintă substratul pentru grupele următoare de bacterii ;

Bacterii acetogene,producătoare obligate de hidrogen (OPHA :obbligate hydrogen producing acetogens),care utilizează ca substrat produsele din bacterii acidogene care dau naștere la acetat,hidrogen și anhidride carbonice ;

Bacterii omoacetogene care sintetizează acetatul,plecând de la anhidrida carbonică și hidrogen ;

Bacterii metanogene,diferențiate în două grupe :

Cele care produc metan și anhidridă carbonică din acid acetic,numite acetoclastici ;

Cele care produc metan plecând de la anhidrida carbonică și hidrogen,numite hidrogenotrofe.

În timp ce metanul este eliberat aproape complet în formă de gaz,anhidrida carbonică participă la echilibrul carbonaților prezenți în biomasă (în reacție).Interacțiunile între diferitele specii de bacterii sunt foarte strânse și produsele metabolismului anumitor specii pot fi utilizate de alte specii ca substrat,sau ca factori de creștere.

1.2.1 Faza fermentației acidogene (lichefierea)

În această fază de început,acționează microorganismele fermentatoare nespecializate (microaerofile si anaerobe) cu capacitate de hidroliză a materiei organice și de producere de acizi organici.

În partea finală a fazei de acidogeneză,monodizaharidele sunt fermentate cu producere în deosebi de acid acetic,hidrogen și bioxid de carbon iar acizi cu catenă lungă și acizi grași volatiri-sunt transformați în acid acetic și gaze . Rezultă de asemenea vitamine și enzime care vor fi în continuare folosite de microorganismele metanogene în procesele lor metabolice.

1.2.2 Faza de fermentare metanogenă (gazeificarea)

În această fază decisivă,acționează bacteriile metanogene (obligatoriu anaerobe )care sunt specializate în producere de metan . Bacteriile metanogene deși foarte variate morfologic,sunt singurele microorganisme care au o respirație strict anaerobă și capacitatea de a produce metan prin procese metabolice.

Metanul se formează de exemplu prin reducerea bioxidului de carbon și oxidarea hidrogenului gazos de către metanbacteriile care folosesc hidrogenul.

Energia rezultată este folosită de bacteriile metanogene pentru menținerea funcțiilor vitale și pentru asimilarea carbonului,azotului,fosforului și microelementele cu care sintetizează substanțe necesare înmulțirii celulare . Este de precizat faptul că,faza de metanogeneză se încheie prin obținerea biogazului.

1.2.3 Factorii care influențează fermentația anaerobă

Fermentația anaerobă este influențată de factori diferiți grupați in două categorii :factori de mediu si factori tehnologici,după cum urmează :

Factorii de mediu :temperatura și pH-ul ( alcalinitatea ) – care definesc concentrația în acizi volatili,precum și elementele nutritive,substanțele toxice,etc.

Factori tehnologici :compoziția substratului organic,mărimea încărcăturii,tipul de retenție,conținutul de substanță uscată din substrat,omogenizare,izolare,inoculare cu microorganisme metanogene.

În vederea obținerii unor randamente ridicate la producerea biogazului,este necesar să se asigure controlul factorilor de mediu și a celor tehnologici favorabili activității vitale a bacteriilor metanogene precum și un anumit echilibru între comunitățile de microorganisme care coexistă.

Factorii de mediu

Temperatura din fermentator,care are o mare influență asupra vitezei de creștere a metanbacteriilor deci a biogazului.

Fermentarea metanică cuprinde trei zone și anume :zona termofilă ( t>45oC ),zona mezofilă ( 20-45oC ) și zona psihrofilă ( criofilă sub 20oC )-zona în care fermentația metanică este mai redusă și în prezent destul de puțin studiată.

După temperatura optimă de dezvoltare, microorganismele se pot împărți astfel :

Pentru instalațiile gospodărești care nu sunt echipate cu sistem de încălzire,temperatura de fermentare este funcție de temperatura mediului ambiant,așa că,în sezonul rece,aceasta coboară în domeniul psihrofil ( temperatura optimă de fermentare la aceste instalații este de 19-30oC iar durata de retenție a materialelor reziduale este de 30-90 zile ).

Numai instalațiile de capacitate mijlocie și mare funcționează în domeniul temperaturilor mezofile sau termofile,temperaturi asigurate cu ajutorul surselor interioare de încălzire și a unor izolări termice corespunzătoare a tancurilor de fermentare.

Alegerea temperaturii de funcționare a fermentatorului –mezofilă sau termofilă-depinde atât de criterii biotehnologice cât și economice. Fermentatoarele care funcționează în zona termofilă produc biogaz cu o viteză mai mare decât cele care funcționează în zona mezofilă. Vitezele mai mari de producere a biogazului scurtează timpul de retenție a substratului organic în fermentatoare,care este necesar pentru obținerea unei aceleași cantități de biogaz.Ca urmare,volumul fermentatorului este mai mic și instalația costă mai puțin.

Acest tip de instalație este indicat,în prezent,în zone climatice calde. În zona climatică temperată,costul mai redus al fermentatorului este depășit însă,de regulă,de costul apreciabil aferent încălzirii materialului supus fermentării până la temperaturi din zona termofilă.

De aceea,majoritatea fermentatoarelor anaerobe din zona temperată funcționează în zona mezofilă,la temperaturi de 22-38oC. Funcționarea fermentatoarelor la temperaturi situate spre jumătatea inferioară a zonei mezofile ( 20-30oC ) reduce sau chiar elimină cerințele de încălzire tehnologică în sezoanele calde din climatul temperat . Principalul dezavantaj al acestei temperaturi de funcționare este acela că,determinând viteze mai lente de producere a biogazului,necesita perioade de retenție mai îndelungate a materialului organic în fermentator.

Variațiile bruște de temperatură influențează în sens negativ activitatea microbiologică din fermentator . Dacă aceste variații sunt prea mari sau prelungite,producerea de biogaz poate să se oprească complet . Ea este determinată de ruperea echilibrului între faza de acidogeneză și metanogeneză,întrucât metanobacteriile sunt cu mult mai sensibile decât celelalte microorganisme la variații termice bruște . Astfel de situații se întâlnesc mai frecvent în instalațiile de biogaz de capacitate mai mică,în timpul sezonului rece.

În instalațiile de capacitate mijlocie și mare,de performanță ridicată,în care procesul decurge normal și care au o încărcătură organică corespunzătoare,scăderi de temperatură de până la 5oC pot fi tolerate chiar 48 de ore fara ca randamentele pe termen lung ale instalației să fie serios perturbate.

Pentru a se evita astfel de accidente este necesar să se efectueze un control periodic al temperaturii din fermentator și să fie asigurată,totodată,sursa de energie prin care să se redreseze sistemul din punct de vedere termic în caz de necesitate.

PH-alcalinitatea sau concentrația în acizi volatili-stabilitatea procesului de producere a biogazului ca și calitatea superioară a acestuia ( proporția ridicată de metan ) depind atât de pH-ul materialului supus fermentării cât si de relativa constantă a reacției în cursul procesului de fermentare.

Dejecțiile animale,în deosebi cele proaspete,conțin suficientă alcalinitate pentru a menține pH-ul din fermentator în domeniul 7.0-8.0,astfel că procesul de producere a biogazului este,de regulă,destul de stabil.

Nivelul pH-ului este menținut în mod natural de sistemul tampon acid carbonic-bicarbonat. Apar și situații când,datorită proiectării improprii sau exploatării defectuoase a instalației,producția de biogaz este scăzută,iar biogazul este de calitate inferioară și de asemenea urât mirositor . Atunci când echilibrul dintre activitatea microorganismelor producătoare de acizi și cea de metan este rupt,se produce o acumulare dăunătoare de acizi . Dacă alcalinitatea existentă și respectiv capacitatea de tampon sunt insuficiente pentru a contracara efectul acumulării de acizi,pH-ul va începe să scadă . Într-o primă etapă va crește in biogaz proporția de CO2 fața de CH4.Dacă pH-ul continuă să scadă,va înceta total producerea de biogaz.

Dacă pH-ul scade,alimentarea cu material organic proaspăt trebuie oprită imediat și reluată treptat numai după ce pH-ul s-a stabilizat.

Pentru menținerea pH-ului în domeniul optim fermentării metanice prin prevenirea acidifierii excesive,mai ales când se folosesc dejecții învechite,este indicată introducerea de substanțe alcalinizate,stabilizatoare de pH (tab 1)

Tab.1. Substanțe stabilizatoare ale pH-ului în fermentarea anaerobă.

Adăugarea acestor substanțe se face la începutul fermentării în fermentatoare cu alimentare discontinuă și periodic în cazul fermentatoarelor cu alimentare continuă,când este necesară.

Elemente nutritive-procesul de metanizare necesită existența unui mediu nutritiv optim pentru dezvoltarea microorganismelor implicate în biodegradarea materiei organice din fermentator.

Procesele organice reziduale din agricultură,în comparație cu alte materiale supuse fermentării anaerobe,conțin cantități suficiente și în rapoarte echilibrate din toate elementele esențiale pentru nutriția microorganismelor ( carbon,fosfor,sulf,microelemente ).

Numai rareori pot apărea condiții limitative din acest punct de vedere ;astfel,este necesară ajustarea raportului dintre carbon și azot.

Prezența microelementelor cobalt,zinc,fier și mangan favorizează dezvoltarea rapidă a microflorei metanogene. Acestea joacă rolul de biocatalizatori în procesul de transformare a substanțelor organice complexe în substanțe simple și în îmbogățirea mediului cu enzime și vitamine din complexul B ( ultimele fiind sintetizate de microorganismele propionice ).

Substanțe toxice – Orice substanță care inhibă activitatea microorganismelor metanogene sau care este letală pentru acestea,prezintă un pericol potențial pentru procesul de fermentare anaerobă. Până în prezent nu s-au inventariat toate substanțele care au acest efect negativ și nici nu s-au stabilit toate nivelurile concentrațiilor toxice,toxicitatea fiind influențată de interacțiuni complexe de antagonism,sinergism, și/sau de adaptare a microflorei bacteriene la condițiile extreme.

Folosirea produselor antimicrobiene a luat o amploare deosebită în ultimele decenii în sistemele de creștere industrială a animalelor,fie pentru îmbunătățirea indicelui de conversie a hranei,fie contra bolilor infecțioase. Este necesară,de accea,o utilizare judicioasă a acestora,dacă dejecțiile de animale urmează să fie folosite ca substrat pentru producerea biogazului.

Factorii tehnologici

Încărcătura organică-mărimea încărcăturii organice,în varianta continuă sau discontinuă,variază în funcție de viteza de circulație a curentului prin fermentator, respectiv,de timpul de retenție hidraulică și de concentrația de substanțe solide din materialul care alimentează fermentatorul.

Omogenitatea-Omogenizarea conținutului organic din fermentator este o operație tehnologică obligatorie,deoarece prin aceasta se asigură un contact intim,permanent,între materia organică și microorganisme,și de asemenea o uniformizare a temperaturii în toată masa acesteia . În absența omogenizării în fermentator se formează o crustă care reduce mult capacitatea de lucru a fermentatorului și care,poate împiedica eliberarea biogazului . Omogenizarea se poate realiza prin :agitarea mecanică în interiorul fermentatorului,recircularea lichidului cu ajutorul unei pompe sau prin barbotare cu biogaz-deci cu un consum de energie.

Încălzirea-Cerința de căldură a unei instalații de biogaz rezultă din însumarea cerinței de căldură pentru ridicarea temperaturii conținutului la valoare optimă de funcționare a fermentatorului și a căldurii necesare pentru compensarea pierderilor de căldură prin acoperiș,pereți și radierul fermentatorului . Asigurarea încălzirii se poate realiza prin instalații folosind schimbătoare de căldură,serpentine tubulare sau prin injecție de vapori încălziți . O tehnologie bine aleasă,o izolație corectă și un sistem de încălzire științific dimensionat,trebuie să conducă la un consum propriu al instalației de biogaz de 20 % vara și 40 % iarna,din energia produsă. Scăderea consumului de energie pentru consum propriu se poate realiza prin amplasarea tancului de fermentație cât mai aproape de grajdurile de animale,dar obligatoriu într-o construcție separata și perfect etanșată . Se mai poate utiliza,cu bune rezultate și energia solară . O altă soluție ar fi recuperarea căldurii din instalațiile de răcire a motorului cu ardere internă,a unui grup electrogen care funcționează cu biogaz și folosirea ei în instalația de fermentație.

Izolația termică-izolația termică bine făcută cu materiale termoizolante,reduce consumul de energie al fermentatorului și permite să se obțină o temperatură optimă în acesta . Soluția pentru izolarea termică se adoptă în funcție de :mărimea fermentatorului ,materialele de construcții disponibile,caracteristicile climatului exterior zonal și amplasarea peste,sau sub,cota terenului de amplasare a construcției.

Inocularea-reprezintă operația de îmbogățire a materiei organice din fermentator cu microorganisme metanogene . Îmbogățirea se poate realiza folosind policulturi de bacterii metanogene spontane sau bacterii metanogene selecționate în laborator din materiale organice bogate în microfloră spontană . La punerea în funcțiune a unei instalații de biogaz adaosul de inocul ( maia ) este de 10-20% din volumul fermentatorului și se introduce după o tehnologie specială . La instalațiile cu o alimentare discontinuă se lasă o cantitate de 20 % din materialul organic fermentat din șarjă precedentă la fiecare șarjă nouă ( umplutură ).

1.3 Producția într-o centrală de biogaz.

O centrală de biogaz poate produce trei lucruri: electricitate, căldură și gaz. Pentru transformarea biogazului în electricitate, este folosită o centrală cu două surse combinate, căldură și electricitate. Sunt folosite motoare diferite. Cele mai importante sunt

Motoare cu aprindere prin scânteie

Motoare cu aprindere prin compresie

[NUME_REDACTAT] cu injecție în gaz

Motorul produce căldură care poate fi folosită pentru diverse procese:

Încălzirea instalației de fermentare

Încălzire pentru casele și a companiile din vecinătate 

Uscarea nămolului, a lemnului sau peletelor 

Convertirea căldurii printr-un sistem de absorbție în frig 

În afară de elementele de construcție, alte instalații sunt necesare, de exemplu, instrumente de măsurare. Ce produce o centrală de biogaz depinde de criteriile pentru care este folosită. Biogazul poate fi folosit pentru vehicule și introdus în rețeaua de alimentare cu gaze naturale.  După ce știm cât de mult gaz, căldură și electricitate pot fi folosite, un plan detaliat al centralei este necesar să fie realizat , incluzând numărul de instalații de fermentare, potențialul sistem de curățare a gazului și sistemul de schimbare a gazului, pentru masa de intrare și compoziție.  

Valoare energetică în funcție de substratul de materie primă

Motor electric= 100 kWel.

Factor eficiență= 31.1 %

Timp de funcționare= 8,000 h / an

Bălegar / 10 unități animale

Culturi de cereale cu valoare energetică ridicată per ha

Deșeuri alimentare industriale

1.4 Sursele ce alimentează centrala de biogaz.

În centralele de producere a biogazului, acesta poate fi produs folosind numeroase și diferite tipuri de surse. Materialul organic este esențial ca tip de sursă de generare a biogazului și ca punct de plecare în procesul de producere. Materialul organic ar trebui să nu conțină lemn (lignină) pentru că bacteriile din instalație nu pot procesa această substanță. Există șapte categorii de material organic care este potrivit ca sursă de generare a biogazului: 

 Potențial maximal de producere a biogazului pe tonă de sursă de generare :

Cum am mai menționat bacteriile sunt foarte sensibile. Temperatura și valoarea pH-ului ar trebui să fie precise și constante. Anumite substanțe sunt toxice pentru bacterii și pot opri fermentarea. Aceste substanțe toxice pot fi:

Medicamente – cum ar fi antibioticele

Medii de denitrificare

[NUME_REDACTAT]

Amoniu (NH3)

Acizi grași

Hidrogen sulfurat (H2S)

1.5 Tehnici de îmbunătățire a potențialului metanogen

Potențialul metanogen al biomasei (sau potențialul biochimic de metan) este definit drept volumul de biogaz (exprimat în litri sau m3) raportat la cantitatea sau volumul de biomasă utilizată; uneori se raportează la masa de solide volatile sau la consumul chimic de oxigen al probei adăugate în reactor.

Volumul de biogaz generat prin fermentare anaerobă este cu atât mai mare cu cât gradul de hidroliză al compușilor polimerici din biomasă este mai avansat. Pentru aceasta, este foarte important pe de o parte ca biomasa vegetală să fie mărunțită cât mai bine înainte de a fi introdusă în fermentator, iar pe de altă parte, ca aceasta să fie supusă unei pretratări anterior procesului de fermentare. Acest lucru mărește randamentul în biogaz și permite o mai ușoară amestecare a conținutului fermentatorului.

În ultimii câțiva ani au fost dezvoltate numeroase tehnici de pretratare care să modifice din punct de vedere fizic și chimic structura biomasei vegetale, având ca scop principal îmbunătățirea gradului de hidroliză. Majoritatea metodelor au demonstrat o creștere a nivelului de zahăruri simple (glucoza, pentoza) rezultate prin hidroliza, de peste 90% față de valoarea teoretică estimată, pentru biomasa vegetală de tipul: deșeuri de grădinărit, iarba, coceni de porumb, paie de cereale etc. Există numeroase tehnici utilizate pentru îmbunătățirea potențialului metanogen al biomasei vegetale, care includ tratamente fizice (mărunțire, încălzire/răcire, iradiere, etc.), chimice (tratare alcalină, acidă, cu agenți oxidanți, solvenți organici), biologică (enzime produse de fungi, actinomicete), sau combinație a acestor metode .

