ENERGY GENERATION, ELECTRIC ENGINEERING AND ELECTROMECHANICS

Analysis of Social and Energy and Sustainable Efficiency of Biogas Technology Implementation

Authors

S. Y. Tkachenko
Vinnytsia National Technical University ROR
D. V. Stepanov
Vinnytsia National Technical University ROR
N. D. Stepanova
Vinnytsia National Technical University ROR
DOI https://doi.org/10.31649/1997-9266-2020-149-2-34-41

Keywords

biogas exergy biogas plant energy effect ecological and social effect biofertilization effect biogas utilization heat generator internal combustion engine gas turbine system triggering system biomethane carbon dioxide bioreactor

Abstract

The development of the biogas market in Ukraine is expected to allow to replace 2.6… 18 billion m3 of natural gas per year, which will enhance the country’s energy security, create new jobs, economic development of the regions, allow to cover peak loads in the electricity grid, utilize plant waste, as well as some food industry waste. Biogas technologies are properly integrated into the UN Doctrine of Sustainable Development. The cycle of one of them is the beginning of the second cycle. This results in virtually complete waste-free production and intensification of production at a sufficient distance from the dynamic ecosystem equilibrium boundaries. Such a comprehensive approach, from the point of view of UN experts, when waste and by-products of one production act as raw materials or semi-finished products for another, will be able to completely solve the problem of sustainable development of society

The main constituent effects (products) of biogas technology are analyzed: socio-ecological, agrotechnical (biofertilizer), energy. The exergy method of complex estimation of efficiency of biogas technology is formulated. A generalized functional diagram of biogas technology is proposed. The effectiveness of different options for utilization of biogas produced, including the use of direct combustion heat generators, internal combustion engines, steam turbine, gas turbine and microturbine installations, triggering systems, as well as technologies for biomethane production and its addition to the gas supply network are analyzed. According to the results of the research, rational variants of biogas utilization for biogas plants of different sizes have been identified. Groups of factors of influence on the processes of methanogenesis in biogas plants have been established. Physical factors of influence on the intensity of the fermentation process are analyzed. Technical and organizational solutions for improving the efficiency of biogas plants are proposed.

968 500

How to Cite

[1]
“Analysis of Social and Energy and Sustainable Efficiency of Biogas Technology Implementation”, Вісник ВПІ, no. 2, pp. 34–41, Apr. 2020, doi: 10.31649/1997-9266-2020-149-2-34-41.

Author Biographies

S. Y. Tkachenko, Vinnytsia National Technical University

Dr. Sc. (Eng.), Professor, Head of the Chair of Heat and Power Engineering

D. V. Stepanov, Vinnytsia National Technical University

Cand. Sc. (Eng.), Associate Professor, Associate Professor, of the Chair of Heat and Power Engineering

N. D. Stepanova, Vinnytsia National Technical University

Cand. Sc. (Eng.), Associate Professor, Associate Professor of the Chair of Heat Power Engineering

References

Развитие биогазовых технологий в Украине и Германии: нормативно-правовое поле, состояние и перспективы. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.uabio.org/img/files/news/pdf/Razvitie_biogazovyh_technologiy_1.pdf .
Стан та перспективи виробництва біогазу в Україні. [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://uabio.org/img/files/news/pdf/min-agro.pdf .
Г. Г. Гелетуха, Перспективи біогазу в Україні. [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://www.epravda.com.ua/columns/2013/07/3/383399/ .
Ю. І. Сидоров, О. С. Мельниченко, В. П. Новіков, і Р. Я. Влязло, «Розрахункова модель безперервного виробництва біогазу та її економічний аналіз,» Вісник Національного університету «Львівська політехніка», № 497 : Хімія, технологія речовин та їх застосування, с. 65-70, 2004.
Д. В. Степанов, і С. Й. Ткаченко, «Метод формування функціональних та апаратурно-схемних ланцюгів систем виробництва енергоносіїв з органічних відходів,» Вісник Вінницького політехнічного інституту, № 1, с. 80-84, 2013.
Д. В. Степанов, Ю. В. Куріс, С. Й. Ткаченко, и Е. Н. Крючков, «Показатели работы бытового котла при сжигании смесей природного газа и биогаза,» Экотехнологии и ресурсозбережение, № 1, с. 17-21, 2007.
С. Й. Ткаченко, Д. В. Степанов, Е. Н. Крючков, Ю. В. Курис, і І. В. Літвішков, «Особливості роботи водогрійного котла на біогазі,» Наукові вісті КПІ, № 1, с. 25-29, 2006.
Е. П. Ясиніцький, і Р. Й. Гупало, «Газотурбінний двигун на біогазі,» Вісник НАУ, № 4, с. 167-170, 2011.
Технічний звіт з оцінки потенціалу відновлюваної енергетики в Україні: Біогаз. [Електронний ресурс]. Режим доступу: http://www.uself.com.ua/fileadmin/documents/U-Biogas_Technical_Report.pdf .
Г. А. Голуб, Біогаз. Модуль з серії навчально-методичних матеріалів, в Проект «Підвищення енергоефективності і стимулювання використання відновлювальної енергії в агрохарчових та інших малих та середніх підприємствах України». Київ, Україна: НУБІП, 2015, 48 с.
С. Й. Ткаченко, Н. Д. Степанова, Н. В. Резидент, Д. І. Денесяк, і К. О. Іщенко, «Однопрохідний біореактор біогазової установки,» Пат. 125227 України, МПК C02F 11/04. № а201712221; опубл.10.05.2018, Бюл. № 9.
С. Й. Ткаченко, О. Ю. Бочкова, і Н. Д. Степанова, «Біогазова установка із системою циркуляційних контурів,» Наукові праці Вінницького національного технічного університету, № 4, Бер., 2016. [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://praci.vntu.edu.ua/index.php/praci/article/view/488 .
С. Й. Ткаченко, Є. П. Ларюшкін, Г. О. Нудель, і В. С. Таргоня, «Оцінка енергетичної ефективності біогазової установки,» Вісник Вінницького політехнічного інституту, № 2, с. 48-55, 1998.
В. М. Бродянский, и др., А. А. Долинский, В. М. Бродянский, Ред. Эксергетические расчеты технических систем, справочное пособие. Київ, Україна: Наукова думка, 1991. 360 с.
В. Г. Некрасов «Оценка экономической эффективности метанового сбраживания навоза,» Техника в сельском хозяйстве, № 6, с. 27-29, 1988.

Most read articles by the same author(s)

1 2 3 4 > >>