Download pdf - BACHELOR THESIS

Transcript
Page 1: BACHELOR THESIS

UNIVERZITET U NOVOM SADU

FAKULTET TEHNIĈKIH NAUKA U NOVOM SADU

Tamara Bajić

MOGUĆNOST ZAMENE FOSILNIH GORIVA BIOMETANOM KAO POGONSKOG GORIVA ZA GRADSKE AUTOBUSE NA TERITORIJI GRADA

NOVOG SADA

DIPLOMSKI RAD

- Оsnovne akademske studije -

Novi Sad, 2013.

Page 2: BACHELOR THESIS

APSTRAKT

U radu je definisano jedinjenje biometana, način na koji se proizvodi i supstrati,

mogućnosti njegovog korišćenja, kao i potencijalni supstrati za njegovu proizvodnju na teritoriji Grada Novog Sada. Akcenat je stavljen na potencijal proizvodnje biometana na ovom području koji bi se koristio kao pogonsko gorivo u autobusima Javnog gradskog saobraćajnog preduzeća u Novom Sadu (JGSPNS). Kao supstrati za proizvodnju biogasa, razmotren je sav generisan organski otpad na teritoriji Novog Sada. TakoĎe je razmotrena potrošnja prirodnog gasa i dizel goriva u autobusima JGSPNS-a. Dobijeni rezultati ukazuju da kada bi se iskoristio sav navedeni organski otpad, mogla bi se proizvesti količina biometana koja bi zadovoljila potrebe potrošnje goriva u 228 gradskih autobusa.

S aspekta zaštite životne sredine, odluka o zameni fosilnih goriva biometanom je vrlo dobra zbog sprečavanja emisija metana, smanjenja neprijatnih mirisa, zagaĎenja zemljišta i podzemnih voda, smanjenja emisija PM i NOx,kao i CO2u gradskoj sredini, a i boljeg iskorišćenja resursa u Novom Sadu. TakoĎe ova odluka bi u velikoj meri doprinela ispunjenju ciljeva Republike Srbije da se po Direktivi 2009/28/EC obezbedi učešće energije iz obnovljivih izvora u svim oblicima saobraćaja u 2020. godini od najmanje 10 % bruto finalne potrošnje energije (BFPE) u saobraćaju u R. Srbiji. Prema pretpostavkama iz Nacionalnog akcionog plana za obnovljive izvore energije, 10 % BFPE u saobraćaju iznosi 267 ktoe. Dobijeni rezultati ovog rada ukazuju da količina potencijalno dobijenog biometana od supstrata generisanog na teritoriji Novog Sada iznosi 13,14 ktoe, što je 0,5 % BFPE u sektoru saobraćaja.

KLJUĈNE REĈI

Biometan, fosilna goriva, zamena, gradski autobusi, Grad Novi Sad.

Page 3: BACHELOR THESIS

SADRŢAJ

1. UVOD 1

2. OSNOVE BIOGAS TEHNOLOGIJE 3

2.1 Proizvodnja biogasa i supstrati 3

2.1.1 Stabilnost procesa fermentacije 4

2.1.2 Supstrati za proizvodnju biogasa 5

2.1.3 Oprema za proizvodnju biogasa 8

2.2 Dobijanje biometana 9

2.2.1 Desumporizacija 10

2.2.2 Sušenje 10

2.2.3 Uklanjanje CO2 11

2.2.4 Odorizacija 12

2.3 Mogućnosti korišćenja biometana 12

2.3.1 Korišćenje biometana u kogeneraciji 12

2.3.2 Korišćenje biometana kao goriva za transport 13

2.3.3 Druge mogućnosti korišćenja biometana 13

3. MOGUĆNOST PROIZVODNJE BIOGASA I DOBIJANJE BIOMETANA U GRADU NOVOM SADU 14

3.1 Koliĉine organskog otpada u Gradu Novom Sadu kao supstrata za proizvodnju biogasa 14

3.1.1 Poljoprivredne farme 14

3.1.2 Klaniĉne industrije 14

3.1.3 Industrijske otpadne vode 15

3.1.4 Komunalne otpadne vode 15

3.1.5 Komunalni ĉvrst organski otpad 15

3.2 Potencijal za proizvodnju biogasa i mogućnosti dobijanja biometana 16

4. OCENA PRIMENLJIVOSTI U GRADU NOVOM SADU 18

4.1 Opis stanja u sektoru gradskog prevoza – Javno gradsko saobraćajno preduzeće Novi Sad (JGSPNS) 18

4.2 Mogućnost zamene fosilnih goriva biometanom u Javnom gradskom saobaćajnom preduzeću Novi Sad 20

4.3 Doprinos cilju Republike Srbije koji je definisan Nacionalnim akcionim planom za OIE 22

Page 4: BACHELOR THESIS

5. POTENCIJALNI DOPRINOS ZAŠTITI ŢIVOTNE SREDINE 23

5.1 Smanjenje emisija zagaĊujućih materija 23

5.2 Smanjenje emisija gasova sa efektom staklene bašte (GHG) 25

6. ZAKLJUĈCI 28

LITERATURA 30

Page 5: BACHELOR THESIS

1

1. UVOD

Republika Srbija je potpisivanjem Memoranduma o integraciji u energetsko tržište EU (Anonim, 2007a) prihvatila obavezu da primeni energetsku politiku u oblasti OIE, tj. Direktivu 2009/28/EC (Anonim, 2009a) za promociju korišćenja energije iz obnovljivih izvora. U skladu s tom Direktivom postavljeni su obavezujući nacionalni ciljevi zemalja članica EU, kao i onih koje to žele da postanu. Najvažniji cilj je da do 2020. godine bude najmanje 20 % učešće obnovljivih izvora energije u bruto finalnoj potrošnji na nivou EU. Prema Direktivi 2009/28/EC i prema Odluci Ministarskog saveta Energetske zajednice od 18. oktobra 2012. godine, odreĎen je cilj za Republiku Srbiju koji iznosi 27 % OIE u njenoj bruto finalnoj potrošnji energije u 2020. godini.

Cilj energetske politike R. Srbije je povećanje korišćenja obnovljivih izvora energije koji mogu doprineti smanjenju korišćenja fosilnih goriva i unapreĎenju zaštite životne sredine. Kako bi se što više koristila energija iz OIE, jedan od načina realizacije ciljeva R.Srbije je uvoĎenje biogoriva i drugih OIE u sektor saobraćaja.