Principalul dezavantaj al metodelor de pretratare menționate, în special al celor care implică pH scăzut, îl reprezintă formarea de diverse tipuri de inhibitori precum acizi carboxilici, furani și compuși fenolici . Aceste substanțe nu afectează hidroliza enzimatică, dar în general inhibă dezvoltarea microbiană și implicit procesul de fermentare, determinând un randament de biogaz relativ scăzut. Prin urmare, metoda de pretratare a biomasei la pH redus trebuie selectată cu atenție pentru a se evita sau reduce pe cât posibil formarea acestor inhibitori. De asemenea, este foarte important ca procedeul de pretratare selectat să fie eficient la un consum energetic cât mai redus, pentru a avea un bilanț energetic al instalației de biogaz cât mai favorabil.

În afara compoziției și caracteristicilor structurale ale biomasei vegetale, o serie de alți factori fizico-chimici și operaționali afectează biodegradarea compușilor organici, precum temperatura masei organice din reactor, pH-ul, umiditatea, salinitatea, afinitatea materialului pentru anumite substanțe chimice, gradul de omogenizare a masei în reactor, timpul de retenție. Acești parametrii fizico-chimici și funcționali ai instalației de biogaz trebuie monitorizați și menținuți în limitele prestabilite, deoarece o mică variație a unuia dintre parametri poate produce perturbarea proceselor biochimice din reactor, ducând la încetinirea sau chiar la stoparea producției de biogaz.

1.6. Modalități de curățare a biogazului .

Desulfurizarea:

Curățarea cu ajutorul filtrelor: folosirea filtrelor din fier după producerea gazului. Filtrul trebuie schimbat după saturarea substratului de umplere.

Curățarea direct în rezervorul de gaz prin adăugarea de oxigen. Hidrogenul sulfurat va fi transformat în sulf. Sulful rămâne în rezervor, iar gazul va fi dirijat. Aceasta este metoda curentă, dar datorită depozitării sulfului în rezervor, concentrația hidrogenului sulfurat nu ar trebui să fie prea mare.

Atunci când substratul de umplere are o concentrație mare de proteine – cum ar fi deșeurile din industria alimentară – biogazul va avea o concentrație mărită de hidrogen sulfurat. Orice fel de filtru va îndepărta hidrogenul sulfurat iar schimbarea în sulf nu este recomandată. Este mai bine să se folosească ioni de Fe2 în digeratoare. Aceștia vor lega sulful și vor deveni insolvabili în îngrășământ.

Trebuie avută în vedere concentrația de hidrogen sulfurat din îngrășământ, care nu trebuie să fie prea mare. Bacteriile tolerează doar cantități mici.

Comprimarea:

Deseori, furnizarea biogazului în rețeaua de gaz natural necesită comprimarea. De exemplu, folosirea biogazului pentru vehicule necesită o comprimare de 22 bar.

Uscarea:

Biogazul rezultat din digeratoare este cald și umed. Pentru a preveni coroziunea, trebuie de-umidificat și răcit. O metodă este depozitarea gazului într-un rezervor subteran sau uscarea prin răcire comprimată.

Îndepărtarea CO2

Îndepărtarea CO2 este o metodă curentă pentru reducerea amoniacului. Este realizată prin spălare cu gaz, spălare la presiune sau spălarea cu absorbție. Alte metode includ separări criogenice ale gazului la temperaturi joase sau separarea cu membrane.

Cap 2. Analiza variantelor de soluții de producere a biogazului .

În prezent în cele mai frecvente cazuri biogazul se obține prin fermentare anaerobă, când microorganismele descompun materia organică, eliberând o serie de metaboliți conținând în principal bioxid de carbon și metan, care constituie biogazul. Drept combustibil este folosit fie direct, fie numai metanul purificat. Dintre componentele chimice ale materiei organice, grade mai ridicate de conversie în biogaz au celulozele, hemicelulozele și grăsimile. Fermentarea anaerobă, folosită pentru producerea si captarea biogazului, este un proces dirijat de descompunere a materiei organice umede, în condiții controlate de mediu, în absența oxigenului molecular și a luminii.

În această fază acționează microorganisme fermentative nespecializate, cu capacitate de producere de acizi organici. Ele sunt bacterii celulozice, lactice, acetice, sulfat-reducătoare și denitrificatoare, etc. precum și numeroase specii de ciuperci și unele drojdii. În faza metanogenă acționează bacteriile metanogene, anaerobe, specializate în producerea de metan . În acesta se mai găsesc și urme de hidrogen, hidrogen sulfurat, mercaptani ,vapori de apa, amoniac, azot, indol și scatol.

Metanul este componenta care conferă valoare energetică biogazului. În stare pură metanul este un gaz combustibil lipsit de culoare, miros sau gust, mai ușor decât aerul, arde cu o flacără albăstruie și are o putere calorică de 37 MJ/ml, puțin mai ridicată decât a motorinei. Biogazul comparativ cu metanul pur are o putere calorică de 25 MJ/ml, din cauza bioxidului de carbon cu care e în amestec.

După ce este produs, biogazul conține o anumită cantitate de substanțe nefolositoare ca hidrogenul sulfurat și apa. Aceste substanțe cauzează avarii instalației CHP (producerea combinată de energie electrică și termică) și mediului în concentrații mari, de aceea biogazul trebuie să fie eliberat de o concentrație prea mare de HS.

Se prezintă în continuare o analiză a principalelor surse de materie primă pentru producerea biogazului.

2.1 Valorificarea dejecțiilor provenite din ferme de animale pentru producerea biogazului și obținerea unui îngrășământ valoros.

Biodegradabilitatea complexă a dejecțiilor analizată la nivelul bazinului de colectare a canalizărilor poate varia între 60 și 80 % ,în funcție de vârsta dejecției fie de tipul de alimentație.

O clasificare ulterioară a fracțiunilor biodegradabile,permite în interiorul fracțiunii solubile separarea între o parte rapid biodegradabilă ( circa 20 % din SSV ) și una mai ușor biodegradabilă,iar în interiorul părții suspendate,între o parte suspendată ușor hidrolizabilă și una hidrolizabilă mai lent.

Din aplicarea valorilor prezentate în tabelul 2 se pot calcula,la nivel exemplificativ,randamentele de biogaz și energie în cogenerare referitoare la valorile medii de unitate de produs.

Datele recoltate din probele de laborator pe termen lung,în condiții normale ale reactorului anaerob,cu timp de stabilitate hidraulică limitați,ating niveluri de transformare a substanței organice în gaz biologic,variabile între 70 și 90 % din biodegradabilitatea maximă,în funcție de starea dejecțiilor.

Niveluri scăzute de transformare în biogaz,pot fi imputabile numai temperaturilor joase,cu timp de retenție hidraulică prea scurți sau în prezența substanțelor inhibante sau antibiotice în concentrații ridicate.

Tab.2.Estimarea cantităților de biogaz productibil prin fermentare anaerobă plecând de la diferite materiale reziduale organice

O ulterioară reducere cu circa 12,5 din substanța organică transformabilă în biogaz rezultă din operațiile de pretratament al dejecțiilor necesare pentru remișcarea solidelor mai grosolane care pot provoca probleme de cruste superficiale în reactori neamestecați.

Tab.3.Producția de biogaz,energie electrică și termică la diferite produse digestate

La sfârșit se recurge la analiza stoechiometrică și se calculează randamentul de biogaz,din care se obține că,pentru fiecare gram de COD digestat se produc de metan,în condiții standard ( volum calculat la 0oC și la presiune de o atmosferă absolută ).

În realitate,această valoare va fi corectată în măsura în care o fracțiune este utilizată pentru creșterea celulară a biomasei anaerobe responsabile de proces,astfel că factorul de transformare scade la 0.33.

Dat fiind că biogazul este de obicei măsurat la temperatură și presiune diferite de condițiile standard,această valoare va fi multiplicată pentru un factor egal cu ( 273+T )/273 unde T este temperatura măsurată în grade Celsius,și împărțită printr-un factor ( 10.33+p )/10.33 unde p este presiunea în mm coloană de apă ( procedura inversă va fi făcută,dacă se vrea trecerea de la măsura în condiții de reactor la cea în condiții standard).

Tratamentul anaerob al dejecțiilor

Recuperarea biogazului produs oferă avantaje multiple în contextul actual de extremă și continuă ,,foame ‘’ energetică dar și de un crescut risc ambiental,astfel că tratamentul anaerob al dejecțiilor devine o necesitate în special pentru :

Producția de energie :tratamentul anaerob în condiții controlate duce la degradarea substanței organice și cu producerea de biogaz . Producerea de energie electrică și căldură prin ardere de biogaz,se dovedește a fi economic avantajoasă fie pentru autoconsumul producătorului,fie pentru o cesiune către terți.

Eliminarea mirosurilor și emisiilor contaminate ( NH3 și CH4 ) : substanțele rău mirositoare care eventual se formează în timpul procesului ( acid sulfhidric , mercaptan , amoniac ),la ardere sunt puse în mișcare odată cu biogazul.

Stabilizarea dejecțiilor :eliminarea încărcăturii organice care conține carbon obținut din digestia anaerobă , conferă dejecțiilor o stabilitate suficientă , chiar și în perioadele ulterioare de stocaj.

Reducerea încărcăturii patogene : digestia anaerobă în mezofile poate reduce parțial eventuala încărcătură patogenă prezentă în dejecțiile lichide . Operând în termofile este posibil, în schimb , să se obțină perfecta igienizare a dejecțiilor , cu completa distrugere de patogeni.

În principiu, procedeele de obținere a energiei din biomasă se bazează pe capacitatea unor microorganisme de a fermenta biomasa (respectiv compușii organici de genul zahărurilor care se găsesc în materia organică) și de a produce alți compuși, care pot avea o putere calorică mai mare (de exemplu alcool etilic, metan). În ultimii ani, grija pentru mediu a dus la dezvoltarea unor tehnologii care nu numai să producă energie, dar să reducă și poluarea. Printre acestea se numără și fermentarea anaerobă a dejecțiilor din fermele de animale pentru a stopa emisia de metan în atmosferă. Acesta este captat în instalații de producere a biogazului și transformat prin ardere în dioxid de carbon, cu un efect de seră mult mai scăzut (de 21 ori) decât al metanului.

Pentru a stopa emisia de metan în atmosferă, materia organică (dejecțiile sau alte produse care conțin substanțe organice) este închisă într-un bazin închis etanș (numit fermentator, sau digestor), pentru a se realiza fermentația anaerobă. Pentru a se promova activitatea bacteriană, în fermentator trebuie să se mențină o temperatură de cel puțin 20oC.

După intrarea în vigoare a protocolului de la Kyoto, se pare că simpla administrare a dejecțiilor animale pe terenuri agricole va avea o alternativă mult mai economică în fermentarea lor inițială cu producere de biogaz, și apoi administrarea lor pe terenuri agricole.

2.2Valorificarea nămolurilor provenite din epurarea apelor uzate din sistemele de canalizare orășenești

2.2.1 Procesele caracteristice epurarii apelor uzate si namolurilor

În timpul epurării apelor uzate intervin procese de natură:

mecanică;

chimică;

biochimică.

Procesele de natură mecanică sunt unele dintre cele mai importante procese care intervin in cadrul epurarii apelor uzate si au aplicabilitate în cadrul decantării apelor uzate; datorită acestora, cea mai mare parte din materiile solide în suspensie, sunt îndepărtate din apele uzate.

Procesele de natură chimică intervin în timpul clorinării apelor uzate sau al coagulării materiilor solide în suspensie, din acestea.

Procesele de natură chimică intervin de obicei paralel cu cele biologice constituind așa-numitele procese de natură biochimică (denumite și procese biologice), în timpul cărora materiile organice din apele uzate și din nămoluri sunt descompuse. Cea mai mare parte a materiilor conținute în apele uzate și în nămoluri sunt de natură organică. Materiile organice (combinații ale carbonului cu alte elemente) fiind instabile, sunt ușor de descompus și, odată cu aceasta, se produce și epurarea apei uzate.

Toate procesele biologice, care intervin în timpul descompunerii substanțelor organice, sunt-din punct de vedere chimic-de două categorii și iau direcții opuse:

1. procese aerobe;

2. procese anaerobe.

În cadrul proceselor aerobe se produce combinarea substanțelor organice cu oxigenul (oxidarea), cu eliminare de caldură iar in cadrul proceselor anaerobe, caracterizate prin dezintegrarea oxigenului (reducția), cu consum de căldură.

Epurarea biologică implică numai procese aerobe, care depind de existența bacteriilor aerobe, iar acestea, la randul lor, depind de existența oxigenului furnizat de atmosferă sau de apă. La epuizarea oxigenului își încep activitatea bacteriile anaerobe, cărora le este suficient oxigenul din materiile organice și din nitrati, nitriti, sulfati etc.

Bacteriile aerobe se găsesc în bazinele cu nămol activ sub formă de flocoane. În filtrele biologice, ele constituie membrana biologică ce acoperă elementele constitutive ale stratului filtrant. Pentru a trăi, bacteriile consumă substanță organică din apa uzată, prin absorbție, eliminând-o în mod continuu sub formă lichidă sau gazoasă, prin celule.

2.2.2 Procedee de epurare a apelor uzate

Apele uzate conțin materii organice și minerale în suspensie, coloidale și în soluție, de asemenea organisme, în special bacterii și protozoare, care constituie sursa principală de energie care este pusă la dispoziția transformărilor de natură biochimică a materiilor organice. Unele bacterii însă, prin prezența lor în apă uzată, constituie un continuu pericol, putând provoca îmbolnăviri grave. Îndepărtarea sau stabilizarea materiilor nocive de tot felul din apa uzată se realizează în instalațiile stației de epurare în care au loc diferite procese.

Procedee de epurare mecanică

Aceste procedee au ca scop: reținerea corpurilor și suspensiilor mari, realizată în grătare, site, cominutoare, dezintegratoare etc.; flotarea (separarea) grăsimilor și uleiurilor, realizată în separatoare de grăsimi și în decantoare cu dispozitive de reținerea grăsimilor și uleiurilor; sedimentarea sau decantarea materiilor solide în suspensie separabile prin decantare, realizată în deznisipatoare, decantoare, fose septice etc.; prelucrarea nămolurilor rezultate.

Procedee de epurare mecano-chimică

Aceste procedee se bazează îndeosebi pe acțiunea substanțelor chimice asupra materiilor solide în suspensie separabile prin decantare, bacteriilor etc. și au ca scop: coagularea materiilor solide în suspensie, realizată în instalații de coagulare (camere de preparare și dozare, amestec și reacție); epurare mecanică după cum s-a arătat mai înainte; clorinarea apelor uzate, realizată în stații de clorinare și bazine de contact.

Procedee de epurare mecano-biologice

Aceste procedee se bazează pe acțiunea comună a proceselor mecanice, chimice și biologice și au ca scop:

epurarea naturală a apelor uzate și nămolurilor, realizate în modul următor:

– pentru apele uzate, pe câmpuri de irigare și filtrare, iazuri biologice etc.;

– pentru nămoluri, în bazine deschise pentru fermentarea nămolului.

epurarea artificială a apelor uzate și nămolurilor realizată:

– pentru apele uzate în filtre biologice de mare și mică încărcare, în bazine cu nămol activ de mare și mică încărcare, în aerofiltre, filtre biologice scufundate, filtre biologice turn etc.;

– pentru nămoluri, în fose septice, concentratoare (îngroșătoare) de nămol, bazine pentru fermentarea nămolului, platforme pentru uscarea nămolului, filtre presă, filtre cu vacuum, centrifuge, incineratoare de nămol etc.

2.2.3 Organizarea și funcționarea unei stații de epurare

O stație de epurare este instalată în general la sfârșitul unui sistem de colectare, pe emisarul principal, chiar în amonte de ieșirea apelor spre cursul natural. Este formată dintr-o succesiune de utilaje prin care trece apa uzată. Fiecare utilaj este realizat pentru a extrage din apă diverși poluanți ce ii conține. Succesiunea utilajelor este bineînțeles calculată în funcție de natura apelor uzate colectate prin canalizare și în funcție de tipurile de poluanți.

În general o statie de epurare este formata din 3 trepte :

primară sau mecanică

secundară sau biologică

terțiară sau avansată

Treapta primară constă din mai multe elemente succesive:

Separare corpuri grosiere sau pretatarea – este ansamblul procedeelor care se executa in statia de epurare, in faza initiala de tratare a apei, cu scopul de a inlatura reziduurile, nisipul si grasimile si de a colecta apele uzate din statie si de a le repompa in circuitul de epurare. Aceasta etapa este necesara in vederea asigurarii bunei functionari a instalatiilor din celelalte trepte de tratare. Pretratarea apei se realizeaza in mod continuu.

Pretratarea cuprinde urmatoarele instalatii:

Grătarele, care rețin corpurile plutitoare și suspensiile grosiere (bucăți de lemn,textile,plastic,pietre etc.). De regulă sunt grătare succesive cu spații tot mai dese între lamele. Curățarea materiilor reținute se face mecanic. Ele se gestionează ca și gunoiul menajer, luând drumul rampei de gunoi sau incineratorului.

Acestea pot fi :

– gratarul rar manual, constructie metalica care are rolul de a retine si evacua, din apa uzata, suspensiile grosiere cu dimensiuni mai mari de

– gratarele medii, au rolul de a retine si evacua mecanic, din apa uzata, suspensiile medii cu dimensiuni mai mari de .. Curatarea lor se face automatizat.

Rezidurile se descarca in jgheabul colector al instalatiei de transport retineri gratare si de aici, prin intermediul acestuia, sunt depozitate in container;

Instalatia de transport incarcare reziduri gratare, poate functiona o data cu gratarele dar si independent de acestea prin comanda manuala;

– gratare dese, au rolul de a retine si evacua manual suspensiile fine cu dimensiuni mai mari de , pentru realizarea unui grad ridicat de curãtire a apei înainte de decantare. Rezidurile se descarca in jgheabul colector al instalatiei de transport retineri gratare si de aici, prin intermediul acestuia, sunt depozitate in container.

