Главная | Обратная связь

Глава 2. Эволюция биогазовых технологий

Первые сведения об использовании примитивных биогазовых технологий были зафиксированы в Китае, Индии, Ассирии и Персии начиная с 17 века до нашей эры. Однако систематические научные исследования биогаза начались только в 18 веке нашей эры, спустя почти 3,5 тысячи лет.

В 1764 году Бенджамин Франклин в своем письме Джозефу Пристли описал эксперимент, в ходе которого он смог поджечь поверхность мелкого заболоченного озера в Нью-Джерси, США.

Первое научное обоснование образования воспламеняющихся газов в болотах и озерных отложениях дал Александр Вольта в 1776 г., установив наличие метана в болотном газе. После открытия химической формулы метана Дальтоном в 1804 г., европейскими учеными были сделаны первые шаги в исследованиях практического применения биогаза.

Свой вклад в изучение образования биогаза внесли российские ученые. Влияние температуры на количество выделяемого газа изучил Попов в 1875 г. Он выяснил, что речные отложения начинают выделять биогаз при температуре около 6 ºС. С увеличением температуры до 50 ºС, количество выделяемого газа значительно увеличивалось, не меняясь по составу – 65% метана, 30% углекислого газа, 1% сероводорода и незначительное количество азота, кислорода, водорода и закиси углерода. В.Л.Омельянский детально исследовал природу анаэробного брожения и участвующие в нем бактерии.

Вскоре после этого, в 1881 г., начались опыты европейских ученых по использованию биогаза для обогрева помещений и освещения улиц. Начиная с 1895 г., уличные фонари в одном из районов города Эксетер (Англия) снабжались газом, который получался в результате брожения сточных вод и собирался в закрытые емкости. Двумя годами позже появилось сообщение о получении биогаза в Бомбее (Индия), где газ собирался в коллектор и использовался в качестве моторного топлива в различных двигателях.

В начале 20 века были продолжены исследования в области повышения количества биогаза путем увеличения температуры брожения. Немецкие ученые Имхофф и Бланк в 1914-1921 г.г. запатентовали ряд нововведений, которые заключались в использовании постоянного подогрева емкостей. В период Первой мировой войны началось распространение биогазовых установок по Европе, связанное с дефицитом топлива. Хозяйства, имеющие такие установки, находились в более благоприятных условиях, несмотря на то, что установки были еще несовершенные и в них использовались далеко не оптимальные режимы.

Одним из важнейших научных шагов в истории развития биогазовых технологий являются успешные эксперименты Бусвелла по комбинированию различных видов органических отходов с навозом в качестве сырья в 30-х годах 20 столетия.

Первый крупномасштабный завод по производству биогаза был построен в 1911 г. в английском городе Бирмингеме и использовался для обеззараживания осадка сточных вод этого города. Вырабатываемый биогаз использовался для производства электроэнергии. Таким образом, английские ученые являются пионерами практического применения новой технологии. Уже к 1920 г. они разработали несколько типов установок для переработки сточных вод. Первая биогазовая установка для переработки твердых отходов объемом 10 м³ была разработана Исманом и Дюселье и построена в Алжире в 1938 г.

В годы Второй мировой войны, когда энергоносителей катастрофически не хватало, в Германии и Франции был сделан акцент на получение биогаза из отходов сельскохозяйственного производства, главным образом из навоза животных. Во Франции к середине 40-х годов эксплуатировалось около 2 тысяч биогазовых установок для переработки навоза. Вполне естественно, этот опыт распространялся на соседние страны. В Венгрии существовали установки для производства биогаза. Это отмечают солдаты Советской Армии в основном, выходцы из сельских районов СССР, освобождавшие Венгрию от немецких войск и удивлявшиеся, что в крестьянских хозяйствах навоз скота не лежал в кучах, а загружался в закрытые емкости, откуда получали горючий газ.

Европейские установки довоенного периода не выдержали конкуренции в послевоенное время со стороны дешевых энергоносителей (жидкое топливо, природный газ, электроэнергия) и были демонтированы. Новым импульсом для их развития на новой основе стал энергетический кризис 70-х годов, когда началось стихийное внедрение биогазовых установок в странах юго-восточной Азии. Высокая плотность населения и интенсивное использование всех пригодных для возделывания сельскохозяйственных культур площадей земли, а также достаточно теплый климат, необходимый для использования биогазовых установок в самом простом варианте – без искусственного подогрева сырья, легли в основу различных национальных и международных программ по внедрению биогазовых технологий.

Сегодня биогазовые технологии стали стандартной технологией для очистки сточных вод и переработки сельскохозяйственных и твердых отходов и используются во многих странах мира.