Republika Srbija (kao zemlja koja teži ispunjavanju uslova za ulazak u EU) i svaka zemlja članica, obavezna je da obezbedi učešće energije iz OIE u sektoru saobraćaja u 2020. godini od najmanje 10 % bruto finalne potrošnje energije u saobraćaju u toj zemlji članici. Prema Nacionalnom akcionom planu za obnovljive izvore energije – NAPOIE (Anonim, 2013), da bi se navedeni cilj ostvario, ključni koraci koji se moraju preduzeti su razvijanje održive proizvodnje biomase, biogasa i biogoriva visoko efikasnim tehnologijama i obezbeĎivanje finansijske podrške za takav razvoj.

Prema NAPOIE, potencijal biomase u R. Srbiji iznosi oko 3,3 Mtoe godišnje. Od ukupno raspoloživog tehničkog potencijala biomase, trenutno se koristi samo 1,06 Mtoe.

Kada se uzme u obzir uticaj mera energetske efikasnosti i uštede energije, povećanje bruto finalne potrošnje energije (BFPE) u sektoru saobraćaja u R. Srbiji će povećati sa 1.926 ktoe od ukupne BFPE od 9.150 ktoe (u 2009.) na 2.675 ktoe od ukupne BFPE 10.331 ktoe. Sektor saobraćaja će ostvariti najveći porast u potrošnji energije (u odnosu na sektor električne energije i sektor grejanja i hlaĎenja) i to sa 1.926 ktoe na 2.675 ktoe.

Prema definisanom cilju da se obezbedi učešće energije iz OIE u sektoru saobraćaja u 2020. godini od najmanje 10 % BFPE u saobraćaju (BFPE potencijalno iznosi 2.675 ktoe), količina OIE u sektoru saobraćaja u 2020. treba da iznosi 267 ktoe. Uzimajući u obzir trenutno raspoložive kapacitete za proizvodnju biogoriva iz biomase, koja zadovoljavaju u pogledu emisije GHG gasova, kao i nepostojanje regulative i prateće infrastrukture za njenu primenu u oblasti biogoriva, Republika Srbija da bi ispunila navedenu obavezu, moraće da planira uvoz biogoriva u 2018. godini.

Pored biodizela, bioetanola i biljnog ulja, značajno biogorivo je i biogas. Ukoliko se iz biogasa ukloni ugljen-dioksid, sumpor i voda, njegov sastav je približno sličan sastavu prirodnog gasa, pa se može primenjivati u SUS motorima koji koriste komprimovani prirodni gas. Takav prečišćeni biogas se naziva biometan. Proizvodnjom i korišćenjem biometana dobija se najviše energije, u odnosu na druga biogoriva, sadržane u gorivu sa jednog hektara.

Problem zagaĎenja životne sredine u velikoj meri doprinose izduvni gasovi iz saobraćaja. ČaĎ, SO2, suspendovane čestice, NOx, CO, prizemni ozon, teški metali, taložne materije, kao i mnoga druga jedinjenja koja doprinose efektu staklene bašte, nastaju upotrebom dizela i benzina u SUS motorima. Biometan ispunjava ekološke uslove, jer kao produkti sagorevanja nastaju samo voda i ugljen-dioksid. Korišćenjem biometana

Page 6: BACHELOR THESIS

2

sprečavaju se emisije navedenih zagaĎujućih materija. Budući da se za proizvodnju biogasa (biometana) najviše koriste stajnjak iz stočne proizvodnje i energetske biljke, izgradnja biogas postrojenja doprinosi smanjenju neprijatnih mirisa, sprečavanju zagaĎenja zemljišta i podzemnih voda (Michel et al, 2010). TakoĎe proizvodnjom biogasa se smanjuju količine industrijskog i komunalnog otpada.

U Novom Sadu je uvoĎenje prirodnog gasa kao pogonskog goriva za gradska vozila tek u početku razvoja, ali postoji velika mogućnost za korišćenje biometana, jer na teritoriji Novog Sada ima puno generatora organskog otpada koji je potencijalni supstrat za proizvodnju biogasa. Cilj ovog diplomskog rada je da se razmotri mogućnost zamene fosilnih goriva biometanom u autobusima Javnog gradskog saobraćajnog preduzeća u Novom Sadu (JGSPNS), kao i da se ocene efekti na životnu sredinu korišćenjem takvog vida goriva kao što je biometan.

Zadaci diplomskog rada su: 1. Da se procene mogućnosti proizvodnje biogasa iz organskog otpada na teritoriji

Novog Sada. 2. Da se odredi potrošnja goriva u vidu dizela i prirodnog gasa u JGSPNS za gradske

autobuse i oceni mogućnost zamene biometanom. 3. Da se oceni potencijalni doprinos na životnu sredinu zamenom fosilnih goriva

biometanom u JGSPNS.

Page 7: BACHELOR THESIS

3

2. OSNOVE BIOGAS TEHNOLOGIJE

U ovom poglavlju su prikazani supstrati koji se koriste za proizvodnju biogasa, kao i

postupci za dobijanje biometana. TakoĎe je objašnjeno u koje se sve svrhe može koristiti dobijeni biometan.

2.1 Proizvodnja biogasa i supstrati

Biogas je mešavina gasova u kome najveći udeo čini metan CH4 (50-75%), ugljen-

dioksid CO2 (25-45%) i vodena para H2O (2-7%). Zapreminski udeli zavise od sirovine i uslova u kojima biogas nastaje (prikazano u tabeli 1).

Biogas nastaje mikrobiološkim procesom u anaerobnim uslovima. Anaerobne bakterije predstavljaju jedan od najstarijih oblika života na Zemlji i upravo one su zaslužne za nastajanje biogasa. One razlažu organsku materiju u odsustvu kiseonika, a kao produkti ovog razlaganja nastaju biogas, toplota i ostatak anaerobne razgradnje. Anaerobna fermentacija (proces anaerobne razgradnje) je prisutna svuda u prirodi gde postoje anaerobni uslovi i anaerobne bakterije (mulj u močvarama, dno okeana i mora, prilikom skladištenja stajnjaka). Biogas se može dobiti i u anaerobnim fermentorima u biogas postrojenjima pri strogo kontrolisanim uslovima. U ovom radu je razmatran biogas koji se potencijalno može dobiti u fermentorima

Tab. 1. Sastav biogasa (Kaltschmitt i Hartmann, 2001; Al Seadi et al, 2008)

Aerobnom fermentacijom se oslobaĎa više toplotne energije i kao krajnji produkt dobija se ugljen-dioksid, dok kod anaerobne fermentacije se dobija metan, gorivi gas.