Sitele au rol identic grătarelor, dar au ochiuri dese, reținând solide cu diametru mai mic.

Desnisipatorul, are rolul de a reține nisipul. Acesta este colectat în camere special destinate separării nisipului, pietrișului.

Deznisipatoarele pentru particule grosiere asigură depunerea pe fundul bazinelor a nisipului și pietrișului fin și altor particule ce au trecut de site dar care nu se mențin în ape liniștite mai mult de câteva minute. Nisipul depus se colectează mecanic de pe fundul bazinelor și se gestionează ca deșeu împreună cu cele rezultate din etapele anterioare, deoarece conține multe impurități organice.

Evacuarea nisipului se face cu ajutorul unui pod curatitor prevazut cu instalatie de elevare cu aer prin care nisipul depus in jgheabul de fund al desnisipatorului este raclat de catre raclorul de fund spre basa colectoare a nisipului de unde este pompat de catre pompele de nisip spre clasorul de nisip (pornirea pompelor se face concomitant cu cea a clasorului de nisip). Aici se face separarea nisip – apa (avand loc in paralel si spalarea nisipului). Apa reintra in circuit iar nisipul este colectat in pubele.

Reglajul distributiei apei in desnisipator se face prin actionarea manuala a stavilarelor de intrare si iesire in functie de incarcarea stabilita prin analizele de laborator si debitul mediu intrat in statie.

Deznisipatoarele sunt necesare pentru:

– protecția instalațiilor mecanice, în mișcare, contra acțiunii abrazive a nisipului;

– reducerea posibilităților de înfundare a conductelor, provocată de depunerea nisipului pe conducte;

– reducerea frecvenței de curățire a bazinelor de fermentare a nămolului și a decantoarelor de acumulări excesive de nisip.

Separator de grasimi, are rolul de a separa particulele de ulei si grasimi din emulsii si de a retine pelicula de grasimi de pe suprafata apei. Sistemul de aerare aflat pe mijlocul bazinului creaza curenti turbionali care separa particulele de grasimi si le imping catre canalele colectoare de unde sunt raclate de catre raclorul de suprafata a podului inspre bazinele de colectare a grasimilor

Decantoarele primare sunt longitudinale sau circulare și asigură staționarea apei timp mai îndelungat, astfel că se depun și suspensiile fine. Se pot adăuga în ape și diverse substanțe chimice cu rol de agent de coagulare sau floculare, uneori se interpun și filtre. Spumele și alte substanțe flotante adunate la suprafață (grăsimi, substanțe petroliere etc.) se rețin și se înlătură iar nămolul depus pe fund se colectează și se înlătură din bazin (de exemplu cu lame racloare susținute de pod rulant) și se trimite la metantancuri.

Pretratarea apei este urmată de tratarea secundară (treapta biologică) a acesteia.

Acesta este procedeul de eliminare biologica, din apa pretratata mecanic, a substantelor poluatoare de natura organica sub forma dizolvata. Este un procedeu de tratare mixt aerob si anaerob, utilizat pentru eliminarea carbonului organic si partial a azotului organic din apa uzata menajer si industrial.

Procesul presupune doua faze distincte:

faza de formare a namolului activ, care presupune introducerea volumului de apa bruta, recircularea unui debit de namol din decantorul secundar mai mare decat debitul de apa bruta si supra-aerarea amestecului, pentru o perioada de doua trei saptamani, pana la formarea namolului activ. Volumul de apa introdus creste treptat proportional cu crestera volumului de namol produs pana la atingerea volumului maxim de apa ce poate fi tratata biologic, iar volumul de namol recirculat ramane constant, moment in care se trece in faza a doua, faza de functionare propriu-zisa;

faza a doua, de functionare propriu-zisa, presupune tratarea, prin efectuarea de reglaje continue in functie de analizele de laborator privind calitatea apei brute si parametrii de functionare stabiliti in regulamentul de exploatare. Functionarea in aceasta faza are loc in mod continuu pana la aparitia unor factori perturbatori care readuc sistemul in prima faza de functionare. In aceasta faza are loc extragerea de namol in exces. Cantitatea de namol extrasa se stabileste de catre inginerul tehnolog pe baza analizelor de laborator.

Treapta secundară constă și ea din mai multe etape:

Fermentare aerobă – se realizează cu ajutorul organismelor aerobe.

Pentru acesta este nevoie de o cantitate de aer. Se introduce continuu aer pentru a accelera procesele biochimice. Cantitatea de aer care se introduce se calculează astfel incat sa se asigure dezvoltarea microorganismelor aerobe.

În bazinele de aerare (aerotancuri), apa este amestecată cu "nămol activ" ce conține microorganisme ce descompun aerob substanțele organice. Cea mai mare parte din aerul ce intră în sistem este eliminată.

Decantoarele secundare sunt bazine în care se sedimentează materialele de suspensie formate în urma proceselor complexe din aerotancuri. Acest nămol este trimis la metantancuri iar gazele (ce conțin mult metan) se folosesc ca și combustibil.

Asadar in această etapă nămolul activ intrat la fermentarea aerobă, este scos din sistem sub două forme: nămol activ recirculat și nămol activ în exces. Nămolul activ recirculat se reîntoarce în fermentare aerobă, iar acest ciclu este reluat pentru a realiza necesarul de nămol. Nămolul activ în exces este suspus îngroșării, iar din această îngroșare iese o cantitate de apă cca 90% ce intră înapoi în procesul de decantare secundară.

Treapta terțiară nu există la toate stațiile de epurare.

Ea are de regulă rolul de a înlătura compuși în exces (de exemplu nutrienți- azot și fosfor) și a asigura dezinfecția apelor (de exemplu prin clorinare). Această treaptă poate fi biologică, mecanică sau chimică sau combinată, utilizând tehnologii clasice precum filtrarea sau unele mai speciale cum este adsorbția pe cărbune activ, precipitarea chimică etc. Eliminarea azotului în exces se face biologic, prin nitrificare (transformarea amoniului în azotit și apoi azotat) urmată de denitrificare, ce transformă azotatul în azot ce se degajă în atmosferă. Eliminarea fosforului se face tot pe cale biologică, sau chimică.

Procedeele de epurare avansată sunt eficiente în măsura în care treptele anterioare de epurare au fost eficiente și au asigurat un influent de bună calitate.

În urma trecerii prin aceste trepte apa trebuie să aibă o calitate acceptabilă, care să corespundă standardelor pentru ape uzate epurate. Dacă emisarul nu poate asigura diluție puternică, apele epurate trebuie să fie foarte curate. Ideal e să aibă o calitate care să le facă să nu mai merite numite "ape uzate" dar în practică rar întâlnim așa o situație fericită. Pe de o parte tehnologiile de epurare se îmbunătățesc, dar pe de altă parte ajung în apele fecaloid-menajere tot mai multe substanțe care nu ar trebui să fie și pe care stațiile de epurare nu le pot înlătura din ape.

În final apa epurată este restituită în emisar – de regulă râul de unde fusese prelevată amonte de oraș. Ea conține evident încă urme de poluant, de aceea este avantajos ca debitul emisarului să fie mare pentru a asigura diluție adecvată.

În general, o stație de biogaz mare, industrială este formată din:

– stație de pompare a apei reziduale;

– secantor gravitațional;

– îngrășător de nămol;

– stație de distribuție a nămolului;

– reactor de fermentație anaerobă dotat cu un clopot metalic pentru captarea biogazului.

Figura. 4. Instalație de amestecare pentru fermentarea

materialelor organice.

Instalațiile moderne au în continuare unități CHP, în care biogazul este ars, iar motorul se rotește cu o viteză constantă și conduce generatorul. Generatorul produce electricitate. La fel ca toate motoarele termice, motorul produce căldură. Această căldură poate fi utilizată pentru încălzirea reactorului și pentru alte scopuri.

Cele mai frecvente instalații de biogaz de uz și aplicație sunt asimilabile în 3 tipologii distincte, având fiecare trăsătura caracteristică specială și, de aceea, fiecare este adaptată la specifice și diferite realități ale aplicațiilor:

• instalația cu canal tip plug-flow sau flux cu piston;

• instalație cilindrică tip up-flow amestecat;

• instalație tip super-flow pentru biomasă superdensă.

În funcție de utilizare, instalațiile de biogaz sunt asigurate cu posibilități de tratare a biogazului prin:

– depurare;

– filtrare;

– deumidificare;

– desulfurare.

Odată tratat, biogazul trece în generatoare simple de căldură sau în sisteme de cogenerare pentru producerea simultană de energie electrică și căldură, dotate cu motoare endotermice alternative sau microturbine.

2.3. Valorificarea materiilor organice rezultate din industria alimentara

2.3.1. Culturile de biomasă

Sunt culturi de plante acvatice și alge care pot fi convertite în biogaz prin fermentare și sunt reprezentate de biomasele foarte hidratate.

Principala caracteristică a culturilor este aceea că au o extrem de mare capacitate de a-și multiplica biomasa.

Zambila de apă ( [NUME_REDACTAT] ) și Pistia ( [NUME_REDACTAT] ) sunt plante acvatice reprezentând agenți activi de depoluare a cursurilor de apă sau a apelor reziduale din bazinele de colectare a dejecțiilor.

Alga brună ( [NUME_REDACTAT] ) și Laminaria sunt alge cultivate în bazinele de dejecții animale, deopotrivă pentru furajarea animalelor și pentru producerea de biogaz ( perioada de creștere extrem de rapidă 50 cm/zi).

2.3.2 Potențialul energetic al materialelor organice

Potențialul se stabilește după cantitatea de biogaz obținută în urma transformării materialelor organice prin fermentare.

O apreciere comparativă a potențialului unor materiale organice de a produce biogaz , în condiții similare de fermentare, rezultă din tabelul 4 și 5.

Datele din tabelul 4 arată că, la aceeași durată de fermentare anaerobă de 30-40 zile ,gradul de descompunere a substanței solide a fost mai mare la produsele vegetale secundare în comparație cu dejecțiile de taurine.

Tab.4. Gradul de descompunere al diferitelor materiale organice naturale , prin fermentare anaerobă timp de 30-40 zile

Față de celelalte materiale organice vegetale se remarcă biodegrabilitatea mai ridicată aplevurilor, datorită gradului lor avansat de mărunțire , precum și a tulpinilor de floarea soarelui și cea mai scăzută a cojilor rămase la decorticarea orezului, care sunt foarte bogate în lignină. Potențialul de producere a biogazului a variat în funcție de cantitatea de materie organică ; din cantitatea de biogaz produsă (metanul a reprezentat între 53-69%).

Tab.5. Eficacitatea relativă a unor materiale organice în producerea de biogaz, comparativ cu dejecțiile de vacă (100%)

Datele din tabelul 5 indică eficacitatea foarte ridicată a îngrășământului flămând de a produce biogaz, fapt pentru care el constituie o materie primă de bază în fermentatoare din China . De asemenea, se remarcă includerea zambilei de apă și a lăptucii de apă printre materialele experimentate pentru producerea biogazului.

În tabelul 6 se includ alte date comparative , privind cantitățile de biogaz care pot fi produse pe baza diferitelor materiale organice ,pasibile de a fi folosite în fermentatoare anaerobe de diferite capacități, în țara noastră.

Tab.6. Cantitățile de biogaz posibil de obținut din materiale organice

Tab.7. Valori tipice pentru estimarea potențialului de generare a biogazului din dejecții animale în sisteme de fermentare anaerobă de mare randament , și de mare capacitate

Datele din tabelele 4,5,6 au fost obținute , în general , în fermentatoare experimentale de capacitate mică, care au funcționat în condiții comparabile, urmărindu-se în primul rând să se precizeze potențialul diverselor materiale de a produce biogaz.

Cantitățile de biogaz obținute concret în stațiile de diferite mărimi depind însă de caracteristicile biochimice ale amestecurilor de materiale organice, care le alimentează , precum și de tehnologia procesului de metanizare.

Cât privește comportarea dejecțiilor de animale în fermentatoare intensive, în literatura de specialitate se dau valori foarte variate în funcție de tehnologia folosită.

În tabelul 7 se prezintă ,spre exemplificare, date considerate tipice pentru unele sisteme de fermentare anaerobă , de mare randament, din Canada. Se constată că dejecțiile de vacă au gradul cel mai scăzut de descompunere a materiei organice (35%)iar la păsări gradul cel mai ridicat (60%). La vaci o proporție considerabilă din celuloza ingerată prin furaje este descompusă în rumen , în cursul procesului de digestie.

2.3.3. Principalele surse de biogaz din reziduurile provenite din industria alimentară 

Industria alimentară produce o serie de reziduuri care, prin potențialul lor de substanță organică pot constitui surse de generare a biogazului. Astfel avem :

Din industria zahărului : borhot de sfeclă de zahăr, resturi din sucul zaharos, etc.

Din industria berii și a alcoolului: borhot de melasă și malț

Din industria de panificație : faină degradată, tărâțe, etc.

Din industria de prelucrare a cărnii și abatoare: resturi de subproduse din prelucrarea cărnii, mațe, sânge, etc.

Instalațiile industriale de biogaz sunt foarte similare sau chiar identice cu instalațiile la scară redusă sau cele agricole, în ceea ce privește tehnica de fermentare.  Diferă doar materialele sursă  și capacitatea instalațiilor.  Materialele necesare instalațiilor industriale de biogaz sunt asigurate de industria de procesare a alimentelor.  Principalele materii sunt reprezentate de deșeurile alimentare, grăsimi și deșeuri din abatoare.  Acestea trebuie amestecate, dispensate de compușii nepotriviți, tăiate sau diluate. Trebuie avută mare grijă atunci când se lucrează cu deșeurile din abatoare, care trebuie omogenizate dar și igienizate. Deseori, reziduurile fermentate nu pot fi folosite ca îngrășământ.

Mai mult, forma de proprietate a instalațiilor industriale de biogaz diferă de cea a instalațiilor din fermele private. Proprietarii sunt în general companii mici sau asociații. Instalațiile industriale au nevoie de o mai bună organizare a muncii. Uneori, instalațiile de biogaz sunt folosite ca și sisteme de evacuare, deci materialele  sunt micșorate împreună cu celelalte. Acest lucru necesită o infrastructură corespunzătoare.

Pentru utilizarea biogazului în instalații combinate de căldură și energie, căldura trebuie folosită eficient. Un procent de 20% până la 40% din căldura generată poate fi folosit chiar pentru instalația de biogaz, însă surplusul ar trebui folosit în sprijinul industriei apropiate, în eventualitatea existenței unei cereri pentru uscarea lemnului, paleților sau ierbii. De asemenea, utilizarea căldurii în procesele de răcire este o opțiune pentru folosirea surplusului. 

Cap 3. Studii de caz cu instalații de biogaz

Din documentarea pe surse de pe internet s-au ales o serie de exemple reprezentative – studii de caz – ce instalații de succes realizate în special în Germania.

[NUME_REDACTAT]. 1

Instalația de biogaz localizată în nordul Germaniei în Stöltebüll este o instalație de biogaz tipică agricolă cu introducerea unui singur substrat de porumb. Acest tip de introducere singulară este foarte popular printre fermieri, care oricum produc furaje pentru porci și vaci.

Producerea de furaje suplimentare pentru utilizarea energetică este astfel profitabilă, dacă există pământ pe care acestea sa fie cultivate. Fermierii au realizat că producerea de porumb pentru instalația de biogaz este o afacere profitabilă cât și o soluție ecologică pentru producerea electricității și căldurii.  Introducerea unui substrat singular face ca producția de biogaz să fie sigură și continuă. Nu este nevoie de o rafinare a conținutului substratului. În acest fel, apar mai puține probleme tehnice decât într-o instalație cu co-fermentare. [NUME_REDACTAT], la început, vecinii se temeau de mirosul neplăcut și zgomot.

Când instalația a început să funcționeze, au realizat că mirosul nu era o problemă, chiar dacă tancul de depozitare a reziduurilor era deschis. Iar motorul pe gaz nu este auzit de la o distanță de 100 de metri. Datorită recoltelor bune, experiența ne arată că instalațiile de biogaz ce funcționează cu substrat de porumb au una din cele mai mari producții de metan la hectar cât și costurile de operare cele mai scăzute.

Date importante

Date operaționale

Producția energetică

Informații suplimentare

Schema instalației

[NUME_REDACTAT]. 2

Această instalație de biogaz din Kaarßen, lângă Lüneburg, în nordul Germaniei este una din cele mai mari instalații din tot statul federal al Saxoniei de Jos. Proiectul a beneficiat de o investiție totală de 10 milioane Euro, o parte din acești bani fiind dați de către companii cu investiții în capital. Instalația produce anual energie electrică ce însumează 17.800 milioane kWh. Căldura produsă este utilizată pentru instalația în sine cât și pentru o unitate de evaporare ce produce îngrășăminte înalt-calitative.

Date importante

Date operaționale

Producția energetică

Informații suplimentare

Schema instalației

[NUME_REDACTAT]. 3

Locația acestei instalații a fost aleasă datorită disponibilității unei cantități mari de bălegar. Lângă instalație se găsește o mare fermă agricolă ce are si vaci, numărul acestora fiind de aproximativ 3.000 de capete iar bălegarul (în jur de 50.000 t/an) este pompat direct în instalație.

