Biogāze: kā veidojas un ko ar to dara

Kāpēc jāiegūst biogāze?

Mārtiņš vienkāršā veidā skaidro, kāpēc vispār gāze jāiegūst:

«Vislielākā ietekme uz vidi un klimatu ir tieši no atkritumu noglabāšanas saistībā ar tām gāzu emisijām, kas notiek, atkritumiem sadaloties. Ja pieņemam, ka sadzīves atkritumos lauku rajonos vidēji 30%, bet pilsētās pat 50% sastāda bioloģiski noārdāmi atkritumi, kuri dabā sadalās, tad noslēgtā, bezskābekļa vidē, kāds ir atkritumu noglabāšanas poligons, veidojas šī poligona biogāze, kuras sastāvā 40 – 60% ir metāns. Un metāna siltumnīcas efekts ir apmēram 28 reizes lielāks nekā ogļskābajai gāzei! Tātad tonna metāna ilgtermiņā rada lielāku infrasarkanā starojuma uzturēšanos atmosfērā nekā tonna ogļskābās gāzes. Līdz ar to poligona gāzes vākšana no atkritumiem ir fundamentāla, obligāta prasība visā pasaulē visiem legāliem poligoniem! Līdz brīdim, kad poligona operators var pierādīt, ka poligonā vairs nenonāk organiskie atkritumi. Pavisam rupji lēšot, viena tonna bioloģiski noārdāmu atkritumu rada apmēram 80 – 120 kubikmetrus biogāzes. Savukārt kubikmetram biogāzes ir apmēram 5 kilovati siltumspējas, protams, šī jauda atkarīga arī no iekārtas lietderības koeficienta. Līdz ar to, pat ja poligonā Daibe nebūtu uzstādīta koģenerācijas stacija, mums būtu pienākums šo gāzi vākt un vienkārši sadedzināt lāpā. Jo, metānu sadedzinot, mēs to reducējam ogļskābajā gāzē, tāpēc atmosfērā aiziet nosacīti ķīmiski labāks gāzu maisījums. Normatīvie akti nosaka – pirmkārt, gāze no poligona jāvāc obligāti, otrkārt, gāze jāizmanto enerģijas ieguvei, ja to nav iespējams izdarīt, tad jāsadedzina lāpā jeb gāzes deglī. ZAAO poligons Daibe ir viens no četriem līdzīgiem poligoniem Latvijā, kas šo gāzi nevis sadedzina lāpā, bet izmanto siltumenerģijas un elektroenerģijas ražošanai. Vēl seši poligoni Latvijā šajā jomā nedara praktiski neko.»

Kā šodien iegūst biogāzi poligonā?

Gāzes rašanās, savākšanas un izmantošanas shēma atkritumu kalnā poligonā Daibe ir apmēram šāda. Jau poligona aizpildīšanas – 8 gadu – laikā tajā tiek ieraktas gāzes savākšanas caurules. Šādu horizontālo gāzes savākšanas sistēmu veido caurumainas tehniskās drenāžas perforētu sieniņu plastmasas caurules 110 mm diametrā, pie tam katra caurule, to ievietojot izraktajā tranšejā, ir ietverta skalotu oļu apvalkā, lai nodrošinātu labāku gāzes savākšanu. Viena caurule no otras horizontāli atrodas 15 – 20 metru attālumā, starp cauruļu tranšejām vertikāli ir apmēram 5 metri. Jau pilnajā atkritumu kalnā gofrētās caurules ieraktas trijos līmeņos, jaunajā, vēl topošajā kalnā ir iestrādāti jau divi cauruļu horizonti. Pavisam šobrīd poligonā Daibe gofrēto biogāzes savākšanas cauruļu kopgarums jau ir ap 5 kilometriem! Ārpus poligona kalna gāzes pārvadīšanai lieto gludsienu caurules, pa kurām gāze nonāk gāzes regulēšanas stacijā. Ikdienā gāze tiek sūknēta ārā no kalna ar sūkņu stacijas palīdzību, katru stundu no katras gāzes trases tiek izsūknēti 6 – 8 kubikmetri. No sūkņu stacijas gāze tiek padota uz dzinēju, kura jauda tiek regulēta tieši proporcionālā atkarībā no metāna daudzuma gāzē. Ziemas periodā, kad temperatūra zemāka, gāzes sastāvs ir sliktāks, elektrība tiek saražota apmēram 80% no tā daudzuma, ko iespējams saražot vasarā. Sadales tīklā – caur transformatora apakšstaciju – tiek pārdota tā enerģija, kas paliek pāri pēc pašpatēriņa. 