Sam proces anaerobne fermentacije se odvija u četiri faze, prikaz je dat na slici 1:

1. Hidroliza 2. Kiselinska faza 3. Sirćetna faza 4. Metanogena faza.

Sastojak Hemijski simbol Zapreminski udeo, %

Metan CH4 50-75

Ugljen-dioksid CO2 25-45

Vodena para H2O 2-7

Kiseonik O2 < 2

Azot N2 < 2

Amonijak NH3 < 1

Vodonik H2 < 1

Vodonik-sulfid H2S 20-20.000 (ppm)

Page 8: BACHELOR THESIS

4

Sl. 1. Četiri faze anaerobne fermentacije (Martinov i dr, 2012a)

Sve faze se odvijaju jedna za drugom, prostorno i vremenski paralelno, jer u svakoj fazi učestvuju različite grupe bakterija kojima odgovaraju drugačiji uslovi. Tokom prve faze (hidrolize) organska masa razgraĎuje se biohemijskim procesom oslobaĎanjem enzima bakterija. Kompleksna organska jedinjenja (proteini, masti i ugljeni-hidrati) razlažu se na jednostavnija jedinjenja kao što su amino-kiseline, masne kiseline i šećeri. Produkti hidrolize se u kiselinskoj (drugoj) fazi dalje razgraĎuju, gde uglavnom nastaju jedinjenja kao što su acetat, ugljen-dioksid i vodonik, a manjim delom to su jednostavnije masne kiseline i alkoholi. U trećoj (sirćetnoj) fazi dolazi do razlaganja produkta kiselinske faze (masnih kiselina i alkohola) i nastaju: sirćetna kiselina, vodonik i ugljen-dioksid. U poslednjoj fazi (metanogenoj) iz sirćetne kiseline ili vodonika i ugljen-dioksida, nastaju metan i ugljen-dioksid.

2.1.1 Stabilnost procesa fermentacije

Prilikom svakog procesa fermentacije, važno je da je svaki proces stabilan, čime se

obezbeĎuje pogonska sigurnost. Stabilnost procesa podrazumeva ujednačen prinos biogasa približno jednakog sastava, takoĎe i približno jednaku količinu i sastav produkata faza fermentacije. Na stabilnost procesa utiču mnogi parametri koji zavise od tehničkog izvoĎenja biogas postrojenja i pogonskih uslova u kojima rade, kao i od supstrata koji se koriste. Uticajni parametri se dele na: fizičke, hemijske i mikrobiološke.

Fizički parametri su najjednostavniji za kontrolisanje i upravljanje. Najvažniji su: obezbeĎenje anaerobnih uslova, mešanje sadržaja fermentora, održavanje temperature u fermentoru ( do maksimalne temperature od 57 °C u zavisnosti od temperaturnog režima fermentacije) i vreme zadržavanja u njemu, usklaĎeno sa količinom supstrata.

Page 9: BACHELOR THESIS

5

Hemijski sastav supstrata ima veliki uticaj na proces anaerobne fermentacije, ali na proces takoĎe utiču i meĎuprodukti četiri faze. Za aktivnost bakterija je bitno da su snabdevene hranjivim materijama, a da su inhibirajuće koncentracije materija ispod graničnih vrednosti. Kiselost/baznost (pH vrednost) takoĎe utiču na razvoj i aktivnost bakterija. Faktori koji utiču na pH vrednost tokom procesa anaerobne fermentacije su koncentracije kiselina, ugljen-dioksida i amonijaka. Vrednost pH treba da se kreće u opsegu od 4,5 do 6,3 (Wellinger et al, 1991) za bakterije hidrolize i kiselinske faze, a za bakterije sirćetne i metanogene faze optimalna je neutralna oblast od 6,8 do 7,5 (Braun, 1982). TakoĎe i inhibitori utiču na proces fermentacije, jer mogu dospeti u fermentor zajedno sa supstratom (antibiotici, dezinfekciona sredstva, herbicidi, soli i teški metali) ili kao meĎuprodukti faza u toku anaerobne fermentacije. Oni vrlo negativno utiču na stabilnost procesa.

Mikrobiološki parametri su u direktnoj vezi sa tehničkim i hemijskim uticajnim faktorima, a potrebno je da su oni optimalni i da su koncentracije inhibitora ispod definisane granice. Potrebno je da su vrste, mešavine i količine supstrata što konstantnije tokom vremena.

Iz navedenog se vidi da je za ispravno odvijanje procesa proizvodnje biogasa neophodno da se ispune brojni uslovi, te da se eventualni poremećaji rada brzo i stručno otklone. Uputstvo o načinu rada, preduzimanje korektivnih mera i uklanjanje poremećaja mora da bude sastavni deo tehnološke dokumentacije za postrojenje. Rukovalac mora da se obuči za ispravno rukovanje i upravljanje postrojenjem.

2.1.2 Supstrati za proizvodnju biogasa

Za proizvodnju biogasa se mogu upotrebiti skoro sve sirovine organskog porekla, od

biološkog otpada, pa do biljnih vrsta koje se specijalno uzgajaju u tu svrhu. Različite vrste supstrata moguće je kombinovati u jednom biogas postrojenju. Nusproizvodi poljoprivredne proizvodnje (stajnjak, ostaci biljne proizvodnje) ili energetske biljke se pogodno mogu iskoristiti u cilju dobijanja biogasa. Proizvodnja biogasa je posebno pogodna za zbrinjavanje industrijskog otpada (klanični, repin rezanac itd), kao i za prečišćavanje komunalnih i otpadnih voda iz prehrambene industrije.