Acest lucru face posibilă economisirea banilor destinați transportului iar capacitățile de recepție sunt folosite pentru co-substraturi. Și alți fermieri pot aduce bălegarul aici și primesc în schimb îngrășăminte obținute în instalație. Există de asemenea în apropiere și companii ce produc alimente și își pot aduce deșeurile la instalație într-un mod eficient din punct de vedere al costurilor. Un beneficiu al acestui fel de instalație este faptul că aceasta nu depinde de recolte, timpul de recoltare și prețurile cerealelor. Zona rurală în care a fost construită instalația este sub-privilegiată iar opțiunea de a transforma agricultura într-o afacere producătoare de energie este o soluție posibilă pentru întărirea zonei.

Căldura este folosită "on-site", în principal pentru procesul de pasteurizare. O caracteristică specială o reprezintă utilizarea viitoare a căldurii în exces din procesul de pasteurizare pentru a răci substraturile de la  70 la înainte de a fi introduse în fermentator.

Date importante

Date operaționale

Producția energetică

Informații suplimentare

Schema instalației

Cap 4. Studiul potențialului surselor de biogaz în România

1.1 Introduction 4.1 Introducere și metodologie utilizată

Biomass-produced energy accounts for about 11% of the total energy production in Romania. Energia produsă din biomasă reprezintă aproximativ 11% din producția totală de energie în România. About 70% of the firewood resources are utilized. Aproximativ 70% din resursele de foc sunt utilizate. Also, the utilization of industrial biomass by-products is relatively high. De asemenea, utilizarea de produse de biomasă industriale este relativ importantă. Other type of biomass use is straw.

Representing the target potential users of biogas polygeneration, the main sources of fermentable waste in Romania are represented by the following 5 componePrincipalele surse de deșeuri fermentabile în România sunt reprezentate de următoarele 5 componente:

Organic waste, sludge and by-products from agriculture Deșeuri organice, nămol și de produse din agricultură

Organic waste, sludge and by-products from the food industry Deșeuri organice, nămoluri și subproduse din industria alimentară

Mixed sludge from municipal waste-water-treatment-plants Nămol mixt din stații de tratare a apelor uzate municipale

Biodegradable fraction from municipal solid waste centres Fracțiunea biodegradabilă din deșeurile municipale solide,

Other secondary sources: paper & pulp industry, biodiesel industry Alte surse secundare: hârtie și industria celulozei, industria biodiesel

Se va include în evaluarea curentă disponibilitatea de culturi energetice (cum ar fi porumb siloz, alge, sfeclă de zahăr, etc.) care poate furniza cu succes la instalațiile de biogaz. Instead, we will focus on the available organic waste streams with sufficient quality, quantity and price features making them suitable for market application of biogas polygeneration. În schimb, ne vom concentra pe fluxuri de deșeuri organice disponibile cu o calitate suficientă, cantitatea și prețul făcându-le caracteristicile adecvate pentru aplicarea la piața de biogaz poligenerare. A good reason for this is the large availability of organic waste in Romania, partly due to the overall increase of production and consumption, partly due to thUn bun motiv pentru aceasta este marea disponibilitate de deșeuri organice în România, parțial datorită creșterii globale de producție și de consum, în parte datorită lack of good practices and modern technologies in treating this waste. lipsei de bune practici și tehnologii moderne în tratarea acestor deșeuri . Moreover, organic fraction in domestic waste is much higher than the European average, ranging from 50 – 6În plus, fracția organică în gunoiul menajer este mult mai mare decât media europeană de 50 – 65% estimation, one needs also to consider the potential of energy crops (maize silage, grass silage, sugar beet, etc.). estimare, este nevoie să ia în considerare potențialul de culturi energetice (porumb siloz, fânul de siloz, sfeclă de zahăr, etc.) Our rough expectation is that the overall biogas potential given by organic wastes could and should be doubled with the amounts of substrates generated by energy crops. brute, speranța noastră este că biogazul dat de deșeuri organice ar putea și ar trebui să fie dublat cu sumele de substraturi generate de culturi energetice.

To gather the entry data for the assessment of fermentable waste types and amounts in Romania, we used a series of information sources, which we processed through desktop work. Pentru a aduna datele de intrare de evaluare a tipurilor de deșeuri fermentabile și sumele în România,se utilizează o serie de surse de informare,care s-au exersat prin munca de birou. These information sources are detailed in the text and annexes, but the main ones were the 8 [NUME_REDACTAT] for [NUME_REDACTAT] and the [NUME_REDACTAT] Yearbook 2006. Aceste surse de informații sunt detaliate în textul și anexele, dar cele principale au fost cele 8 planuri regionale de gestionare a deșeurilor și Național de [NUME_REDACTAT] 2006.

Where we had access to direct data on specific fermentable waste we used them as such, after a crosschecking with at least another source. În cazul în care se vor accesa direct date privind deșeurile specifice fermentabile, se vor folosi ca atare, în urma unei verificări încrucișate cu cel puțin o altă sursă. Where there was no such data found (eg most of the food industry), we used data about production and data about waste generation in report to production, to calculate the amounts of available waste. În cazul în care nu exista astfel de date găsit (de exemplu, cea mai mare parte din industria alimentară), am folosit date despre producție și date despre generarea de deșeuri în raportul de producție, pentru a calcula cantitățile de deșeuri disponibile.

Based on the identified or calculated amounts of fermentable waste, we used different sources from the literature or research projects (see Optipolygen in [NUME_REDACTAT]) – to calculate the potential of biogas generation through anaerobic fermentation. Bazat pe identificare sau valorile calculate de deșeuri fermentabile, se folosesc diferite surse din literatura de specialitate sau proiecte de cercetare (a se vedea în [NUME_REDACTAT] de informare) – pentru a calcula potențialul de producere a biogazului prin fermentare anaerobă . The amounts of biogas have been then integrated into energy potential calculations, based on the general supposition that 1 m 3 of biogas is equal to an average of 6 kWh of energy, which used in a CHP unit with an average efficiency of 40% net electric output and 40% net thermal output and having an average of 7.500 hours of functioning in a year, would give approx. 2.4 kWh eSumele de biogaz au fost apoi integrate în calculele de energie potențiale, bazată pe presupunerea generală că de biogaz este egală cu o medie de 6 kWh de energie, care a folosit într-o unitate de cogenerare cu un randament mediu de 40% electrice nete ieșire și 40% termică de ieșire netă și cu o medie de 7.500 oră de funcționare. 2.4 kWh el. and 2.4 kWh th. și 2.4 kWh-el.

1.3 Assessment of fermentable waste availability in agriculture 4.2 Evaluarea disponibilității deșeurilor fermentabile în agricultură

Most of Romania's land is agricultural Majoritatea terenurilor din Romania sunt agricole. About 62 % of Romania's total area of 23.8 million hectare – some 14.9 million Hectares – is agricultural (the EU average is Aproximativ 62% din suprafața totală de 23.8 milioane de România hectar – aproximativ 14.9 milioane ha – sunt agricole (media UE este de 41%). Arable land represents about 63 % of the agricultural area, permanent crops 3 % and permanent grassland 33 %. Terenul arabil reprezintă aproximativ 63% din suprafața agricolă, culturi permanente 3% și pajiști permanente 33%.In addition, 28 % of Romania's land is forested [source 1În plus 28% din terenurile României sunt împădurite.

Although most of the Romania's agriculture land is used Deși cea mai mare parte a terenului agricol din România este folosit by individual small farms (in 2005 were 4,237,889 of de mici ferme individuale (în 2005 au fost de 4,237,889 them, with a 2.1 ha average surface used), an increasing lei, cu o suprafață medie de utilizate), o creștere a number of large professional farms (often associations of numărului de ferme de mari dimensiuni profesionale (de multe ori asociațiile de
small owners) are leading the development of today's mici proprietari) duc la dezvoltarea de astăzi a agriculture in the country. agriculturii în țară . In 2005 there were 18.263În 2005 au fost 18.263 de
farming companies, using an average of 263 ha. societăți agricole, utilizând o medie de . Acestea sunt the most suitable for an integrated organic waste cele mai potrivite pentru deșeuri organice integrate,management and biogas production [source 1]. gestionare și producția de biogaz.

To estimate the biogas potential from agro-waste, we divided the search into two parts – one focused on livestock manure and the other on crops residues. Pentru a estima potențialul de producere a biogazului din agro-deșeuri, se va împărți în două părți – una axat pe gunoi de grajd și alte reziduuri de pe culturile vegetale.

1.4 Livestock manure Gunoiul de grajd de animale

Traditionally, the Romanian livestock sector comprises two very different types of farms: a household, family owned, small sized one, and another in medium and large professional farms, which during 1950 – 1990 were state owned, now mostly private. În mod tradițional, sectorul zootehnic român cuprinde două tipuri foarte diferite de ferme: o gospodărie de familie de mici dimensiuni, și altul într-un mediu profesional și ferme de mari dimensiuni, care în timpul 1950 – 1990 au fost deținute de stat, acum în mare parte private.

Usually — the large livestock farms in Romania are facing severe challenges to comply with the European standards in the fields of hygiene, environmental protection and animal welfare. De obicei – fermele de animale mari din România se confruntă cu provocări grave pentru a se conforma cu standardele europene în domeniul igienei, protecția mediului și bunăstarea animalelor. This is why — energy recovery from animal manure is potentially a little "gold-mine" for the medium and large farms, even in investment partnerships with experienced companies. Acesta este motivul – recuperarea de energie din gunoi de grajd de animale este "mina de aur" pe termen mediu și ferme de mari dimensiuni, chiar și în parteneriate cu firme de investiții cu experiență.

The following table presents the 2005 situation of livestock in the 8 Romanian regions: Următorul tabel prezintă situația din 2005 efectivele de animale în cele 8 regiuni românești:

Source: [NUME_REDACTAT] Yearbook (2006) Sursa: [NUME_REDACTAT] român (2006)

In 2005, the Romanian livestock was counting: 2.861 th. În 2005, efectivele de animale românești au fost de numărare: 2.861 cattle, 6.622 tbovine, 6.622 pigs, 7.610 th. sheep, 686 tporci, 7.610 ovine 686,goats, 833 tcaprine, 833,horses and 49.724 th. cai 49.724.i poupăsări de curte. Our estimations indicate that the organic waste generated by this livestock can supply around 10.000 MW installed electric power with biogas technology. Estimările arată că deșeurile organice generate de aceste animale pot furniza in jur de 10.000 MW putere electrică instalată cu tehnologia de producere a biogazului.

Based on this data, as well as on the specific parameters from literature, we built an estimation of biogas potential from livestock manure – as follows: Pe baza acestor date, precum și pe parametri specifici din literatura de specialitate,s-a construit o estimare a potențialului de biogaz din gunoi de grajd – după cum urmează:

It is, however, important to take into consideration the relative value of this estimation, due to the problem of animals' concentration. Este totuși important să se ia în considerare valoarea relativă în prezenta estimare din cauza problemei de concentrare a animalelor,Biogas application is especially interesting for medium and large farms, concentrated on specific surfaces, where a proper manure collection can be organizaplicarea de biogaz este deosebit de interesantă pentru mediu și fermele mari, concentrată pe suprafețe specifice, în cazul în care o colecție de gunoi de grajd corespunzătoare pot fi organizată. Because of this, we estimate that only half of the theoretical energy potential estimated above is technically usable by biogas investmentsDin acest motiv, se estimează că doar jumătate din potențialul energetic teoretic estimat mai sus este tehnic utilizabil de către investițiile de biogaz.

The regional differences in biogas potential based on livestock manure is given by the general hierarchy of Romanian regions in terms of agricultural production, which makes the NE, the NW and the S regions to be the most developed. Diferențele regionale în biogaz posibile pe baza gunoi de grajd este dat de ierarhia generală a regiunilor românești din punct de vedere al producției agricole, ceea ce face NE, NV și regiunilor care urmează să fie dezvoltate mai mult. The total estimated installed CHP power for this substrate is >900 MW: Instalația total estimată de cogenerare de energie pentru acest substrat este> 900 MW:

1.5 Crops residues Culturi reziduale

The second main source of substrate for biogas production in agricultural farms is represented by the vegetal waste generated from various crops cultivation. Principalele două surse de substrat pentru producerea de biogaz în fermele agricole sunt reprezentate de deșeurile vegetale provenite din culturi diferite de cultivare. Almost any vegetal crop is producing a specific amount of waste and by-products, which in many cases, in Romania, have no market value or local utilization (eg straw from cereal crops, which are usually burnt on field, illegally). This means — a large Aproape oricare culturi vegetale produce o anumită sumă de deșeuri și subproduse, care în multe cazuri, în România, nu au nici o valoare de piață sau utilizare locală (de exemplu, paie de la culturile de cereale, care sunt de obicei arse pe teren ilegal). Asta înseamnă ca o mare quantity of organic waste is available each year (especially during summer — autumn) to be used as energy source — either through biomass combustion systems or biogas stations. cantitatea de deșeuri organice este disponibil în fiecare an (mai ales în timpul verii – toamna) pentru a fi utilizate ca sursă de energie – fie prin intermediul sistemelor de combustie de biomasă sau stații de biogaz.

As a source for biomass combustion — agricultural waste is known for a high content of ash and sometimes high humidity content. Ca o sursă pentru arderea biomasei sunt deșeurile agricole cunoscute pentru un conținut ridicat de cenușă și cu un conținut ridicat de umiditate, uneori. Both — make them more appealing for biogas production, rather than for combustion. Ambele fac mai atrăgătoare producerea de biogaz, mai degrabă decât pentru ardere.

The current situation of vegetal farms in Romania is very similar to the one in the livestock sector. Situația actuală a fermelor vegetale în România este foarte similară cu cea din sectorul creșterii animalelor. The farms are usually very small (average of 3 ha), agricultural machines are old and not enough for a proper efficiency, and few farming cooperatives are working successfully as groups of producers. Fermele sunt de obicei foarte mici (în medie de ), mașinile agricole sunt vechi și nu suficiente pentru o eficiență corespunzătoare, precum și cooperativele agricole puține sunt de lucru cu succes ca grupuri de producători . However, this situation is evolving fast, under the premises of Romanian and European policies for agriculture (CAP, etc.) and many large farms are now on the markeCu toate acestea, această situație evoluează rapid, în conformitate cu sediul românesc și politicile europene pentru agricultură (PAC, etc.), precum și multe ferme mari care sunt acum pe piață . There are more than 40 large farms with >5000 ha each (max. 40.000 ha), mainly in the South and East part of the country, which are mainly cultivating cereals and oil-seeds cropsExistă mai mult de 40 de ferme de mari dimensiuni cu fiecare max. (), în special în sud și partea de est a țării, care sunt în principal cultivarea cerealelor și semințe de culturi de ulei.

The next table indicates the cultivated surface and productivity for the main crops in Romania: Tabelul următor indică suprafața cultivată și productivitățiile pentru principalele culturi agricole în România:

To estimate the theoretical potential for biogas generation from crops residues, we used the 2005 statistic data for main crops production (cereals, maize, sugar beet, oilseed crops and vegetables) and a specific percentage of residues in report to the production itself. Pentru a estima potențialul teoretic pentru producerea de biogaz din culturile de reziduuri, am folosit date statistice 2005, pentru culturile principale de producție (cereale, porumb, sfeclă de zahăr, culturile oleaginoase și legume) și un procent specific de reziduuri în raport cu producția în sine. Each region was thus calculated with potential amount of biogas generated, amount of energy and installed power. Fiecare regiune a fost astfel calculată cu o cantitate potențial de biogaz generat, cantitatea de energie și putere instalată.

From the calculations above, the main conclusions were: Din calculele de mai sus, principalele concluzii au fost:

Theoretical biogas potential: 76,7 mil. Biogaz potențial teoretic: 76,7 mil. MWh MWh

Main source of energy (85%) is maize crops residues (currently burnt, buried or used as a low quality fodder) Sursa principală de energie (85%) sunt: reziduurile culturilor de porumb (în prezent, ars, îngropat sau utilizat ca furaj de calitate inferioară).

Most important potential by region indicates a high potential in SE, followed by S and NE, which together totalize around 52% of the national potential. Cel mai important potențial de regiune indică un potențial ridicat în SE, urmat de S și NE, care însumează împreună aproximativ 52% din potențialul național.

Whatsoever, these figures can only indicate a very general, theoretical dimension of the crops residues as biogas feedstock. Oricare, aceste cifre pot indica în general, dimensiunea teoretică a reziduurilor de culturi ca materie primă de biogaz. In reality – there are several reasons why this potential will probably never be totally used. În realitate – există mai multe motive de ce acest potențial, probabil nu va fi niciodată complet utilizat . The main reason is given by the spread of the crops surfaces and the costs for collection, transport and storage, lack of proper machinesPrincipalul motiv este dat de răspândirea suprafețelor culturilor, precum și costurile de colectare, transport și depozitare, lipsa de utilaje corespunzătoare.

Comparing with the livestock manure, which is produced on a permanent basis, crops residues are generated mainly during summer and autumn, which is a serious obstacle for an effective use for biogas generation (need for storage, etc.).Comparativ cu gunoiul de grajd, care este produs pe o bază permanentă, culturile de reziduuri sunt generate în principal în timpul verii și toamna, care este un obstacol serios pentru o utilizare eficientă pentru producerea de biogaz (nevoia de depozitare, etc.)

1.6 Assessment of fermentable waste availability in food-industry 4.3 Evaluarea disponibilității deșeurilor fermentabile în industria alimentară

The food industry is an important sector in the Romanian economy, accounting for about 17 percent of the output of all manufacturing industries, 9 percent of total national production, and 7 percent of gross value-added in 2002. Industria alimentară este un sector important în economia românească, reprezentând circa 17 % din producția industriilor de fabricație, 9 % din producția națională totală, și 7 % din valoarea adăugată brută în 2002.

