سیستم بیوگاز

استفاده از فضولات دامی و پسماند کشاورزی به منظور تولید انرژی را می توان حلقه تکمیلی این صنایع دانست. طراحی سیستم بیو گاز با عملکرد بهینه، توسط مهندسین نسیم ماهور، یکی دیگر از افتخارات این شرکت می باشد. پیاده سازی شرایط آزمایشگاهی در ابعاد و مقیاس های عملی و اجرایی موجب شده است که بازدهی این سیستم به مقدار نسبتا زیادی افزایش یابد.

در سیستم بیوگاز این شرکت مواد اولیه با دستگاه های فلاش آب از اصطبل های دامداری جمع آوری می شود و به مخازن هضم انتقال داده می شود. طی چند مرحله گاز گیری از فضولات در نهایت کود حاصل از بیوگاز قابل بسته بندی و ارائه به بازار است. گاز حاصل شده نیز به عنوان سوخت برای تولید انرژی الکتریکی ویا گرمایی به کار گرفته می شود.

به طور کلی مجموعه گازهای تولید شده از تجزیه و تخمیر فضولات حیوانی، انسانی و گیاهی و سایر پسماند ها را که در نتیجه فقدان اکسیژن و فعالیت باکتریهای غیر هوازی در محفظه ای به نام تانک تخمیر یا هاضم به وجود می آید بیوگاز نامند. در اثر تخمیر بی هوازی مواد آلی، مولکولهای درشت زنجیر به مولکولهای ساده تر تبدیل شده، که نتیجه نهایی این فرآیند، گازی قابل اشتعال است که دارای ترکیب های زیر می باشد.

نام گاز فرمول درصد ترکیب
متان CH4 ۵۵ تا ۶۵ %
گاز کربنیک CO2 ۳۵ تا ۴۵ %
ازت N2 ۰ تا ۳ %
هیدروژن H2 ۰ تا ۱ %
اکسیژن سولفید هیدروژن H2S ۰ تا ۱ %

دستگاه های بیوگاز به شکل کلی از مخازن ورودی، خروجی، تخمیر (هاضم) و گاز تشکیل شده اند. در سیستم بیوگاز این شرکت مواد اولیه با دستگاه های فلاش آب از اصطبل های دامداری جمع آوری می شود و به مخازن هضم انتقال داده می شود. طی چند مرحله گاز گیری از فضولات در نهایت کود حاصل از بیوگاز قابل بسته بندی و ارائه به بازار است. گاز حاصل شده نیز به عنوان سوخت برای تولید انرژی الکتریکی ویا گرمایی به کار گرفته می شود.

فواید نصب تاسیسات بیوگاز برای سرمایه گذاران:

  • از نظر کمی و کیفی، نیتروژن موجود در کود بدست آمده از تاسیسات بیوگاز به مراتب برتر از کودی است که از شیوه های متداول به دست می آید. نتیجه تحقیقات نشان داده است که فرآیند هضم مقدار آمونیاک را ۱۲۰% و مقدار فسفر سریع الاثر را ۱۵۰% را افزایش می دهد. همچنین استفاده از پساب های حاصل از مخازن هاضم می تواند جاگزین مناسبی برای کودهای شیمیایی باشد.
  • انگل ها، در جریان هضم و انبار کردن تفاله ها و فضولات کشته می شوند. و کود بدست آمده عاری از بوی مشمئز کننده است.
  • صرفه جویی در سوخت های فسیلی و جلوگیری از آلودگی های زیستی از تاثیرات مثبت استفاده از سیستم های بیوگاز است.
  • تولید انرژی الکتریکی با استفاده از گاز حاصل شده از این فرآیند و فروش انرژی به شبکه توزیع برق موجب درآمد زایی دامداری ها خواهد شد.
  • سیستم های بیوگاز حلقه تکمیلی صنعت دامداری است.

سیستم های زیست توده:

به طور کلی به زباله هایی که منشا زیستی دارند زیست توده گفته می شود. زیست توده شامل زباله های زیستی قابل سوزاندن هم می شود. از زیست توده برای تولید برق، حرارت، سوخت های مایع و گازی استفاده می شود. زیست توده بر پایه کربن است و شامل ترکیبات آلی است که در طی یک فرآیند هضم به مولکول های ساده تر تبدیل می شود. حاصل این فرآیند گازی قابل اشتعال به نام بیوگاز است.