U ovom poglavlju su navedene neke od tih sirovina:

1. Stajnjak 2. Energetske biljke 3. Organski otpad prehrambene industrije 4. Organski otpad klanične industrije 5. Komunalne i otpadne vode prehrambene industrije 6. Komunalni čvrsti organski otpad

Stajnjak

Može biti tečni i čvrsti. Tečni se sastoji od ekskremenata životinja i ima sadržaj suve materije do 10 %, a čvrsti se dobija korišćenjem prostirke i on ima veći sadržaj suve materije (do 40 %). Fermentacija stajnjaka ima značajne pozitivne efekte na životnu sredinu, jer se na taj način sprečava emisija metana u atmosferu, a smanjuje se i rasprostiranje neprijatnih mirisa. Nedostatak korišćenja stajnjaka kao supstrata je njegov

Page 10: BACHELOR THESIS

6

nizak energetski potencijal zbog visokog sadržaja vode. U tabeli 2.2 su prikazani potencijalni prinosi biogasa i zapreminski udeo metana za stajnjak.

Tab. 2. Potencijalni prinosi biogasa i zapreminski udeo metana za stajnjak (Anonim, 2006)

Supstrat Prinos biogasa

Udeo CH4, % Stm3/t SvM Stm3/t OSM

GoveĎi tečni stajnjak 20-30 200-500 60

Svinjski tečni stajnjak 20-35 300-700 60-70

Čvrsti stajnjak goveda 40-50 210-300 60

Čvrsti stajnjak svinja 55-65 270-450 60

Čvrsti stajnjak peradi 70-90 250-450 60

SvM – sveža masa; OSM – organska suva masa.

Energetske biljke

Pod ovim pojmom se podrazumevaju namenski uzgajana poljoprivredna biomasa. Karakteristike energetskih biljaka su prikazane u tabeli 3. Energetske biljke imaju visoke prinose biogasa, ali je njihov nedostatak visoka cena proizvodnje.

Tab. 3. Karakteristike energetskih biljaka kao supstrata za proizvodnju biogasa (Anonim, 2006).

Supstrat SM, %

OSM, %

N NH4 P Prinos biogasa Udeo CH4, % % SM

Stm3/t SvM

Stm3/t OSM

Silaža kukuruza

20-35 85-95 1,1-2 0,15-0,3 0,2-0,3 170-200 450-700 50-55

Raž, (cela biljka)

30-35 92-98 4,0 0,57 0,71 170-220 550-680 ca.55

Silaža trave 25-50 70-95 3,5-6,9 6,9-19,8 0,4-0,8 170-200 550-620 54-55

Šećerna repa

23 90-95 2,6 0,2 0,4 170-180 800-860 53

List šećerne repe

16 75-80 0,2-0,4 Np 0,7-0,9 ca.70 550-600 54-55

Organski otpad prehrambene industrije

Ovaj vid otpada nastaje u proizvodnji šećera, alkohola, ulja, piva, prerada voća i povrća itd. U ovu grupu svrstava se čvrsti otpad, dok se otpadne vode obraĎuju posebno.

Page 11: BACHELOR THESIS

7

U tabeli 4 su prikazane karakteristike supstrata za proizvodnju biogasa iz prehrambene industrije.

Tab. 4. Karakteristike nusproizvoda iz prehrambene industrije (Anonim, 2006)

Supstrat SM,

% OSM,

%

N P2O5 Prinos biogasa Udeo CH4, % % SM

Stm3/t SvM

Stm3/t OSM

Repin rezanac 22-26 ca.95 np Np 60-75 250-350 70-75

Melasa 80-90 85-90 1,5 0,3 290-340 360-490 70-75

Komina žitarica 6-8 83-88 6-10 3,6-6 30-50 430-700 58-65

Komina krompira

6-7 85-95 5-13 0,9 36-42 400-700 58-65

Komina voća 2-3 ca.95 np 0,73 10-20 300-650 58-65

Pivski trop 20-25 70-80 4-5 1,5 105-130 580-750 59-60

Organski otpad klanične industrije

Organski otpad koji nastaje u klaničnoj industriji su uginule životinje i delovi životinja koji preostaju nakon klanja. Prema Uredbi EU (Anonim, 2009b), klanični otpad klasifikuje se u tri kategorije: KI, KII i KIII. Kao supstrati za proizvodnju biogasa koristi se organski otpad kategorije KII i KIII.

Komunalne i otpadne vode prehrambene industrije

Komunalne otpadne vode sadrže kanalizacione vode iz domaćinstava, ali i industrijske otpadne vode (ukoliko se one ulivaju u kanalizacionu mrežu) i atmosferske vode - kišnica (ukoliko ne postoji posebna mreža za njihovo odvoĎenje). Otpadne vode prehrambene industrije su otpad iz procesa proizvodnje koji mora da se zbrine. Veća naseljena mesta otpadne vode, pre ispuštanja u recipijent, tretiraju fizičkim, hemijskim i biološkim postupcima, ali nedostatak većine tih postupaka je neodgovarajuće zbrinjavanje mulja koji preostaje nakon sedimentacije, a sadrži zagaĎujuće organske materije. Anaerobni tretman je pogodan način da se organski mulj stabilizuje i da se srovede njegova higijenizacija. Nakon takve prerade mulja on se može bezbedno odložiti na deponije, a kao rezultat procesa anaerobnog tretmana mulja se može generisati biogas. Korišćenjem mulja u cilju proizvodnje biogasa, otpadne vode više ne predstavljaju otpad, već supstrat.

Komunalni čvrsti organski otpad

Pod ovom kategorijom otpada podrazumeva se biorazgradivi otpad iz naseljenih mesta, a uključuje otpad iz domaćinstava, restorana i menzi, ostatke voća i povrća sa zelenih pijaca, kao i ostatke nege zelenih površina i bilo koji drugi čvrsti organski otpad. U biorazgradivi otpad takoĎe se ubrajaju drvenasti materijali, kao i papir i karton, ali zbog visokog sadržaja celuloze oni se teško i sporo anaerobno razgraĎuju i ne predstavljaju pogodnu sirovinu za proizvodnju biogasa.

Page 12: BACHELOR THESIS

8

2.1.3 Oprema za proizvodnju biogasa

U opremu za proizvodnju biogasa se ubraja sva oprema na biogas postrojenju koja je

neophodna za skladištenje, pripremu i manipulaciju supstratima, takoĎe i oprema u kojoj se proizvodi i skladišti biogas i ostatak fermentacije. Na savremenim biogas postrojenjima ova oprema obuhvata i opremu za kontrolu i automatsko upravljanje procesom, kako bi rad biogas postrojenja bio automatizovan.