The food & beverages industry now comprises 11.000 companies, 200.000 employees and has a cumulated turnover of approx. Industria alimentară și de băuturi cuprinde în prezent 11.000 companii, 200.000 de angajați și are o cifra de afaceri cumulată de aprox. 10 billion EUR/year, with several very large stakeholders (cumulated turnover of the first 5 companies: 10%, first 20: 20%). 10 miliarde EUR / an, cu mai multe părți interesate (cifra de afaceri cumulate din primele 5 companii: 10%, în primul rând %).

The continuous growth of this industry (based on both local and imported agro-products) and its significance in organic waste and by-products generation, make the energy recovery of its biodegradable particularly attractive for the coming years. Creșterea continuă a acestei industrii (bazate pe ambele locale și de import de produse agro-alimentare) și semnificația sa în deșeuri organice și produse generate, face recuperarea de energie biodegradabilă deosebit de atractivă pentru următorii ani.

One important aspect of this good potential is also the fact that many large food-companies in Romania are now part of the main European players in this industry, providing enough experience and financial support for biogas and polygeneration investments. Un aspect important al acestui potențial bun este, de asemenea, faptul că multe companii mari de alimente în România sunt acum parte Europeană,principalii jucători din această industrie, oferind suficientă experiență și sprijin financiar pentru biogaz și investiții poligenerare.

In general, almost all food processing requires both electric power as well as heat for some kind of thermal processing. În general, aproape toată prelucrarea alimentelor necesită atât energie electrică, precum și căldură pentru un fel de prelucrare termică . Electric power is required for mechanical processing such as pumping, ventilating, mixing and conveying etc., but a great part is also used for cooling by mechanical compression coolerEnergia electrică este necesară pentru prelucrări mecanice, cum ar fi de pompare, de ventilație, de amestecare și de transport, etc., dar o mare parte este de asemenea folosită pentru răcirea de coolere de comprimare mecanică . The required thermal processing comprises both high temperatures processing such as pasteurization, cooking and evaporation as well as low temperature processing such as freezing and coolingPrelucrarea termică necesară cuprinde atât temperaturi ridicate de procesare, cum ar fi pasteurizarea, de gătit și evaporare, precum și de prelucrare la temperatură joasă, cum ar fi de congelare și de răcire.

Many sectors of the food industry produce significant amounts of biodegradable waste or by-products that could be used for energy production. Multe sectoare ale industriei alimentare produc cantități semnificative de deșeuri biodegradabile sau produse care ar putea fi utilizate pentru producerea de energie. This utilization could either be directly as a solid biomass fuel or as a raw material for biogas production. Această utilizare ar putea fi :fie direct drept combustibil biomasa solidă sau ca materie primă pentru producerea de biogaz fie The amsuma de of bio-waste per food sector and ton product produced or processed depends on the raw material processed and the utilized cleaning technologies at the planbio-deșeuri pe sectorul agro-alimentar și a produselor,tone produse sau prelucrate depinde de materiile prime prelucrate și tehnologiile de curățare utilizate la fabrică . VTypical values for the amounts of waste produced were estimated for each food sectors and are listed below as either kg solid or amount of chemical oxygen demand (COD)alorile tipice pentru cantitățile de deșeuri produse au fost estimate pentru fiecare sector de alimentare și sunt enumerate mai jos, fie kg solide sau la cantitatea de consumul chimic de oxigen (COD).

The following table presents the statistic estimation of food-industry production, for the main products interesting for biogas generation: Următorul tabel prezintă estimare statistică a-industria producției de alimente, pentru principalele produse interesante pentru biogaz generație:

In the following section, we used the specific waste generation characteristics estimated for the European food-industry (see www.optipolygen.org ) to calculate the specific biogas potential for the Romanian food industries (corresponding to the 2005 statistic data on the food production): În secțiunea următoare, s-au folosit caracteristicile deșeurilor specifice estimate pentru industria alimentară Europeană (a se vedea www.optipolygen.org )pentru a calcula biogazul specific potențial pentru industria alimentară românească (corespunzând datelor statistice 2005 privind producția de produse alimentare):

Fish & meat industry Peste & industria cărnii

This industry is producing fresh, frozen, cooked and tinned products from fish and meat, totalizing approx. Această industrie este producătoare de proaspete, congelate, preparate și conserve din pește și produse din carne, totalizând cca. 590.000 t/2005 [source 2]. 590.000 t/2005 sursă [2].

The specific amounts of waste and by-products from this industry is between 100 -450 kg/tons carcase (COD 40kg/tons carcase), as residues from fish and animal carcase [source 3]. Sumelor specifice de deșeuri și subproduse din aceasta industrie este între 100 / tone carcase (COD 40kg/tone carcasă), ca reziduuri de la pește și carcasă animală.

Our estimation indicates a biogas potential of approx. estimările indică o instalație de biogaz potențial de aprox. 8.171.600 Nm3 biogas for meat industry and 633.500 from the fish industry summing up to 8.805.100 Nm3 (approx. 52.800 MWh – generated by approx. 2,8 MW el.). 8.171.600 de biogaz Nm3 pentru industria cărnii și 633.500 din industria de pește însumarea la 8.805.100 Nm3 (aprox. 52.800 MWh – generate de cca.. 2,8 MW, EL).

Tinned and frozen vegetables Și conserve de legume congelate

• •   This industry is producing cooked food and vegetables (including tinned and frozen products), totalizing approx. Această industrie este producătoare de alimente gătite și legume (inclusiv produse congelate și conserve), totalizând cca. 73.000 t/2005 [source 2]. 73.000 t/2005 sursă [2].

This industry is producing mainly vegetal oil (from sunflower, rape, soybean, etc.), totalizing approx. Această industrie este producătoare de ulei vegetal în principal (din floarea soarelui, rapiță, soia, etc.), totalizând cca. 264.000 t oil/2005 and margarine – approx. 264.000 t ulei/2005 și margarină – aprox. 65.800 t/2005 [sourve 2]. 65.800 t/2005 [sursă 2].

The specific amounts of waste and byproducts from this industry (as cake) is approx. Sumelor specifice de deșeuri și produse secundare din această industrie (ca tort) este de aprox. 2.500 kg/tons oil, as cake (660.000 t/y) [source 3]. / tone de petrol, ca tort (660.000 t / an) [sursa 3]. Our estimation indicates a biogas potential of approx. Estimările indică un potențial de producere a biogazului cca. 700 Nm3 / t odm (odm = approx. 84,5% of the cake) which means 390 mil. 700 Nm3 / ODM t (ODM = aprox.). 84,5% din tort, ceea ce înseamnă 390 mil. lei. Nm3 biogas summing up to 2,34 mil MWh (generated by approx. 124,8 MW el.). biogaz Nm3 însumarea la 2,34 mil. MWh (generate de cca.. 124,8 MW, EL).

Beverages, breweries, wine and spirits Băuturi, fabrici de bere, vin și băuturi spirtoase

This industry produced in 2005: 15,3 mil. Această industrie a produs în 2005: 15,3 mil. hl beer, 2,6 mil. hl bere, 2,6 mil. lei. hl wine, 0,36 mil. hl de vin, 0,36 mil. lei. hl alcohol and 12,99 mil. hl de alcool și de 12,99 mil. lei. hl juice [source 2]. suc de hl.

The specific amount of waste and by-products from this industry is approx. Cuantumul specific al deșeurilor și subproduselor din această industrie este de aprox. 23 kg for 1 hl beer [source 3]. pentru 1 hl de bere.

Estimations indicate a biogas potential of approx. Estimările indică o instalație de biogaz potențial de aprox. 3 Nm3 biogas / hl beer, 1,12 Nm3 biogas / hl juice and 0,3 Nm3 biogas / hl spirits, summing up to approx.Nm3 / hl bere, 1,12 biogaz Nm3 / hl și suc de 0,3 biogaz Nm3 / hl băuturi alcoolice, însumând până la aprox. 45,9 mil. 45,9 mil. lei. Nm3 from beer industry, 14,5 mil. Nm3 din industria berii, 14,5 mil. lei. Nm3 from juice, and 0,1 mil. Nm3 biogas from spirits (approx. 60,5 mil. Nm3 biogas = 363.000 MWh, generated by approx. 19,4 de la suc, și 0,1 mil. lei. Nm3 biogaz Nm3 de spiritele (cca. 60,5 mil. cca. Nm3 biogaz = 363.000 MWh, generate de. 19,4 MW). MW).

[NUME_REDACTAT]

This industry produced in 2005 – 1.742.000 t of flour (equivalent wheat) [source 2].. Această industrie a produs în 2005 – 1.742.000 de tone de faină (grâu echivalent)

The specific amounts of waste and by-products from this industry is apprSumelor specifice de deșeuri și subproduse din această industrie este de aprox. 250 kg for 1 t cereal processed [source 3]. de cereale prelucrate.

Estimations indicate a biogas potential of Estimările indică o instalație de biogaz potențial de aprox. 21,8 Nm3 biogas / t cereals, summing up to approx. 21,8 biogaz Nm3 / t de cereale, însumând până la aprox. 38 mil. 38 mil. lei. Nm3 (227.850 MWh, generated by approx. 12 MW). Nm3 (227.850 MWh, generate de aprox.). 12 MW.

[NUME_REDACTAT]

The sugar industry produced in 2005 – 539.000 t of sugar, of which only 64.000 t were produced totally in Romania from sugar beet [source 2]. The production capacity for beet sugar is provided by 5 main sugar factories (Oradea, Ludus, Bod, Roman, Corabia). Industria zahărului s-a produs în 2005 la 539.000 t de zahăr, dintre care doar 64.000 nu au fost produse în totalitate în România din sfeclă de zahăr .Capacitățile de producție pentru zahărul din sfeclă sunt prevăzute cu 5 fabrici de zahăr principale (Oradea, Luduș, Bod, Roman, Corabia). According to the EU-Romania negotiations, Romania has a sugar cotta of 500.000 t/y, of which approx. Conform negocierilor UE-România, România are un lut de zahăr de 500.000 t / an, din care cca. 109.164 t – from internal production of sugar beet. 109.164 t – din producția internă de sfeclă de zahăr. We expect that the internal sugar production will increase and stabilize in the next 10 years to this limit. Ne așteptăm ca producția de zahăr intern va spori și se va stabiliza în următorii 10 ani la această limită. For this study, due to the lack of data, we only used the data for the sugar from beet, which generates the main portion of organic waste in the sugar industry, compared to the imported raw sugar processing. Pentru acest studiu, datorită lipsei de date, am folosit numai datele pentru zahărul din sfeclă, care generează partea principală a deșeurilor organice în industria zahărului, în comparație cu prelucrarea zahărului brut importat . The specific amounts of waste and by-products from this industry is approx.Sumelor specifice de deșeuri și subproduse din aceasta industrie este de aprox. 890 kg for 1 t sugar beet totally processed [source 3] – pentru 1 t de sfeclă de zahăr prelucrată în totalitate,approx. aproximativ 398.720 t in 2005. 398.720 t în 2005. Estimations indicate a biogas potential of approEstimările indică o instalație de biogaz potențial de aprox. 0,065 Nm3 biogas/kg solid wastes, summing up to approx. 0065 Nm3 biogaz / kg de deșeuri solide, însumând până la aprox. 26 mil. 26 mil. lei. Nm3 (155.500 MWh, generated by approx. 8,5 MW). (155.500 MWh, generate de cca. 8,5 MW Nm3).Considering another method of estimation, we used 8000 kg waste/tons sugar, which means 512.000 t waste, potentially generating approxAvând în vedere o altă metodă de estimare, am folosit 8000 de deșeuri kg / tone de zahăr, ceea ce înseamnă 512.000 t de deșeuri, potențial generatoare de cca. 33 mil. 33 mil. lei. Nm3 (199.680 MWh from 10,6 MW). Nm3 (199.680 MWh, de la 10,6 MW).

LapteDiaryLaptellll

This industry produced in 2005 — 1,6 milAceastă industrie a produs în 2005 – 1,6 mil. lei. hl consumption milk, 3,17 mil. hl de lapte de consum, 3,17 mil. lei. hl fresh milk products (like yoghurt), 10.718 t powder milk, 8.000 t butter, 61.000 t cheese and 11.805 t ice-cream [source 2]. hl de produse lactate proaspete (ca de exemplu iaurt), 10.718 t de lapte praf, unt 8.000 t, brânză 61.000 t și 11.805 t de gheață-cremă.

The specific amounts of waste and biogas productivity is shown in the table beloSumelor specifice de deșeuri și a productivității biogaz este prezentată în tabelul de mai jos . [source 3]Our estimation indicates a biogas potential of approx.Estimările indică o instalație de biogaz potențial de aprox. 872,27 mil. 872,27 mil. lei. Nm3 (5,23 mil. Nm3 (5,23 mil. lei. MWh, generated by approx. 279 MW)MWh, generate de aprox.). 279 MW.

An overall view on the Romanian food-industry potential for biogas generation is shown in the table below: O vedere de ansamblu asupra industriei alimentare potențiale pentru producerea de biogaz este prezentată în tabelul de mai jos:

1.7 Assessment of sludge availability in municipal wastewater treatment plants 4.4 Evaluarea disponibilității nămolurilor din stațiile de epurare a apelor uzate municipale

In the [NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT] European al deșeurilor

EWC (HG no. 856/2002), WWTP sludge is identified with no.In the field of waste-water treatment plants (WWTP), biogas potential is good both for municipal WWTP (many included in EC funded programs) and for industrial ones. În domeniul de epurare a apelor de ploaie (stația de epurare), biogazul potențial este bun atât pentru stațiile de epurare municipale (multe sunt incluse în programele finanțate de CE)cât și pentru cele industriale. There are several WWTPs producing some biogas for their own internal energy needs, but probably for less than 5% of the total sites. Există mai multe STAU,unele produc biogaz pentru nevoile lor interne de energie proprie, dar probabil mai puțin de 5% din totalul site-urilor.

There are 732 sewage sludge treatment plants in Romania, out of which 416 municipal treatment plants and 316 industrial treatment plants (out of which 66 doesn't work or economic agents haven't treatment plants anymore). [source 4] Există 732 stații de epurare a nămolurilor în România, din care 416 de epurare municipale și 316 de epurare industriale (din care 66 nu au locul de muncă sau agenți economici nu au instalații de tratare noi).

In 2003, according to the Report on state of [NUME_REDACTAT] EC Directive implementation the quantities of wet sewage sludge are splitting: from the total of sludge treatment plants were collected 3.268.277 tons/year primary sludge, 714.855 tons/year secondary sludge, 81.919 tons/year chemical sludge and 1.877.628 tons/year mixed sludge. În 2003, în conformitate cu Raportul privind starea apelor uzate directivă privind nămolurile de punerea în aplicare CE cantitățile de nămoluri de epurare umedă sunt divizate: din totalul stațiilor de tratare a nămolului au fost colectate de 3.268.277 tone / primar nămol an, 714.855 de tone / secundar nămol an, 81.919 tone / nămol an chimic și 1.877.628 tone / mixt nămol pe an.

In 2003, the same Report states that the quantities of dry sewage sludge are splitting: from the total of sludge treatment plants were collected 222.893 tons/year primary sludge, 34.225 tons/year secondary sludge, 26.052,23 tons/year chemical sludge, 377.918,9 tons/year mixed sludge. În 2003, același raport prevede că cantitățile de nămoluri de epurare uscate sunt divizate: din totalul stațiilor de tratare a nămolului au fost colectate 222.893 tone / primar nămol an, 34.225 de tone / secundar nămol an, 26.052,23 tone / nămol an chimice, 377.918 , 9 tone / an amestecat nămol.

Regarding the use of this kind of sludge from the total one part is disposed: 188.639,11 tons primary sludge, 178.127 tons secondary sludge, 50.947,81 tons chemical sludge and 308.656,78 tons mixed sludge. În ceea ce privește utilizarea acestui tip de nămol din total , o parte este eliminat: 188.639,11 tone nămol primar, 178.127 de tone nămol secundar, 50.947,81 tone nămol chimice și 308.656,78 tone nămol mixt. Another part from the total is incinerate to the cement kilns or another plays: 36.083,41 tons primary sludge, 10,8 tons secondary sludge, 15,1 tons chemical sludge and 16.631,32 tons mixed sludge. O altă parte din total este incinerarea la cuptoarele de ciment: 36.083,41 tone nămol primar, 10,8 tone nămol secundar, 15,1 tone nămol chimice și 16.631,32 tone nămol mixt. Another part is temporary storage on the own platforms: 108.186,02 tons primary sludge, 29.812,74 tons secondary sludge, 3.612,16 tons chemical sludge, 165.713,71 tons mixed sludge. Altă parte, este de depozitare temporară pe platforme proprii: 108.186,02 tone nămol primar, secundar 29.812,74 tone nămol, 3.612,16 tone nămol chimice, 165.713,71 tone nămol mixt. Another part is used or dispose in different way: 13.802,93 tons primary sludge, 109,5 tons secondary sludge, 9.257,3 tons chemical sludge and 25.375,95 tons mixed sludge. Altă parte, este utilizat sau aruncat în mod diferit: 13.802,93 tone nămol primar, 109,5 tone nămol secundar, 9.257,3 tone nămol chimice și 25.375,95 tone nămol mixt.

There are used in agriculture about 28,62% from primary sludge means 63.802,48 tons, 27,61% from secondary sludge means 9.449,35 tons and 27,61% mixed sludge means 46.342,11 tons. [source 4]. Nu sunt folosite în agricultură circa 28,62% din nămol Principalul mijloc 63.802,48 tone, 27,61% din nămol secundar înseamnă 9.449,35 tone și nămolul de 27,61% amestec înseamnă 46.342,11 tone.