Jāatzīmē, ka ir arī vertikālais gāzes savākšanas princips, tad jau piepildītā kalnā veic speciālus vertikālus drenāžas urbumus, taču šo variantu lieto ļoti lielos poligonos, to var darīt tikai tad, kad krātuve piepildīta, kamēr horizontālo sistēmu veido un pamazām sāk izmantot jau krātuves pildīšanas laikā.

Nākamā attīstības pakāpe

ZAAO Enerģijas projektu vadītājam ir skaidra perspektīva, kā vajadzētu attīstīties biogāzes iegūšanai:

«Tas, ko mēs pašreiz darām, ir labāk nekā nedarīt neko, taču nākamais līmenis būtu, ka mēs šos bioloģiski noārdāmos atkritumus pārstrādātu slēgta tipa anaerobās fermentēšanas iekārtās, tautā sauktām par biogāzes iekārtām. Piemēram, Zemturos Burtnieku pagastā notiek tā sauktā slapjā fermentēšana, bet mūsu, poligona Daibe, gadījumā būtu jāizmanto sausā. Tie ir slēgta tipa dzelzsbetona vai metāla konstrukciju tuneļi, kuros organiskā frakcija tiek ielādēta vai nu ar konveijera lenti, vai ar frontālo iekrāvēju, pēc tam noteiktā temperatūras un mitruma režīmā tiek fermentēta apmēram 5 – 6 nedēļas. Tad tas, kas tagad notiek atkritumu kalnā, tiek izdarīts daudz efektīvāk un ātrāk, procesu kontrolējot. Tā manta nekur nepazūd. Ja ieliekam iekšā 100 tonnas, tad gāzē bioķīmiski tiek konvertēti 8 – 10%, bet pārpalikumu, masu, pēc tam stabilizē un mehāniski frakcionē – sijā. Gala produkts, apmēram 90% no masas, jau būtu komposts, kuru var izmantot dažādos apzaļumošanas vai mēslošanas darbos. Lai varētu šādu procesu veikt, bioatkritumiem jābūt dalīti vāktiem jau izcelsmes punktā, t.i., mums jāpāriet uz sadzīves atkritumu šķirošanu jau savās dzīves vietās.»

Lai uz šādu sistēmu pārietu arī ZAAO, būtu nepieciešamas vismaz 15 miljonu eiro investīcijas, atzīst Mārtiņš, taču tas nozīmētu, ka fundamentāli nāktos mainīt veidu, kā mēs apsaimniekojam sadzīves atkritumus: faktiski ap 40% no sadzīves atkritumiem būtu jāvāc dalīti. 

Ir, uz ko tiekties

Mārtiņš stāsta par kādu pagaidām vēl nerealizētu ideju: «Savulaik – ap 2008. vai 2009. gadu – bija projekts, tomēr konkursu neizturējām, ka poligonā iegūto gāzi mēs varētu attīrīt līdz dabasgāzes kvalitātei un izmantot savu atkritumu savākšanas mašīnu darbināšanai. Šāda lieta notiek mums kaimiņos Igaunijā, kur ir divas šādas stacijas, kurās no poligona gāzes iegūst gāzi jau dabasgāzes kvalitātē. Vienā vietā šo gāzi izmanto transporta darbināšanai. Ja runājam par anaerobās fermentēšanas tuneļiem nākotnē, tad tur potenciālais biogāzes daudzums jau varētu būt tik liels, ka tīri teorētiski mēs varētu visu savu atkritumu savākšanas auto parku darbināt ar šo gāzi. Protams, tad jāiegādājas jaunas automašīnas, kas ir ļoti nopietnas investīcijas, jo viens šāds auto – tos ražo gan Scania, gan Volvo, gan Mercedes – maksā ap 150 tūkstošiem eiro.»

PIE STACIJAS SIRDS. ZAAO Enerģija projektu vadītājs Mārtiņš Niklass pie konteinera tipa būves, kurā atrodas visi galvenie biogāzes koģenerācijas stacijas agregāti.

Laikraksta "Liesma" pielikums "Globālais un lokālais" tapis ar Latvijas valsts budžeta finansētas mērķprogrammas "Reģionālo un vietējo mediju atbalsta programmas" atbalstu.