Oprema za skladištenje, pripremu i manipulaciju supstrata

Ova oprema je različita za tečne i čvrste supstrate. Tečni supstrati se privremeno skladište u predjami (količina supstrata na bazi jedne nedelje). Tečni supstrati se sa udaljenog mesta do biogas postrojenja transportuju cisternama, a ako nastaju relativno blizu biogas postrojenja, onda se transportuju elektromotornim pumpama i cevovodima. Čvrsti supstrati najčešće se privremeno skladište siliranjem u trenč silosima. Usitnjeni biljni materijal dovozi se do silosa, sabijanjem se iz njega istiskuje vazduh, te se prekriva folijom koja sprečava aerobnu fermentaciju u površinskom sloju. Folija ima i funkciju zaštite od štetočina i atmosferskih padavina. Silaža se, prema potrebi postrojenja, izuzima iz silosa i doprema do dozatora za čvrste supstrate. Dozatorom se dovodi do fermentora ili rezervoara za pripremu supstrata pužnim ili nekim drugim transporterom.

Fermentori

To su hermetički rezervoari u kojima se obezbeĎuju uslovi za proces anaerobne fermentacije. Da bi se održala konstantna temperatura, fermentori se zagrevaju toplotnom energijom iz kogenerativnog postrojenja. U fermentoru se odvija pasivno mešanje supstrata, ubacivanjem svežeg i podizanjem mehurića biogasa koji tu nastaje. Ako to nije dovoljno, odvija se i aktivno mešanje: mehaničko, hidrauličko ili pneumatsko.

Skladištenje biogasa

Budući da produkcija biogasa tokom vremena često nije ujednačena, njegovo skladištenje je neophodno kako bi se lakše mogli uskladiti kapaciteti proizvedenog biogasa i korisnika (najčešće kogenerativnog postrojenja). Rezervoari za skladištenje biogasa moraju da budu hermetički zatvoreni, otporni na povišenu temperaturu, pritisak, UV zračenje i druge vremenske uticaje, a na njih se ugraĎuju ureĎaji za osiguranje od natpritiska i potpritiska. Biogas može da se skladišti u rezervoarima niskog (nekoliko milibara) što je prikazano na slici 2, srednjeg ili visokog pritiska (5-250 bar).

Page 13: BACHELOR THESIS

9

a)

b)

Sl. 2. Skladištenje biogasa na niskom pritisku u a) vazdušnom jastuku sa zaštitnom

membranom, b) gasnoj haubi iznad fermentora

Skladištenje ostatka fermentacije

Ostatak fermentacije se najčešće koristi kao zamena za mineralno hranivo i distribuira se po poljoprivrednim površinama. Za skladištenje se najčešće koriste betonski rezervoari, ponekad i izolovane lagune. Pošto ostatak organske mase nije potpuno razgraĎen, fermentacija se i dalje odvija i zbog toga se rezervoari često pokrivaju, a proizvedeni biogas sakuplja i koristi. Rezervoari imaju zapreminu dovoljnu za količinu ostatka koji nastaje tokom pola do jedne godine.

2.2 Dobijanje biometana

U ovom poglavlju su prikazani postupci za dobijanje biometana iz biogasa. Biometan

se dobija iz biogasa prečišćavanjem tj. uklanjanjem jedinjenja sumpora, uklanjanjem CO2 i odorizacijom. Specifični zahtevi zavise od načina korišćenja. Prečišćavanjem se uklanjaju H2S i H2O, zbog toksičnog i korozivnog dejstva ovih jedinjenja. CO2 se uklanja da bi se povećala toplotna moć biometana. Odorizacija spada u sigurnosne mere kojom se omogućava identifikacija nekontrolisanog isticanja biometana. Postupci prečišćavanja biogasa su prikazani na slici 3.

Page 14: BACHELOR THESIS

10

Sl. 3. Prikaz postupaka prečišćavanja biogasa u zavisnosti od energetske primene

(Anonim, 2008a)

2.2.1 Desumporizacija

Sumpor-vodonik, H2S, je vrlo toksičan i velike koncentracije (preko 300 ppm) dovode

do smrti. Sagorevanjem nastaju gasovi SO2 i SO3, koji su još toksičniji, a reakcijom H2S sa vodom nastaje sumporasta, sumporna kiselina koja ima jaka korozivna dejstva na delove postrojenja. Iz tih razloga je neophodno uraditi desumporizaciju nastalog biogasa.

Vrste postupaka desumporizacije su biološka, hemijska i fizička. Pri sprovoĎenju biološke desumporizacije, u fermentor se uduvava vazduh. Posebna vrsta bakterija prisutna u sadržaju fermentora koristi kiseonik iz vazduha i razgraĎuje H2S do elementarnog sumpora. Za hemijsku desumporizaciju, u fermentor se dodaju hloridi gvožĎa, sa kojima se H2S vezuje. U odnosu na biološki, ovaj proces ima veće troškove zbog potrebnih hemikalija, ali je smanjena korozija fermentora, jer se ne ubacuje kiseonik. Pri sprovoĎenju eksterne hemijske desumporizacije, primenjuje se „pranje“ biogasa. Čista voda može da se koristi kao radni medijum, ali je to najčešće vodeni rastvor natrijum-hidroksida (NaOH), koji poboljšava apsorpcioni kapacitet vode. Proces uklanjanja H2S iz biogasa je hemijski, jer H2S reaguje sa NaOH i nastaje natrijumova so (natrijum-sulfid). Ovim postupkom postižu se visoke efikasnosti prečišćavanja, sa uklanjanjem i preko 95 % H2S.

2.2.2 Sušenje

Sušenjem se sprečava kondenzacija vodene pare koja se nalazi u biogasu koji izlazi iz fermentora. Time se sprečava oštećenje delova postrojenja, jer je onemogućeno zamrzavanje vode u instalacijama i korozija. Najjednostavniji način za uklanjanje vodene pare iz biogasa sprovodi se hlaĎenjem ili podešavanjem pritiska. Biogas se hladi, voda kondenzuje na najnižem nivou i akumulira u odvajaču kondenzata.

Page 15: BACHELOR THESIS

11

2.2.3 Uklanjanje CO2

Adsorpcija sa promenljivim pritiskom Postupak kojim se ugljen-dioksid odvaja na površini čvrstog materijala (adsorbenta).