Industrial treatment plants Industriale de epurare

At this category, wet sludge are collected: 1.859.283,3 tons/year primary sludge, 357.330,9 tons/year secondary sludge, 81.919,1 tons chemical sludge and 562.871,67 tons/year mixed sludge. La această categorie, nămolurile de epurare umedă sunt colectate: 1.859.283,3 tone / nămol primar an, 357.330,9 tone / nămol secundar an, 81.919,1 tone nămol chimice și 562.871,67 tone / mixt nămol pe an . Dry sludge is collected: 138.181,61 tons/year primary sludge, 20.465,75 tons/year secondary sludge, 26.052,21 tons chemical sludge, 263.339,13 tons mixed sludge.Nămolul uscat este percepută: 138.181,61 tone / primar nămol an, 20.465,75 tone / secundar nămol an, 26.052,21 tone nămol chimice, 263.339,13 tone nămol mixt.

Regarding the use of sludge from industrial treatment plants one part is dispose: 39.492,27 tons primary sludge, 176.358,5 tons secondary sludge, 50.947,57 tons chemical sludge and 192.665,54 tonss mixed sludge. În ceea ce privește utilizarea nămolurilor din stațiile de epurare industriale o parte se dispune: 39.492,27 tone nămol primar, 176.358,5 tone nămol secundar, 50.947,57 tone nămol chimice și 192.665,54 tonele nămolurilor mixte. Another part is incinerate to the cement kilns: 36.083,41 tons primary sludge, 15,1 tons chemical sludge and 16.631,32 tons mixed sludge. Altă parte, se incinerează la cuptoarele de ciment: 36.083,41 tone nămol primar, 15,1 tone nămol chimice și 16.631,32 tone nămol mixt . Another part is temporary storage on the owAltă parte, este de depozitare temporară pe propria platforms: 19.126,07 tons primary sludge, 27.805,3 tons secondary sludge, 3.612,16 tons chemical sludge and 115.972,74 tons mixed sludgeplatforma: 19.126,07 tone nămol primar, 27.805,3 tone nămol secundar, 3.612,16 tone nămol chimice și 115.972,74 tone nămol mixt. Another part is used or dispose in different way: 13.394,43 tons primary sludge, 82 tons secondary sludge, 9.257,3 tons chemical sludge and 144,25 tons mixed sludgeAltă parte, este utilizat sau aruncat în mod diferit: 13.394,43 tone nămol primar, 82 de tone nămol secundar, 9.257,3 tone nămol chimice și 144,25 tone nămol mixt.

In agriculture are used about 40,46% means 55.901,54 tons primary sludge, 27,01% means 5.527,05 tons secondary sludge and 13,86% means 36.497,9 tons mixed sludge. În agricultură sunt folosite aproximativ 40,46% înseamnă 55.901,54 tone nămol primar, 27,01% înseamnă 5.527,05 tone nămol secundar și 13,86% înseamnă 36.497,9 tone nămol mixt.

[NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT] centralelor municipale

At this category, wet sludge are collected: 1.408.990 tons/year primary sludge, 357.524,55 tons/year secondary sludge, 0,24 tons/year chemical sludge and 1.314.756,79 tons/year mixed sludge. La această categorie, nămolurile de epurare umedă sunt colectate: 1.408.990 tone /nămol primar an, 357.524,55 tone / nămol secundar an, 0,24 tone / nămol an chimice și 1.314.756,79 tone / mixt nămol pe an. Dry sludge are collected: 84.711,51 tons/year primary sludge, 13.759,33 tons/year secondary sludge, 0,02 tons/year chemical sludge, 114.579,77 tons/year mixed sludge. Nămolul uscat este colectat: 84.711,51 tone /nămol primar an, 13.759,33 tone / nămol secundar an, 0,02 tone / nămol an chimice, 114.579,77 tone / nămol mixt pe an.

Source: Report on state of [NUME_REDACTAT] EC Directive implementation Sursa: Raportul privind starea apelor uzate nămolurile de punerea în aplicare a Directivei CE

Considering the 225.630 t dm produced in 2006, we estimate that the biogas generation potential is 225.630 x 90% (organic) x 1000 m3/odm = approx. Având în vedere t dm 225.630 produse în 2006, se estimează că potențialul de generare de biogaz este de 225.630 x 90% (organice) x 1000 m3/t dm = aprox. 203 mil. 203 mil. lei. m3 biogas, with 60% CH4 content. m3 de biogaz, cu 60% CH4 conținut. This ends with 121 mil. Acest lucru se încheie cu 121 mil. lei. m3 CH4, which means 1.218.000 MWh/y, produced by an installed capacity of approx. m3 CH4, ceea ce înseamnă 1.218.000 MWh / an, produs de o capacitate instalată de cca. 65 MW.65 MW.

Regarding the use of sludge from municipal treatment plants one part is dispose: 149.146,84 tons primary sludge, 1.768,5 tons secondary sludge, 0,24 tons chemical sludge and 115.991,24 tons mixed sludge. În ceea ce privește utilizarea nămolurilor din stațiile de epurare municipale de o parte se dispune: 149.146,84 tone nămol primar, 1.768,5 tone nămol secundar, 0,24 tone nămol chimic și 115.991,24 tone nămol mixt. Another part is incinerate to the cement kilns: 10,8 tons secondary sludge. Altă parte,se incinerează la cuptoarele de ciment: 10,8 tone nămol secundar. Another part is Altă parte, este temporary storage on the own platforms: 89.538,15 tons primary sludge, 2.011,24 tons secondary sludge and 49.740,96 tons mixed sludge.depozitată temporar pe platformele proprii: 89.538,15 tone nămol primar, 2.011,24 tone nămol secundar și 49.740,96 tone nămol mixt.

Another part is used or dispose in different way: 408,5 tons primary sludge, 27,5 tons secondary sludge, 25.231,7 tons mixed sludge. Altă parte, este utilizată sau aruncată în mod diferit: 408,5 tone nămol primar, 27,5 tone nămol secundar, 25.231,7 tone nămol mixt.

In agriculture are used about 9,33% means 7.900,94 tons primary sludge, 28,51% means 3.922,3 tons secondary sludge and 8,59% means 9.844,52 tons mixed sludge. În agricultură sunt folosite aproximativ 9,33% înseamnă 7.900,94 tone nămol primar, 28,51% înseamnă 3.922,3 tone nămol secundar și 8,59% înseamnă 9.844,52 tone nămol mixt.

1.8 Assessment of organic waste availability from municipal waste collection 4.5 Evaluarea disponibilității deșeurilor organice de la colectarea deșeurilor municipale

The waste management in Romania and the fact that a great proportion (50 – 65%) of the domestic waste is biodegradable, make the organic waste management a problem but also a great opportunity for energy re-using / recovering.Gestionarea deșeurilor în România și faptul că o proporție mare (50 – 65%) din deșeuri menajere este biodegradabilă, face din gestionar a deșeurilor organice o problemă, dar, de asemenea, o mare oportunitate pentru energie,reutilizare / recuperare. Each urban inhabitant in Romania produces annually approx. Fiecare locuitor urban din România produce anual cca. 420 kg of mix waste, of which approx. de deșeuri se amestecă, din care cca. 50% – is biodegradable. 50% – este biodegradabil. This means that the total amount of biodegradable waste collected in Romania is approx. 2,2 million tonss / year (considering 10,5 ml. urban inhabitants). Aceasta înseamnă că suma totală a deșeurilor biodegradabile colectate în România este de aproximativ ml. 2,2 milioane de tone / an (10,5 considerare – locuitori în mediul urban).

The opportunity given by the municipal organic waste is also given by the large current investments in the upgrading of collection (towards a better coverage and a separate collection) and treatment (mostly sorting and landfilling in regional landfills) systems in Romania. Posibilitatea oferită de către deșeurilor organice municipale este de asemenea dată de actualul marilor investiții în modernizarea de colectare (spre o mai bună acoperire și o separare de colectare) și tratamentul (mai ales sortare și depozitare a deșeurilor în depozitele de deșeuri regionale), sisteme în România . These investments are also supported by the EC and will offer a double perspective for future biogas production from this type of wasteAceste investiții sunt, de asemenea, sprijinite de CE și va oferi o perspectivă dublă pentru producția de biogaz viitoare de acest tip de deșeuri.

The large majority will probably be the capture, purification and utilization of landfill-gas (LFG), but it is also expected that several centralized biogas-production plants will use separated municipal organic waste (especially using the dry fermentation technology). However, biogas production from municipal organic waste is still limited, due to lack of separate collection of organic waste.Marea majoritate vor fi, probabil, captarea, tratarea si utilizarea depozit de gaze (LFG), dar este, de asemenea, de așteptat că mai multe instalații de biogaz de producție centralizate vor folosi separarea organică a deșeurilor municipale (folosind în special tehnologia de fermentație uscată). Cu toate acestea, biogazul de producție din deșeurile organice municipale este încă limitat, din cauza lipsei de colectare separată a deșeurilor organice . Only landfill gas capture and utilization is under development.Numai captarea gazelor de depozit și de utilizare este în curs de dezvoltare.

Directive 1999/31/EC and HG 349/2005 on landflling of Directiva 1999/31/CE și HG 349/2005 privindwaste has the following provisions for biodegradable municipal In the European W aste C°d es – deșeurile are următoarele dispoziții pentru municipalele biodegradabile in [NUME_REDACTAT],waste: Comitetul european de întreprindere (HG nr). 856/2002, biodegradable waste  is  identified deșeuri biodegradabile este identificat :(a)not later than five years after 16th July 2001 biodegradable    with no. nu mai târziu de cinci ani de la 16-07 biodegradabile 2001 cu nr. 200108 200108 municipal waste going to landfills must be reduced to 75 % of a deșeurilor municipale destinate depozitelor de deșeuri trebuie să fie reduse la 75% din the total amount (by weight) of biodegradable municipal waste produced in 1995; valoarea totală (în greutate) al deșeurilor biodegradabile municipale produse în anul 1995; (bnot later than eight years after 16th July 2001 biodegradable municipal waste going to landfills munu mai târziu de opt ani de la 07.16.2001 a deșeurilor biodegradabile municipale destinate depozitelor de deșeuri trebuie să be reduced to 50 % of the total amount (by weight) of biodegradable municipal waste produced in fi redus la 50% din valoarea totală (în greutate) al deșeurilor biodegradabile municipale produse în 1995;1995; (not later than 15 years after 16th July 2001 biodegradable municipal waste going to landfills mustnu mai târziu de 15 ani de la 16.07.2001 a deșeurilor biodegradabile municipale destinate depozitelor de deșeuri trebuie să be reduced to 35 % of the total amount (by weight) of biodegradable municipal waste produced in fi redus la 35% din valoarea totală (în greutate) al deșeurilor biodegradabile municipale produse în 1995.1995.

Cap 5. Proiectarea tehnică de bază a fabricii de biogaz

5.1 Metodologie utilizată

În scopul sprijinirii dezvoltatorilor de proiecte ca IMM-uri, companii de proiectare, asociații de fermieri și persoane fizice care doresc să implementeze fabrici de biogaz în România firma germană « WIP [NUME_REDACTAT] » a elaborat, în cadrul Programului european « [NUME_REDACTAT] Europe » un « Ghid pentru selecția de locații pentru fabrici de biogaz în România ». Acest set de reguli ajută grupurile țintă descrise să parcurgă pașii necesari pentru a defini locații adecvate pentru proiecte de biogaz în regiune. Printre alte aspecte, evaluarea se va axa pe:

– Disponibilitatea de biomasă (convențională și neconvențională)

– Aspecte legate de logistică, infrastructură, capacitate de absorbție a energiei termice

– Structura organizatorică a unității care dezvoltă proiectul

Ținând cont de aceste cerințe, intenția acestui ghid este să definească condițiile necesare pentru ca o locație să fie adecvată dezvoltării unui proiect biogaz reușit. Mai mult, ghidul oferă suport în ce privește obținerea datelor necesare pentru evaluarea oportunităților pentru dezvoltare de proiecte de biogaz. Ghidul trebuie utilizat în conjuncție cu Manualul biogazului – Big>East, care oferă informații detaliate despre producția și utilizarea biogazului. Este important să se înțeleagă că rolul de bază al acestui ghid este acela de a iniția alegerea locației și nu poate ține loc de studii de pre-fezabilitate, și fezabilitate, în cadrul cărora aspecte particulare legate de tehnologia optimă și dimensionare vor fi dezvoltate.

Ghidul are la bază o abordare inversă, tip sus-jos, care se divide în patru pași analitici:

Pasul 1: Selecția regiunilor adecvate și a tipurilor de substrat

În fiecare țară europeană există studii pentru determinarea potențialului pentru biomasă adecvată pentru producția de biogaz. Ghidul nostru se bazează pe astfel de studii care descriu deja potențialul fiecărei țări. Primul pas este acela de a selecta regiunile adecvate pentru dezvoltarea de proiecte de producție biogaz. În acest scop, partenerii Big>East au întreprins o serie de studii care s-au finalizat cu descrierea potențialului de biomasă în țările Europei de Est.

Rezultatele acestui studiu pot fi consultate pe site-ul proiectului. Regiuni adecvate sunt acelea care au un potențial de biomasa semnificativ. Aceasta deoarece transportul unor cantități mari de biomasă pe distanțe mari este economic ne-fezabil, în cazul în care aceste distanțe sunt mai mari de 5- pentru deșeuri organice sau de 15- pentru culturi energetice. La modul ideal, fabricile de biogaz vor fi plasate în cadrul unei raze de 15- de sursa de biomasa. De asemenea, trebuie să se aibă în vedere că aceeași distanță de transport se aplică și pentru compost.

Pasul 2: Definirea vecinătății adecvate în cadrul regiunii selectate

Al doilea pas este să definim locația exactă și vecinătățile facilității, în termeni ce țin cont de oportunitățile de vânzare pentru energie termică și posibilitatea de cuplare la rețeaua națională de electricitate pentru vânzarea energiei electrice produse. Fabrica de biogaz va fi plasată optim astfel încât distanța pe care se transportă energia termică să nu fie mai mare de 1000- (transportul energiei termice este scump și pierderile sunt inevitabile).

Pasul 3: Definirea locațiilor adecvate în cadrul vecinătăților stabilite

Pasul al treilea este detectarea locațiilor exacte în cadrul vecinătăților stabilite la pasul al doilea. Adecvate sunt locațiile în care există suprafața necesară de teren în care se pot instala optim din punct de vedere tehnic și în condiții de legalitate toate componentele unei fabrici de biogaz (digestoare, sisteme de stocare, unitatea CHP).

Locația trebuie sa aibă și drumuri de acces bune.

Pasul 4: Îndeplinirea condițiilor de amănunt

Ultimul pas al selecției este definirea și optimizarea locației sub aspectul condițiilor de amănunt care fac funcționarea unei fabrici de biogaz optimă energetic, economic și logistic. Acestea include crearea cadrului instituțional și legislativ local, ca și obținerea acceptului comunității locale pentru derularea proiectului.

Este important ca pașii descriși să fie parcurși în ordinea descrisă, ilustrată de asemenea de diagrama următoare:

Pasul 1 Pasul 3

Selecția regiunii [NUME_REDACTAT] de Cerere de

Pasul 2 Biomasă energie

Selecția vecinătății

Pasul 2

Pasul 3

Selecția locației

Pasul 1

Figura 3: Metodologia de selecție a locației

Datorită extinderii pieței biogazului în câteva țări europene, există o varietate enormă de posibile tehnologii. Pentru scopul acestui ghid este necesar să facem referire la o tehnologie standardizată. Acest ghid este bazat în consecință pe tehnologia de digestie “umedă”, care este aplicată în acest moment în mai mult de 98 % din fabricile de biogaz din Europa. O schemă de principiu a unei fabrici de biogaz bazate pe astfel de tehnologie este prezentată în Figura 4 și include următoarele componente:

1. Facilitate de stocare a materiei prime

2. Sistem de încărcare a biomasei în digestor

3. Digestoare, inclusiv sisteme de agitare

4. Facilitate de stocare a biogazului

5. Facilitate de stocare a compostului

6. Unitate de generare căldura/electricitate (CHP)

Figura 4: Schema standard a unei fabrici de digestie umedă a biomasei

Dimensiunea standard a facilității

[NUME_REDACTAT] mărimea fabricilor de biogaz variază intre 15 KWel și 20 MWel. Aceste instrucțiuni se referă la fabrici cu o mărime standard de 500 KWel. Această dimensiune este foarte comună în Europa, în special datorită faptului că este comod ca fabrica să includă doua generatoare standard de 250 KWel. De aceea, mulți producători oferă capacități standard de 500 KWel sau multipli ai acestora (1 MWel, 1.5 MWel). Modelul standardizat de 500 KWel considerat în acest ghid poate cu ușurință să fie adaptat unor capacități mai mari.

Balanța energie/biomasă

Multe dintre fabricile de biogaz din Germania de exemplu sunt alimentate prin culturi energetice de porumb. De aceea, pentru scopurile practice ale acestui material este descrisă balanța biomasă/energie pentru acest tip de facilități, cu dimensiunea de 500 KWel. Aceasta asigură o analiza în detaliu din perspectiva selecției locației. Oricum, cifrele variază mult funcție de tipul de materie primă și tehnologie utilizată.

O fabrică de biogaz de 500 KWel necesită 31 tone de porumb (plantă întreagă) pe zi și o cantitate echivalentă de gunoi de grajd. În digestoare, biomasa provenită din culturile de porumb este degradată anaerob și se produce biogaz. Astfel, o tonă de biomasă produce aproximativ de compost și de biogaz, cu un conținut de metan de 52 %.

După un timp de retenție (calculat statistic) de 70 de zile, compostul (biomasa după procesul de digestie anaerobă) este stocată sau se poate utiliza direct ca fertilizator. Alternativ, acest material se poate usca și se poate utiliza în mod particular pentru fertilizarea diverselor tipuri de culturi. Facilitatea de stocare a biogazului poate fi acoperită cu o membrană elastică tip EPDM sau, în unele cazuri, cu o membrană dublă din același tip, care asigură etanșeitatea digestoarelor și împiedică emisiile de biogaz în atmosferă.