منابع زیست توده:

  • فضولات دامی
  • ضایعات کشاورزی، باغداری و صنایع غذایی
  • فاضلاب های شهری و صنعتی
  • فاضلاب ها، پسماند های آلی صنعتی
  • ضایعات جامد زباله های صنعتی

برتری های فنی نیروگاه های زیست توده نسیم ماهور:

  • استحصال ۰.۳ متر مکعب بیوگاز از هر کیلو گرم فضولات دامی
  • استحصال ۲.۵ کیلووات ساعت انرژی الکتریکی از هر متر مکعب بیوگاز

مدل در آمدی نیروگاه های زیست توده

بر اساس مصوبه وزیر نیرو نرخ پایه خرید تضمینی برق نیروگاه های زیست توده غیر دولتی به شرح زیر است:
ردیف نوع نیروگاه نرخ پایه خرید تضمینی برق (ریال بر کیلو وات ساعت)
۱ لندفیل ۴۰۵۰
۲ سایر فرایندهای زیستی (بیوشیمیایی) از جمله: هاضم بی هوازی ۵۲۵۰
۳ کلیه فرآیندهای حرارتی (ترمو شیمیایی) از جمله: زباله سوزی، گازی سازی و پیرولیز ۵۵۵۰
این قرار داد به صورت تضمینی به مدت ۲۰ سال با سرمایه گذار منعقد می گردد.
نرخ پایه بر اساس فرمول زیر تعدیل خواهد شد:
  • α در بازه ۰.۱۵ تا ۰.۳ متغیر است و توسط سرمایه گذار انتخاب می شود. بررسی های تحلیلگران شرکت رسانا رهاورد رادین نشان می دهد که بهتر است برابر با ۰.۳ انتخاب شود.
  • در یک حالت بدبینانه نرخ تورم ارزی و ریالی برابر با ۵% در نظر گرفته شده است.
  • این ضریب برای دوره ده ساله اول همه نیروگاه ها به جز نیروگاه های بادی برابر با یک و برای دوره ده ساله دوم برابر با ۰.۷ می باشد.

به منظور رفع مشکلات زیست‌محیطی در استان‌های ساحلی و کلان‌شهرها، نرخ پایه خرید تضمینی برق از فن‌آوری‌های زیست توده دو برابر تعیین می‌گردد. بنابراین نرخ برگشت سرمایه در کلان شهر ها و استان های ساحلی به نصف می رسد.

قرارداد خرید تضمینی برق نیروگاه های های تجدیدپذیر( از جمله نیروگاه های بیوگاز ) با سازمان انرژی های تجدیدپذیر و بهره وری انرژی برق به مدت 20 سال است.

لازم به ذکر است که فروشنده انرژی برق ( صاحب نیروگاه ) ملزم به فروش 20 ساله برق طبق قرارداد نبوده و بنا به صلاح دید خود هرگاه لازم بداند می تواند از این قرارداد خارج شده و انرژی برق تولیدی خود را به هر خریدار داخلی یا خارجی بفروشد.

محل تامین منابع و تضمین خرید دولت بابت انرژی های نو و تجدیدپذیر و نیروگاه های پراکنده از 8 درصد عوارض بهای برق که مشخصا برای این منظور و توسعه برق روستایی از کلیه 40 میلیون مشترک برق به استثنای مشترکین خانگی روستایی و کشاورزی دریافت می شود، به طوری که این عوارض منبع تامین و تضمین درآمد انرژی های تجدیدپذیر در کمیسیون تلفیق مجلس برای بودجه سال 99 و سال های آتی به میزان 10 درصد افزایش، پیشنهاد و مصوب گردید. ضمن اینکه دولت برای جلوگیری از جریمه ای ناشی از تعهدات بین المللی مجبور به تامین این بخش می باشد.

بررسی میزان انرژی تولیدی و برآورد اقتصادی نیروگاه های بیوگاز نسیم ماهور

فضولات گاوی (کیلوگرم) میزان گاز تولیدی (متر مکعب) میزان انرژی گرمایی تولیدی (MJ) میزان تولید انرژی الکتریسیته (kwh)
۱ ۰.۳ ۷.۵ ۰.۳
۱۰۰ ۳۰ ۷۵ ۳۰
۱۰۰۰ ۳۰۰ ۷۵۰ ۳۰۰
۵۰۰۰ ۱۵۰۰ ۳۷۵۰ ۱۵۰۰
۱۰۰۰۰ ۳۰۰۰ ۷۵۰۰ ۳۰۰۰
  • قیمت به ازای ایجاد هر کیلو وات ۱۱۵۴ دلار
  • مقدار فضولات بدست آمده به ازای هر راس گاو به طور میانگین ۱۰ کیلوگرم در روز است.
  • دوره بازگشت سرمایه برای احداث نیروگاه ۱ مگاواتی ۱۵ ماه و شاخص نرخ بهره داخلی (IRR) نیز حدودا ۸۴.۹۲ % برآورد شده است.

سیستم پایپینگ نیروگاه های بیوگاز نسیم ماهور :
شکل زیر مدل اجرای سیستم پایپینگ در یک واحد بیوگاز شرکت نسیم ماهور نشان می دهد. کودهای تزریق شده به مخزن اول پس از اختلاط با آب پر فشار و گذران فرآیند هضم تبدیل به بیوگاز شده و وارد سپراتور می شود و از آنجا بعد از عملیات افزایش فشار، گاز خالص وارد مخزن اصلی می شود و به عنوان سوخت موتور تولید انرژی الکتریکی می نماید.