Adsorbent može biti aktivni ugalj ili molekularno karbonatno sito. Nakon sušenja i desumporizacije, prečišćeni biogas se komprimuje na 4 do 7 bar, nakon čega odlazi u adsorpcionu kolonu na kome se zadržava CO2, a CH4 skoro u potpunosti prolazi kroz otvore karbonatnog sita. Desorpcija, regenerisanje ispune adsorpcione kolone, postiže se snižavanjem pritiska. Budući da otpadni gas sadrži CH4, on se odvaja u dodatnoj koloni.

„Pranje“ vodom

Biogas u apsorpcionu kolonu ulazi odozdo, a voda odozgo. Voda se raspršuje pod

uticajem gravitacije. Tokom padanja vode, CO2 iz biogasa se u njoj rastvara i gas na izlazu ima i preko 90 % metana. U toku procesa, delimično se odvaja i H2S i NH3, pa je zbog toga sporedan efekat fina desumporizacija sa sušenjem. Voda nakon izlaska iz kolone sadrži apsorbovani CO2, i ulazi u kolonu za regeneraciju. U njoj se nakon dekompresije izdvaja CO2, te odlazi u atmosferu, a regenerisana voda ponovo koristi.

Fizička apsorpcija sa organskim rastvaračem

Sirovi gas pre ulaska u apsorpcionu kolonu se komprimuje na oko 8 bar. Zatim se

sprovodi njegovo pothlaĎenje i sušenje. U apsorpcionoj koloni, biogas struji kroz apsorpciono sredstvo u kom se pored CO2 zadržavaju i H2S i H2O. Zbog toga nema potrebe za sprovoĎenjem fine desumporizacije. PreraĎeni biogas napušta kolonu na vrhu. Kao i kod „pranja“ vodom, dekompresija se sprovodi u posebnoj koloni. Potpuna desorpcija postiže na povišenim temperaturama 50-80 °C. Ovaj postupak pruža mogućnost istovremene apsorpcije CO2, H2S i H2O u koloni. Otpadni gas može da sadrži ostatke CH4, pa se dodatno prečišćava.

Hemijska apsorpcija sa organskim rastvaračem

Kod hemijske apsorpcije koriste se različite mešavine vode i etanol amina. Nasuprot

fizičkom procesu, apsorpcija u koloni postiže se, najčešće, na vrlo niskim natpritiscima, oko 100 mbar, a reĎe na oko 4 bar. I ovim procesom ostvaruje se fina desumporizacija. Regeneracija zasićenog apsorpcionog sredstva sprovodi se u desorberu na povišenim temperaturama 110-160 °C. U poreĎenju sa drugim, ovde navedenim postupcima, postiže se proizvodnja biometana visoke čistoće sa malim gubicima metana u otpadnom gasu. Zbog toga nije potreban dodatni tretman otpadnog gasa, ali se sprovodi sušenje.

Uklanjanje ugljen-dioksida pomoću membrane

Uklanjanje CO2 zasniva se na osobini nekih membrana da imaju visoku propustljivost

molekula CO2, H2O, NH3 i H2S, a malu CH4. Membrane su od celuloznih polimera, acetata ili aromatičnih poliamida. Sa ciljem produženja radnog veka i efikasnosti razdvajanja molekula, pre postupka odvajanja ugljen-dioksida membranom, pored odvajanja praškastih materija, primenjuje se sušenje i fina desumporizacija sirovog biogasa. Biogas se pre propuštanja kroz membrane komprimuje na 5 do 10 bara. U praksi se primenjuje u kombinaciji sa drugim postupcima, na primer sa kriogenim (Anonim, 2011).

Page 16: BACHELOR THESIS

12

2.2.4 Odorizacija Prilikom korišćenja biometana kao zamene za prirodni gas, iz sigurnosnih razloga

mora da se sprovede odorizacija. Na taj način biometan dobija miris ubacivanjem organskih jedinjenja sumpora. U Srbiji je to regulisano standardom SRPS EN ISO 13734:2007 (Anonim, 2007b)

2.3 Mogućnosti korišćenja biometana Biometan može da se koristi kao pogonsko gorivo za transport ili u kogeneraciji.

Manje značajno je korišćenje biometana za proizvodnju toplotne energije ili kao sirovine za hemijsku industriju.

Utiskivanje u mrežu prirodnog gasa za korišćenje jednim od navedenih postupaka sprovodi se kada je lokacija proizvodnje biogasa udaljena od potrošača. Za to je potrebno da postoji distributivna mreža prirodnog gasa u blizini biogas postrojenja i potrošača.

2.3.1 Korišćenje biometana u kogeneraciji Kogeneracija je kombinovana proizvodnja električne i toplotne energije. Na biogas

postrojenjima najčešće se primenjuje kogeneracija korišćenjem motora sa unutrašnjim sagorevanjem, SUS. Ovi motori imaju visok električni stepen korisnosti i niža investiciona ulaganja. Primenjuju se gasni Otto motori. Razvijeni su i dizel motori sa inicijalnim paljenjem.

Biogas se koristi na samoj lokaciji, dok biometan može da se transportuje do udaljenih lokacija ili da se utiskuje u mrežu prirodnog gasa. Utiskivanjem u mrežu prirodnog gasa ostvaruje se njegovo skladištenje i transport. Time je omogućeno bolje iskorišćenje primarne energije biogasa, jer biometan koristi potrošač koji ima mogućnosti da u visokom procentu iskoristi toplotnu energiju koja nastaje u proizvodnji električne. Prednost proizvodnje biometana je u tome što može da se koristi na udaljenim lokacijama, jer gradnja biogas postrojenja u blizini korisnika toplotne energije iziskuje velika finansijska sredstva, kao i izgradnja vrelovoda za daljinsko grejanje.

Za utiskivanje biometana u mrežu prirodnog gasa, potrebno je da budu ispunjeni odreĎeni preduslovi. Prvenstveno, u blizini biogas postrojenja i mesta iskorišćenja biogasa, treba da postoji distributivna mreža prirodnog gasa. Pošto se biogas ne koristi na lokaciji gde se i proizvodi, električna i toplotna energija za pogon biogas postrojenja moraju da se obezbede na drugi način. Potrebno je i da postoji dozvola da se biometan utiskuje u mrežu prirodnog gasa, a da bi se ona dobila, biometan treba da bude odgovarajućeg kvaliteta. Ekonomski preduslovi podrazumevaju da je primena ove tehnologije za korisnika isplativa.