După generare, biogazul este răcit, uscat și purificat (după caz) și utilizat în unitatea de generare energie termică și electrică.

Figura 5 arată bilanțul masiv tipic al unui astfel de proces.

Energie termica 50% CHP Electricitate 40%

Biogaz 250m/h

[NUME_REDACTAT] Unitate de Stocare fertili-

10000t/an 30 t/an dezumidificare zator lichid

TS33% TS 8%

Compost 7 t/zi Fertilizator lichid

TS 25% 15 t/zi

TS 4-5%

Figura 5: Diagrama cu bilanțul masiv al unei fabrici de biogaz de B 500KWel care utilizează biomasa din porumb

5.2 Pasul 1: Selecția regiunii adecvate (raza de )

Pe baza studiilor naționale și regionale de potențial, locații regionale potențiale pot fi definite ca prim pas al analizei. Transportul unor cantități mari de biomasă pe distanțe mari este economic ne-fezabil, în cazul în care aceste distanțe sunt mai mari de 5- pentru deșeuri organice sau de 15- pentru culturi energetice. La modul ideal, fabricile de biogaz vor fi plasate în cadrul unei raze de 15- de sursa de biomasă. De asemenea, trebuie să se aibă în vedere că aceeași distanță de transport se aplică și pentru compost.

Disponibilul de biomasă

În general, toate substanțele organice pot fi utilizate ca materie primă în fabricile de biogaz. Oricum, conținutul energetic și capacitatea de digestie a diferitelor materii organice variază foarte mult și pot influența dramatic funcționarea și cantitatea de biogaz produsă. De exemplu, pentru porumb, cantitatea de biogaz produsă este de 202 m3/ tona de materie prima cu un conținut de 33 % materie uscată (33 % DM), iar pentru gunoi de grajd de la bovine producția este de 25 m³/ t (8% DM). Oricum, conținutul în metan al biogazului produs din gunoi de grajd este mai mare cu 8 % (60 %) față de cel rezultat din porumb (52 %).

Posibilele substraturi pentru producția de biogaz pot fi separate în două grupe principale, care sunt adecvate pentru digestie anaerobă ambele pot fi utilizate în amestec:

– Produse agricole: dejecții animale, reziduuri agricole și culturi energetice

– Reziduuri organice rezultate din industrie și aglomerări urbane

Principalele diferențe intre cele două grupe consistă în:

– Produsele agricole sunt de obicei disponibile după sau în timpul procesului de recoltare și din acest motiv necesită spații de stocare mari și uneori costisitoare

– Produsele agricole sunt mult mai omogene în compoziție și conțin mai puține substanțe sau obiecte contaminante. De aceea, compostul derivat din aceste materii prime poate fi folosit ca fertilizator

– În timp ce prețul produselor agricole este în continuă creștere, reziduurile organice industriale sunt în general colectate contra unei taxe în favoarea colectorului.

În următoarele paragrafe se vor descrie succint câteva tipuri diferite de materii prime pentru biogaz. Mai multe informații pot fi găsite în Manualul biogazului Big>East și în

Culturile energetice în multe dintre țările Europei joacă doar un rol foarte redus în producția de biogaz (în România nu există în acest moment culturi energetice pentru uzul fabricilor de biogaz). De asemenea, această sursă de materie primă suferă în permanență o creștere de preț. Principalele surse pentru biogaz rămân dejecțiile animale și materiile organice industriale și urbane. Culturile energetice sunt totuși o alternativă viabilă pentru producția de biogaz, în special atunci când se armonizează cererea cu oferta și nu competiționează cu ideea de culturi agricole pentru uz alimentar. Cea mai însemnată sursă de materie organică pentru biogaz rămâne însă segmentul deșeurilor agricole.

Culturile energetice

Cele mai importante culturi energetice pentru biogaz, în ordinea calității, sunt:

– Porumbul

– Trifoiul

– Iarba

– Cerealele

– Sorgul zaharat

– Iarba de [NUME_REDACTAT] de biomasa depinde în mod esențial de climă, calitatea solului, tehnica agricolă și fertilizatorii utilizați.

Un alt tip de culturi energetice sunt cele “intermediare” plantate și recoltate între perioadele de culturi principale. O combinație frecvent utilizată în Germania este porumb-secară (recoltarea porumbului se face timpuriu, apoi se plantează secară peste iarnă, se recoltează secara în aprilie/mai și apoi se cultivă din nou porumb.

Alte combinații interesante sunt:

– Trifoi cu fasole

– Grâu de iarna recoltat ca plantă de siloz

– Sorg zaharat

– Iarba de Sudan

O locație de referință: fabrica de biogaz din Odenwald, Germania, unde fermierii utilizează orz (plantat toamna), recoltat ca plantă de siloz în combinație cu iarba de Sudan. Recolta este foarte buna (aproximativ 8 tone/ Ha).

Biomasa din dejecții animale și reziduuri agricole

Este posibil să se producă biogaz din deșeuri organice agricole. Un grup foarte important este cel al reziduurilor din procesul de recoltare (exemplu paiele, iarba de pe așa numitele terenuri “set aside”, destinate culturilor tehnice sau necultivate, iarba rezultată din procesele de întreținere a parcurilor și a rezervațiilor. Principalele surse de dejecții animale sunt fermele de capre și oi, cele de porci și fermele avicole (carne, ouă ți cele de reproducție).

Biomasa din surse industriale si deșeuri urbane

Principala sursă de astfel de deșeuri sunt ramurile industriei alimentare și sistemele de colectare/canalizare ale orașelor. Spectrul de posibilități este foarte mare aici iar conținutul energetic este mai important ca în cazul surselor agricole.

[NUME_REDACTAT] important să se asigure din start o planificare judicioasă a modalităților de obținere a cantităților necesare de materii prime. O strategie judicioasă este aceea de a estima cantitatea și tipul de materii prime disponibile în locație și prin aceasta să se deducă dimensiunea optimă a fabricii de biogaz.

Următoarele strategii s-au dovedit a fi adecvate pentru asigurarea cantităților necesare de materie prima:

Informări de achiziție:

Disponibilitatea de biomasă în zonă se poate identifica prin următoarele canale de informații:

– Primar, municipalitate și investitori locali

– Fermieri și administratori de asociații agricole

– Procesatori și comercianți din industria alimentară

– Organizații cu interes în dezvoltarea proiectelor de energii alternative

O strategie de succes poate include organizarea unui seminar unde vor fi invitate cât mai multe organizații/ persoane din categoriile descrise.

Specificațiile biomasei:

Este foarte important ca informațiile privind calitatea biomasei să fie complete și corecte. Biomasa trebuie să se încadreze în limitele tehnice privind calitatea, cantitatea și disponibilul anual. Mai mult, structurile de aprovizionare trebuie să fie definite pe baza de parteneriate pe termen lung, în cadrul unor contracte de asociere sau parteneriat care să includă clauze privind cantitățile, calitatea și intervalele de livrare pentru biomasă. Prețurile trebuie definite printr-o abordare dinamică, cu o proiecție pe termen lung. Fără astfel de contracte/ parteneriate, un proiect biogaz prezintă riscuri economice semnificative și de aceea obținerea finanțărilor poate să se dovedească dificilă.

Posibilitatea de co-interesare a furnizorilor de biomasă în proiect:

Rezultate pozitive au fost obținute în proiectele în care producătorul de biomasă este cooptat în proiect nu ca furnizor ci ca partener, prin faptul că acesta va beneficia în mod direct de succesul economic al facilității de biogaz. În cazul în care furnizorul de biomasă nu poate contribui din start cu aport la capital, se poate imagina o schemă prin care biomasa livrată este plătită prin aport la capitalul firmei care produce biogaz și transfer de acțiuni către furnizorul de biomasă. Prin livrarea de biomasă furnizorul devine gradual acționar in proiect.

Recomandări generale:

Considerentele economice legate de dimensiunea fabricilor de biogaz se pot aplica până la o anumită dimensiune. În cele mai multe cazuri, investiția specifică pentru biogaz scade până la o anumită dimensiune a facilității, pentru a crește din nou în cazul fabricilor mai mari. Pentru moment, dimensiuni de 300 – 700 KWel par a fi optime din punct de vedere al analizei cost/beneficiu.

Fabricile mici au un risc investițional mic, dar de asemenea un flux de capital mai scăzut si sunt de regulă adaptate unui utilizator/investitor particular. Pe de altă parte, fabricile de biogaz mari sunt riscate sub aspectul investiției totale si au un anumit grad de risc legat de capacitatea de asigurare a cantităților de materii prime necesare, însă fluxul de capital este un avantaj major care trebuie luat în calcul. Din aceste considerente ar trebui ca investitorul:

– Investitorul să aibă asigurat un minimum de 80 % din cantitatea totală de biomasă necesară

– Ca o regulă generală, necesarul de biomasă pentru o fabrică de biogaz trebuie să fie de

4 ori mai mic decât disponibilul de resurse în regiunea corespunzătoare (ținând cont de criteriile de distanță (raza optimă de lucru ca “bazin de absorbție” al materiei prime).

Având în vedere criteriile de piață (concurență), trebuie avut în vederea că raza de lucru pentru absorbția materiei prime necesare pentru o fabrică de biogaz standard (în condițiile prezentei analize), adică cea de 500 KWel, se va deplasa spre limita maximă: .

Utilizare compostului de la fabricile de biogaz

Fabricile de biogaz produc o cantitate semnificativă de compost. Cantitatea efectivă depinde de tipul de biomasă utilizat. Cu cât producția efectivă pe unitatea de masă este mai mică pentru un anumit tip de substrat, cu atât cantitatea de compost rezultată va fi mai mare. Ca regulă generală, transformarea materiei organice în biogaz va genera un compost cu o densitate specifică mai mare decât materia primă.

Compostul ca fertilizator

În general compostul este un bun fertilizator, cu o vâscozitate mare, conținut mare de azot, compatibilitate cu multe culturi și tipuri de soluri, fără miros specific pronunțat, lipsa materialelor germinative contaminante și lipsa potențialului patogen.

Utilizarea compostului din dejecții animale, reziduuri agricole și culturi energetice nu este restricționată în nici un fel sub aspectul sanitar și cel al conținutului de materiale contaminante. Singurul considerent de luat în calcul este conținutul maxim de azot și fosfor admis pentru fertilizare prin normele europene și naționale. În cele mai multe țări europene este în vigoare o limită strictă de de azot la hectar din materiale de compost de origine animală. În ajutorul aplicării acestor reguli de limitare, în Germania, de exemplu, este interzisă fertilizarea în anumite luni de iarna (de la 15 noiembrie la 15 februarie) și se are în vedere includerea obligativității stocării compostului pe o perioada de minimum 6 luni înainte de împrăștiere ca fertilizator, în special în regiunile cu risc ridicat de depășire a limitelor de azot (cele cu activitate zootehnică intensă).

În cazul în care se utilizează pentru producția biogazului, deșeuri organice industriale și urbane, în afară de limitele de conținut de azot în fertilizatori, se impun limite legate de manipularea și tratarea reziduurilor animale. Astfel, aceste materii organice trebuie tratate minimum o ora la regulă stipulată în ordonanța EU – 1774/2002. La aceste reguli se adăugă prevederi ale legislațiilor naționale privind deșeurile organice, după caz.

În cazul în care se utilizează materie organică provenită din canalizările urbane, atât materia primă cât și compostul rezultat intră sub incidența legislației privind managementul deșeurilor urbane, și de aceea niciodată nu se vor mixa în fabricile de biogaz materii prime provenite din agricultură sau industria alimentară cu materii prime provenite din canalizări.

[NUME_REDACTAT] utilizarea compostului se vor stabili următoarele:

– Dacă se utilizează deșeuri agricole compostul se va utiliza ca fertilizator, în limitele descrise prin normele europene și naționale.

– Dacă se utilizează materii organice provenite din industrie și activități urbane se vor avea în vedere reguli naționale care pot impune limite sau chiar imposibilitatea utilizării compostului ca fertilizator. În acest caz compostul se va trata pentru deshidratare, partea solidă urmând a fi incinerată iar cea lichidă transferată într-o stație de epurare.

5.3. Pasul 2: Selecția vecinătății fabricii de biogaz (raza de )

Vânzarea energiei în vecinătatea fabricii de biogaz

Astăzi, majoritatea fabricilor de biogaz ard produsul final direct în incinta fabricii. Cel mai comun model este acela cu generare de căldură și electricitate. Oricum, în anumite aplicații speciale biogazul este utilizat doar în scop de producere de căldură.

Din acest punct de vedere, este foarte important ca în vecinătatea fabricii să existe consumatori pentru cât mai multă din energia produsă.

Vânzarea energiei electrice

Posibilitatea vânzării de energie electrică trebuie estimată din doua considerente: tehnic si legal.

Tehnic, o unitate comună de generare căldură/electricitate va genera de regulă un curent electric de 0.4 kV. Acest curent de tensiune mica este în mod normal greu de transportat și de regulă se realizează cu pierderi considerabile. Din acest considerent, în cazul în care se dorește vânzarea energiei electrice (dacă necesarul intern este mai mic), se va asigura un post de transformare care să genereze un curent de 10-20 kV. De regulă, un astfel de post de transformare necesită un spațiu de 15 m2. În această formă, energia electrică poate fi transportată fără pierderi și se poate livra de regulă în rețelele naționale. Oricum, se va limita la maxim distanța pe care este nevoie să se transporte energia electrica1.

Apropierea de rețea este importantă și pentru că în mod uzual fabricile de biogaz preiau de asemenea curent din rețeaua națională. Explicația practică este aceea că de regulă energia electrică produsă prin metode alternative este vândută mai scump decât cea convențională. [NUME_REDACTAT] acest considerent este important pentru că în sistemul [NUME_REDACTAT], producătorul trebuie să facă dovada cantitativă a livrării energiei în rețea, pe baza căreia i se eliberează certificatele verzi pe care apoi le poate tranzacționa. Producătorii de energie convențională sunt de asemenea obligați prin lege să achiziționeze Certificatele verzi disponibile pe piață.

Legal, vânzarea energiei în rețea este subiectul unor restricții, legate în special de permise și acorduri: cel mai important este acela prin care distribuitorul de energie cere o analiză prin care să se demonstreze că branșarea la rețea în scop de vânzare a energiei nu va induce distorsiuni în calitatea energiei electrice pe nodul de rețea respectiv. De asemenea, rețeaualocală trebuie să fie capabilă să suporte preluarea cantității de energie electrică livrate de stația de biogaz.

Vânzarea energiei termice

Vânzarea energiei termice este vitală pentru prosperitatea investiției și pentru echilibrul ecologic al stației de biogaz. Selecția locației este foarte importantă sub acest aspect. În general, specificațiile tehnice ale energiei termice produse sunt:

– Pentru o stație de 500 KWel energia termică însumează 600 KWth (la o temperatură de lucru de 80 ° C), generată în ciclul de răcire al unității de generare. În timpul verii întreaga cantitate de energie termică este disponibilă pentru vânzare. În timpul iernii, o treime din această energie este necesară pentru a păstra fermentatoarele la temperatura de lucru. În mare, 400 KWth sunt disponibili pentru alte scopuri.

– O fabrică de biogaz poate produce și energie termică la temperatura mare (200 ° C), prin instalarea unui circuit de recirculare pe baza de ulei2. Această energie poate fi livrată în cantitate de 150 KWth în timpul verii și 100 KWth în timpul iernii.

Pentru selecția posibililor utilizatori ai energiei termice, se vor avea în considerare următoarele aspecte:

– Cele mai adecvate locații sunt acelea unde necesarul de energie termică este constant pe parcursul anului: fabrici de conserve de legume, ferme de reproducere pentru păsări, facilități de producție de paleți din lemn, etc. Utilizarea pentru încălzirea incintelor este un segment de piață mai puțin adecvat, întrucât necesarul de energie termică este mare în condiții de iarnă, când disponibilul de la fabrica de biogaz este minim.

– Nu este de neglijat posibilitatea derulării în comun a mai multor investiții cu cea de biogaz (ex. Gruparea unei stații de biogaz cu o fabrică de paleti din lemn, o fabrică de ulei, etc.)

– Este important de reținut ca energia termică are un preț potențial de vânzare mai mic decât cea obținută din petrol, gaz sau alți combustibili fosili, putând competiționa direct și cu succes pe piața liberă, cu condiția îndeplinirii condițiilor legate de distanța de transport.

– Studiul de fezabilitate va detalia prețurile și va previziona comportamentul pe termen lung al potențialilor clienți.

5.4. Pasul 3: Selecția locației fabricii de biogaz

Cerințe legate de locație

Tehnologia utilizată are un efect important asupra suitabilității unei locații. Considerentele de baza pe care se va face analiza sunt:

Spațiul necesar fabricii de biogaz

Fabricile de biogaz sunt facilități cu utilizare intensă a spațiului. O fabrică de 500 KWel necesită o suprafața de , necesar pentru fermentatoare, stocare gaz, generator și spații auxiliare.

Dacă stația este operată pe bază de materii prime provenite din culturi agricole sau deșeuri agricole (producție primară), spațiile de stocare sezoniere pentru materii prime mai necesită încă . Aceste cifre sunt valabile pentru materii prime cu conținut de energie ridicat, cum ar fi porumbul. Dacă se utilizează materii cu conținut mic de energie (dejecții animale de exemplu, spațiile de stocare trebuie sa fie și mai mari, însă de regulă dacă aprovizionarea cu materii prime nu este sezonieră, aceste spații pot fi optimizate.

Mai mult, colectarea și stocarea compostului necesită spații de stocare proprii, care de regulă pot necesita o suprafață de , în special dacă există norme care obligă la stocarea compostului pentru un anumit număr de luni.

Infrastructura de drumuri

Stațiile de biogaz necesită aport de materii prime, transport de materii finite în cantități mari pe tot parcursul anului, de aceea drumurile de acces vor fi:

– În contact direct sau la distanță mică de drumuri principale sau noduri de circulație.

– Adecvate pentru trafic greu.

Caracteristicile locației

Sub aspectul protecției mediului este recomandat să se utilizeze pentru biogaz vechi locații industriale scoase din uz, în favoarea locațiilor “Green field”. Aceasta deoarece:

– Se va evita contaminarea solului în locații necontaminate.

– Problema stabilității solului și a calculelor de rezistență a solului sunt deja rezolvate de regulă.

Posibile conflicte de vecinătate

Fabricile de biogaz creează totdeauna posibilitatea de emisii, în general odoruri și zgomot. Selecția locației va ține cont de posibile conflicte de interese, a căror evaluare se va face pe baza următoarelor considerente:

Sub aspect legal se vor investiga:

– Există vreo prevedere legala care împiedică în mod expres construirea unei fabrici de biogaz sau din aceeași clasă de risc în locația respectivă.

– Există în vecinătate arii care pot genera conflicte de interese (exemplu – spații rezidențiale, arii protejate, arii cu valoare istorică)

– Există precedente legale care trasează anumite reguli de bună conduită de respectat într-un proiect de producție biogaz

Sub aspect real se vor analiza considerente ca:

– Proximitatea cu arii rezidențiale (inclusiv sub aspectul direcției dominante a vântului în zonă).

– Există în apropiere locații de interes (cultural, istoric, recreativ), care ar putea interfera și crea probleme sub aspectul bunei vecinătăți.

Drepturile de proprietate asupra terenurilor

Locația selectată trebuie analizată sub aspectul structurii de proprietate. Mulți dintre investitorii în fabrici de biogaz încearcă să transfere proprietatea terenului respectiv în patrimoniul firmei care face investiția. Este foarte important ca aspectul juridic al terenurilor să fie clar și fără echivoc. Proprietarul terenului trebuie să fie din start motivat să transfere proprietatea sau să concesioneze terenul în favoarea investitorului sau a operatorului fabricii. Cele mai adecvate locații sunt terenuri în administrare publică. De regulă, municipalitățile au un interes propriu în a participa la dezvoltarea proiectului, fie ca acționar, fie în cadrul unor construcții de genul parteneriatelor publice-private (PPP), ceea ce asigură de obicei obținerea proprietății terenurilor la prețuri rezonabile.

Pasul 4: Îndeplinirea condițiilor de optimizare

Considerente pozitive

Studiile de fezabilitate vor detalia o serie de considerente de amănunt, a căror importanță nu poate fi sub-estimată.

Suportul politic

Instalarea unei fabrici de biogaz devine totdeauna un subiect politic. Aceasta se întâmplă datorită atenției deosebite oferite unui astfel de eveniment de către media și publicul larg. De cele mai multe ori, preocuparea publicului va fi legată de potențialele pericole pentru vecinătate și comunitatea locală.

De aceea, suportul autorităților locale și a organizațiilor influente din zonă este de o deosebită importanță în derularea unui astfel de proiect.

Nivelul de cunoaștere în ce privește operarea stațiilor de biogaz

Cantitatea de biogaz generată și deci succesul economic al investiției depinde în mare măsură de expertiza tehnică implicată în proiect. Fabricile existente demonstrează că optimizarea prin aplicarea unei expertize de calitate poate crește cu 25 % randamentul unei fabrici de biogaz. În același timp, nu este totdeauna fezabil pentru un operator mic să angajeze un manager experimentat.

De aceea, este foarte important ca experiența altor operatori din zonă să fie transmisă altor investitori noi.

Unul dintre cele mai importante aspecte benefice ale operării unei stații de biogaz stă în derularea în paralel a mai multor activități relaționate: producție agricolă, procesare de alimente sau producție de biocombustibili.

Dezvoltatorul de proiect

Implementarea unui proiect de biogaz poate fi lungă și complicată. Este crucial ca investitorul să colaboreze cu un dezvoltator de proiect (integrator) care să posede cunoștințe detaliate și abilitatea de a lucra în proiecte complexe din sfera producției de energie din biomasă. Această persoană sau companie de consultanță trebuie să aibă acces la informații, cunoștințe legate atât de aspectele economice, cât și tehnologice și relaționale specifice unui astfel de proiect.

De regulă, un integrator adecvat poate dezvolta substanțial șansele de reușită ale unui astfel de proiect, dacă nu să facă efectiv posibilă continuarea investiției în anumite cazuri.

5.5. [NUME_REDACTAT] de mobilizare pentru suport local

Investitorul și integratorii proiectului trebuie să fie conștienți că suportul local, administrativ și public, nu poate apărea de la sine. Acest suport trebuie asigurat printr-un proces lung și atent direcționat de comunicare în care aspectele benefice, economice, tehnice și practice pentru comunitatea locală trebuie reliefate într-un mod cât mai clar și complet. Este esențial ca primul pas cu care se pornește un astfel de proiect este informarea completă și corectă a autorităților locale și publicului asupra aspectelor atât pozitive cât și negative ale proiectului. O regulă importantă, cu efecte practice bune este organizarea de vizite la locații funcționale. Discuțiile de regulă purtate aici înclină balanța spre acceptarea proiectului și spre înțelegerea sa în întregul aspectelor practice.

Asigurarea expertizei pentru operarea fabricii

Există o serie de programe și instituții care oferă cursuri de instruire în astfel de activitate. O persoană cu pregătire tehnică dintre angajați sau investitori participă de regula la astfel de cursuri într-o etapă incipientă a proiectului, devenind astfel persoana de legătura cu integratorul proiectului.

Integratorul proiectului

Alegerea unei firme sau persoane care să funcționeze ca integrator de proiect este o decizie critică a investitorului. Se vor avea în vedere gradul de implicare în proiecte similare și poziția generală față de astfel de proiecte, în termeni de implicare și calitate a expertizei.

Date despre materiile prime pentru biogaz

5.6. Componentele unei centrale de biogaz

Deși există mai multe tipuri de instalații de biogaz, partea tehnică a fiecărei instalații trebuie să funcționeze conform aceleiași metode. Această „inimă” a instalației servește doar scopului de a produce biogaz. Principala diferență apare la nivelul alegerii substraturilor și tratamentului relevant (partea de intrare). Utilizarea energetică, mai departe, a gazului face de asemenea subiectul unor discordanțe și poate fi văzută ca o caracteristică adițională a instalației, depinzând de principalele rezultate: gaz, electricitate sau căldură (partea de ieșire).

Pregătirea și tratarea colectorului:

Majoritatea substraturilor necesită pre-tratare cum ar fi amestecarea, îndepărtarea materiei necorespunzătoare, tăierea sau diluarea.

Unitatea de fermentare 1:

După tratare, pregătire și o posibilă depozitare, substraturile sunt introduse în unitatea de fermentare 1. Acest prim container este destinat substraturilor proaspete și este necesar pentru începerea procesului de fermentare. Este nevoie de o cultură de start pentru procesele discontinue, în cele continue culturile de bacterii sunt deja existente. Timpul în care aceste substraturi rămân în primul digerator variază între 20 și 80 de zile. Cantitatea de gaz produsă nu este foarte mare, tot gazul generat fiind captat în colectorul de gaz. Temperatura digeratorului trebuie să fie între 40-60° C. Astfel, digeratorul trebuie să dispună de un sistem de încălzire, deseori amplasat în subsolul unității de fermentare.

Unitatea de fermentare 2:

Ambele containere ale unității trebuie neapărat să fie protejate împotriva apei și gazelor,  etanșe și încălzite. De obicei sunt realizate din oțel sau fier-beton.

Agitatorul/ Mixerul:

Fiecare digerator trebuie să conțină un mixer, crucial pentru păstrarea omogenității substratului și garanția că gazul este eliberat în mod egal.

Rezervorul de gaz:

Gazul din rezervor variază, deci acesta ar trebui să fie flexibil. Totuși, trebuie prevenită intrarea aerului. Primul rezultat al progresului este producerea biogazului și reziduurilor din unitățile de fermentare.

Reziduurile:
Reziduurile din unitățile de fermentare sunt fertilizatori de o înaltă calitate. În timpul procesului de fermentare carbonul este descompus iar raportul carbon-azotat din îngrășământ se apropie. Deci azotul este mai ușor de manevrat iar efectul de fertilizare este mai ușor de calculat. De asemenea volumul este redus iar îngrășământul mai cursiv. Există și avantaje adiționale: atenuarea mirosurilor neplăcute și distrugerea buruienilor.

Unitatea de căldură și instalația de energie:

De obicei, biogazul ajunge în unitatea de producere a căldurii sau în instalația de energie, însă poate fi curățat și folosit pentru alimentarea vehiculelor sau introdus în rețeaua de gaz natural.

Curățarea gazului:

Tot biogazul folosit în mod normal trebuie curățat prin îndepărtarea hidrogenului sulfurat și amoniacului.

Nivelul de calitate a sistemelor tehnice de producere și valorificare a biogazului este într-o continuă creștere. Cine investește în instalații noi, dorește să-și asigure beneficii pe termen lung și să excludă eventuale riscuri.

Durabilitatea și disponibilitatea ridicată decid asupra funcționării economice a instalațiilor. Investițiile realizate în această direcție trebuie să asigure un raport corect calitate/preț, într-o concepție desăvârșită și materialele de calitate superioară, cu o

funcționare îndelungată. În condițiile în care va fi mereu o creștere a productivității recoltelor agricole, cu reducerea cheltuielilor, producerea energiilor alternative

poate aduce o contribuție esențială în domeniul energetic.

Instalațiile de producere și valorificare a biogazului prezintă în plus avantajul că, în cazul alimentării continue cu substraturi, furnizează energie electrică la putere relativ – avantaj care va juca un rol tot mai important în discuțiile despre energie, în viitor.

Rentabilitatea funcționării unei instalații de biogaz depinde în mod decisiv de durata de viață și de fiabilitatea ei. Prin utilizarea materialelor de calitate superioară, precum și a subansamblurilor performante, cu grad ridicat de automatizare, activitățile de întreținere și de revizie sunt reduse la minim, astfel încật instalațiile ating în mod uzual perioade lungi de exploatare cu un grad de utilizare efectivă de peste 90%. Unitățile de fermentare realizate fie din beton armat sau oțel inoxidabil se derulează procese biologice, de la descompunerea materiei prime până la formarea biogazului. Compoziția foarte agresivă a gazelor produse poate ataca multe materiale. De aceea,

se folosesc cele mai potrivite materiale, funcție de varianta constructivă, utilizată. Unitățile de fermentare sunt dotate cu scări de acces, platforme cu grilaj, toate conform normelor de siguranță și prescripțiilor în vigoare.

Cupola de gaz poate fi realizată și din membrane speciale, rezistente la radiații ultraviolete. Eficiența economică a unei instalații de biogaz depinde în mod decisiv de calitatea programului de comandă a procesului. Din acest motiv, se livrează unități de comandă cu softul necesar, pentru toate instalațiile de biogaz, începând de la cele mai mici până la cele mai mari. Toți parametrii de intrare importanți, cum ar fi tipul substraturilor, cantitățile de dozare zilnice și orele de alimentare pot fi preselectați.

Figura 5. Fermentație in substrat solid cu percolare

Nivelul de umplere pe zone este supravegheat și monitorizat în mod automat, pompele și agitatoarele sunt comandate automat, reducându-se astfel costurile exploatării. Toate datele controlate de calculator în timpul exploatării, pot fi vizualizate pe un display și tipărite. De asemenea, instalațiile de calitate asigură o supravegherea calității gazului, transmiterea la distanță a datelor, sesizarea automată a problemelor tehnologice și semnalizarea lor, precum și înregistrarea și vizualizarea datelor cogeneratorului CHP.

În majoritatea țărilor europene există o mare preocupare pentru valorificarea energetică a gunoiului de natură biologică din gospodării, a dejecțiilor animale, deșeurilor naturale, nămolurilor rezultate din diferite procese de producție agroalimentare, gama instalațiilor de producere a biogazului fiind foarte diversă.

[NUME_REDACTAT] este necesară o extindere a experiențelor pozitive, adaptarea legislației la legislația europeană, cu toate facilitățile stimulative acordate celor care produc sau utilizează forme de folosire a energiilor alternative.

Cap.6. Concluzii, propuneri

În contextul schimbărilor climatice și actualelor politici energetice,  necesitatea utilizării surselor de energie regenerabile, sustenabile și indigene este din ce în ce mai ridicată. 

Gazul natural, petrolul și combustibilii solizi acoperă piața de energie primară a României în proporție de 74%. Consumul total a înregistrat o creștere slabă în ultimii 3 ani, după ce a manifestat o scădere semnificativă în perioada 1990-1999. Cantitatea de petrol și gaz natural au înregistrat o scădere importantă din 1990 iar alimentarea cu petrol este acum sub media EU-27de 38%.  În schimb, sursele regenerabile au crescut constant, înregistrând 12% din consumul total intern, mai mare decât EU-27 cu 6%.

Utilizarea unor materiale pentru producerea de energie, care pot fi considerate deșeuri și a căror depozitare costă bani, devine clar o abordare inteligentă. În plus față de beneficiile pentru mediu, creșterea prețului energiei convenționale și cerințele din ce în ce mai mari pentru un  management adecvat al deșeurilor organice sunt argumente în favoarea producerii de biogaz.. 

Însă utilizarea bălegarului, deșeurilor organice și a altor tipuri de biomasă ca surse de energie, depinde în mare măsură de disponibilitatea acestora. Disponibilitatea și utilizarea sunt strict dependente de politicile energetice și de mediu naționale și UE.  Co-fermentarea bălegarului și a altor tipuri de deșeuri organice în centrale de biogaz reprezintă un proces integrat. Pe lângă producerea de energie regenerabilă, procesul include beneficii de mediu și agricole, cum sunt:  

economisire a banilor de către fermieri

îmbunătățirea eficienței fertilizatorilor

reducerea emisiilor gazelor cu efect de seră

reciclare ieftină a deșeurilor

reducerea neplăcerilor cauzate de mirosuri și muște  

posibilitatea reducerii patogenilor prin igienizare, toate acestea conectate cu producerea de energie regenerabilă.

Producerea de biogaz este regenerabilă, neutră din punct de vedere al emisiilor de dioxid de carbon și reduce dependența de combustibilii fosili importați.  Deseori operatorii sau beneficiarii centralelor de biogaz sunt capabili să devină sustenabili energetic. Ei consumă electricitatea și căldura pe care o produc în propriile centrale de biogaz..

Utilizarea biogazului sprijină obiectivele [NUME_REDACTAT] de utilizare a energiei regenerabile în procent de 20% până în 2020. Biogazul este o sursă de energie neutră din punct de vedere al emisiilor de dioxid de carbon.  Sursele provenite de la plante și animale emit dioxidul de carbon pe care l-au acumulat pe parcursul vieții și pe care l-ar fi eliberat și fără utilizare energetică.  În ansamblu, electricitatea produsă din biogaz generează mult mai puțin dioxid de carbon decât energia convențională.  1 kW de electricitate produsă prin biogaz împiedică eliberarea a CO2 pe an.

Alte beneficii:

Reducerea emisiilor de metan, acesta fiind de asemenea un gaz cu efect de seră

Alimentare cu energie descentralizată

Producerea fertilizatorilor de înaltă calitate  

Reducerea mirosurilor neplăcute  

Consolidarea economiei la nivel local si regional

Crearea autonomiei energetice

Prezenta lucrare a constituit un bun prilej pentru autorul absolvent de a se documenta într-un domeniu de mare perspectivă și anume cel al surselor regenerabile de energie, în speță biogazul și valorificarea lui superioară.

Totodată, lucrarea se constituie într-un mijloc de promovare a acestor surse regenerabile de energie , prin faptul că se sugerează ca o serie de ferme agricole din zona Sibiului să fie interesate de dezvoltarea unor astfel de tehnologii moderne și eficiente.

Autorul își propune aprofundarea documentării și specializării personale în domeniul abordat, eventual prin continuarea studiilor printr-un program de masterat.

Bibliografie

1.[NUME_REDACTAT] Acquis-ului comunitar asupra echipamentelor si tehnologiilor de mediu –Agigea 26-28 august 2009

2.Țucu, D., Mnerie, D., Rotărescu, V., 2007, Solution for obtaining of biofuels from houses and urban vastes, [NUME_REDACTAT] al Universității „Politehnica” din , România,

[NUME_REDACTAT], Tomul 52 (66), Fascicola 4, 2007, ISSN 1224- 6077, [NUME_REDACTAT], p. 109-113.

3.Țucu, D., Mnerie, D., Combustibilii neconvenționali – o soluție pentru energia durabilă, Buletinul AGIR, 2007.

4.[NUME_REDACTAT] European din 12 martie 2008 privind agricultura durabilă și biogazul: necesitatea revizuirii legislației europene (2007/2107(INI)).

5.Vintilă ,M. Biogazul , [NUME_REDACTAT] București, 1989

6.http://www.uts-biogas.com

7.http://www.biogazul.info

8.http://www.scribd.com/2943284/instalatie-producere-biogaz

9.http://www.spiridons.ecosapiens.ro

10.http://www.techno-science.net

11.http://www.biogazul.ro

12.http://www.zorg-biogas.com

13.http://www.referate.net

14.http://www.probiopol.de

15.http://www.ecoapasol.info

16.http://www.energ-expo.com

17.http://www.luethe-heide.de

18.http://www.biogaz-leuthe.weblog.ro