Page 17: BACHELOR THESIS

13

2.3.2 Korišćenje biometana kao goriva za transport Biometan može da se koristi kao pogonsko gorivo za motore podešene za rad sa

prirodnim gasom. Njegova distribucija može da se ostvari na gasnim pumpama koje se nalaze na samoj lokaciji biogas postrojenja, ili utiskivanjem u distributivnu mrežu prirodnog gasa. U slučaju utiskivanja u mrežu prirodnog gasa ostvaruje se njegovo skladištenje i transport, a na pumpama za prirodni gas punjenje u rezervoare vozila.

Prednosti koje mogu da se ostvare na ovaj način korišćenja biometana su znatno smanjene emisije i niži troškovi, u poreĎenju sa drugim obnovljivim izvorima goriva za transportna sredstva.

Da bi se biometan koristio kao gorivo za motore SUS, potrebno je da budu zadovoljeni zahtevi u pogledu kvaliteta. Kao i prilikom bilo kojeg drugog vida korišćenja biogasa, u toku proizvodnje biometana uklanjaju se H2S i voda. Dodatno se uklanjaju NH3 i mehaničke čestice. Time se obezbeĎuje dobro sagorevanje, sprečava korozija i mehaničko oštećenje delova motora. Uklanjanjem CO2 dobija se gorivo više toplotne moći. Sadržaj metana u biometanu treba da bude preko 90 %, a zahtevana čistoća zavisi od nacionalnih propisa za goriva.

U Srbiji je kvalitet prirodnog gasa regulisan standardom SRPS EN ISO 13686:2008, (Anonim, 2008b) kojim se utvrĎuju parametri potrebni da se opiše proizvedeni i namešani prirodni gas.

Osim vozila koja su fabrički izraĎena za pogon na prirodni gas, biometan je moguće koristiti i u vozilima sa prepravljenim benzinskim i dizel motorima. Benzinski motori se koriste kao motori sa dvojnim gorivom (dual fuel), što znači da mogu da se pogone na benzin ili na biometan. Dizel motori koji koriste biogas su „dual fuel“, a dizel gorivo koriste za inicijalno paljenje (princip rada kao dizel motori s inicijalnim paljenjem). Dodatno se ugraĎuju rezervoari za komprimovani biometan i sistemi za njegovo dopremanje do motora. Pritisak u rezervoarima za biometan je 200 do 250 bara

Najčešće se ovaj vid korišćenja biometana koristi za vozila u komunalnim sredinama, jer su time emisije zagaĎujućih materija u izduvnim gasovima znatno niže.

2.3.3 Druge mogućnosti korišćenja biometana Biometan može da se koristi za proizvodnju toplotne energije u konvencionalnim

generatorima toplote koji koriste prirodni gas kao gorivo. Biometan se u tom slučaju preuzima iz mreže prirodnog gasa.

Biometan može da se koristi i kao sirovina u hemijskoj industriji koja koristi i prirodni gas. Najčešća upotreba je za dobijanje sintetičkog gasa, koji predstavlja mešavinu ugljen-dioksida i vodonika, a koristi se kao sirovina za dobijanje raznih jedinjenja.

Page 18: BACHELOR THESIS

14

3. MOGUĆNOSTI PROIZVODNJE BIOGASA I DOBIJANJE BIOMETANA U GRADU NOVOM SADU

U ovom poglavlju će se definisati količine organskog otpada koje se nalaze na

teritoriji Novog Sada. Budući da komunalni, industrijski i poljoprivredni organski otpad ima znatno negativne uticaje na životnu sredinu grada Novog Sada i njegove okoline, jedan od načina zbrinjavanja ovog otpada je proizvodnja biogasa. U poglavlju razmatramo i mogućnosti dobijanja biometana iz biogasa preradom generisanog organskog otpada na ovoj teritoriji.

3.1. Koliĉine organskog otpada u GNS kao supstrata za proizvodnju biogasa

Na području Grada Novog Sada, nalaze se mnogi potencijalni proizvoĎači organskog

otpada, tj. supstrata za proizvodnju biometana. ProizvoĎači organskog otpada u ovoj sredini su poljoprivredne farme, klanične industrije, industrijska postrojenja koja proizvode otpadne vode. Supstrati takoĎe mogu biti i komunalne otpadne vode i komunalni čvrsti organski otpad. Podaci o količinama organskog otpada su preuzeti iz studije Potencijali za proizvodnju biogasa u Novom Sadu i doprinos zaštiti životne sredine (Martinov i Đatkov, 2013).

3.1.1 Poljoprivredne farme

Poljoprivredne farme su jedne od glavnih proizvoĎača supstrata za potencijalnu

proizvodnju biogasa. Na teritoriji Novog Sada nalazi se farma sa preko 1000 hektara koja je u vlasništvu preduzeća Dijamant Agrar AD (proizvodni centar Planta). Na farmi se na godišnjem nivou generiše oko 6.000 t stajnjaka, zajedno sa pšeničnom slamom za prostirku (1.500 t). Stajnjak se koristi za distribuciju po poljoprivrednim površinama koje su u vlasništvu preduzeća. Pored stajnjaka, nalazi se generisana biomasa u vidu ostataka iz proizvodnje graška, kukuruza šećerca, luka i krompira, u količini od 3.500 t. Najveći deo poljoprivredne površine je pokriven funkcionalnim sistemom za navodnjavanje, pa bi one mogle da se iskoriste za uzgajanje i proizvodnju energetskog bilja, silaže i drugih supstrata za proizvodnju biogasa. Raspoloživo je oko 250 ha, a preduzeće raspolaže celokupnom mehanizacijom za spremanje silaže.

3.1.2 Klaniĉne industrije

Klanični otpad predstavlja značajan problem u Novom Sadu,a rešavanje ovog

problema je urgentno, na osnovu zahteva Evropske unije. Postojeće zbrinjavanje otpada je nezadovoljavajuće, a troškovi su visoki. Korišćenje klaničnog otpada i otpada prateće mesopreraĎivačke industrije u svrhu proizvodnje biogasa, sa stanovišta zaštite životne sredine je vrlo povoljno i prihvatljivo. Manji proizvoĎači generišu 20 do 30 tona klaničnog otpada na dan.

Na teritoriji Novog Sada nalaze se dve velike industrije mesa i mesnih proizvoda, Neoplanta AD i Matijević DOO. Neoplanta proizvodi oko 2.032 t klaničnog organskog otpada. U pogonu ove industrije nastaje i oko 600.000 m3 otpadne vode koja sadrži organsku materiju i može se iskoristiti kao supstrat za proizvodnju biogasa. U okviru

Page 19: BACHELOR THESIS

15

preduzeća Neoplanta, nalazi se i poljoprivredna (svinjogojska) farma u Čeneju koja proizvodi oko 65.000 t godišnje organskog otpada u vidu čvrstog stajnjaka, biljnih ostataka iz ratarstva, slame žitarica i kukuruzovine.

Industrijsko postrojenje Matijević DOO, proizvodi organski otpad klanične industrije u količini od 18.000 t na godišnjem nivou.

3.1.3 Industrijske otpadne vode

Na području Novog Sada nalazi se pivara United Serbian Breweries. Organski otpad

koji nastaje pri proizvodnji piva je pivski trop i otpadna voda. Količina pivskog tropa na godišnjem nivou je 2.500 t, sadržaja suve materije oko 70 %. Posle prečišćavanja otpadnih voda u anaerobnom postrojenju, izdvaja se oko 500 t mulja godišnje. Prečišćene otpadne vode ispuštaju se obližnji kanal, a mulj se odlaže na inferiorno zemljište. U ovoj pivari se ostvaruje proizvodnja 450.000 hL/god, dok je pun kapacitet milion hL godišnje, ali kada bi proizvodnja piva bila u punom kapacitetu, generisalo bi se više organskog otpada.

3.1.4 Komunalne otpadne vode

Od 17 naselja koja se nalaze na teritoriji Novog Sada, naselja koja imaju

kanalizacioni sistem i koja mogu centralizovano da prikupljaju komunalne otpadne vode su: Novi Sad, Futog, Petrovaradin, Sremska Kamenica i Bukovac. Ukupna količina otpadnih voda na godišnjem nivou iznosi oko 50•106 m3 i one se direktno ispuštaju u recipijente, uz delimično prečišćavanje industrijskih otpadnih voda kako bi bile istog kvaliteta kao one iz domaćinstava, što je obavezno po zakonu. Kada bi se instaliralo postrojenje za prečišćavanje otpadnih voda, mulj, kao otpadna organska materija iz prečišćavanja, mogao bi se koristiti u svrhu proizvodnje biogasa.

3.1.5 Komunalni ĉvrst organski otpad

Komunalni čvrsti organski otpad koji se generiše na području Novog Sada odlaže se

na deponiju koja ne zadovoljava sanitarno-higijenske uslove. Biorazgradivi otpad koji se deponuje se tokom vremena razlaže i oslobaĎa u atmosferu velike količine deponijskog gasa koje negativno utiču na životnu sredinu uvećavajući efekat staklene bašte. Procena je da se na godišnjem nivou sa novosadske deponije emituje približno 5,6x106 Stm3 metana (Ubavin,2012). Prema podacima koje Vujić (2010) navodi količina biorazgradivog otpada koja je generisana 2012. godine i koja je pogodna za zbrinjavanje anaerobnim tretmanom, odnosno da se koristi kao supstrat za proizvodnju biogasa, iznosi oko 90.500 Mg. Tokom godine značajno se menja količina i udeo biorazgradivog otpada koji može da se koristi za proizvodnju biogasa u ukupnom otpadu. Prilikom planiranja biogas postrojenja za zbrinjavanje biorazgradive frakcije komunalnog čvrstog otpada to se mora uzeti u obzir. Udeo baštenskog i ostalog biorazgradivog u ukupnom komunalnom čvrstom organskom otpadu menja se u zavisnosti od perioda godine. Koristeći stopu procenjenog rasta produkcije otpada od 2 %, moguće je projektovati količine otpada u budućnosti. Tako se 2020. može očekivati generisanje približno 106.000 Mg biorazgradivog otpada pogodnog da se zbrine anaerobnim tretmanom. Da bi se komunalni čvrsti organski otpad mogao iskoristiti kao supstrat za proizvodnju biogasa, prvo bi morala da se sprovede primarna

Page 20: BACHELOR THESIS

16

separacija otpada u domaćinstvima, velikim kuhinjama i menzama kao i otpada koji nastaje pri održavanju zelenih površina.

3.2 Potencijal za proizvodnju biogasa i mogućnosti dobijanja biometana

Organski otpad na teritoriji Grada Novog Sada koji potencijalno može da služi kao supstrat za proizvodnju biogasa, kao što je navedeno u poglavlju 3.1, generiše se sa poljoprivrednih farmi i klaničnih industrija, takoĎe iz komunalnih i industrijskih otpadnih voda, a najvećim delom iz komunalnog čvrstog organskog otpada.

Definisane količine organskog otpada koji se generiše na teritoriji Grada Novog Sada razmatrane su po navedenim grupama. Na osnovu potencijalnih prinosa definisanih u studiji Potencijali za proizvodnju biogasa u Novom Sadu i doprinos zaštiti životne sredine, i zbog pretpostavke studije da će se proizvedeni biogas koristiti za kogeneraciju potencijal za proizvodnju biogasa je izražen kroz instaliranu nazivnu električnu snagu kogenerativne jedinice (koja se bazira na količini proizvedenog biogasa). Podaci za nazivnu snagu biogas postrojenja su preuzeti iz navedene studije.

Podaci za instalirane nazivne električne snage potencijalnog biogas postrojenja prikazane po grupama su :

Dijamant Agrar AD (proizvodni centar Planta) – 1.000 kWe,

Klanična industrija (manji proizvoĎači) – 300 kWe,

Neoplanta AD – 1.000 kWe,

Matijević DOO – 1.000 kWe,

Pivara (United Serbian Breweries) – 890 kWe,

Komunalne otpadne vode – 1.550 kWe,

Komunalni čvrst organski otpad (2020.) – 1.900 kWe.

Prema podacima za nazivnu električnu snagu biogas postrojenja, proračunom se može doći do količina biogasa koje su dovoljne za kogenerativno postrojenje sa definisanom nazivnom snagom po navedenim grupama. Uzimajući u obzir 8000 h rada postrojenja dobija se efektivna snaga postrojenja. TakoĎe u proračun se mora uračunati stepen korisnosti generatora koji iznosi 40 % i donja toplotna moć biometana 9,97 kWh/Stm3. Na ovaj način se dobila količina biogasa koja se potencijalno može proizvesti od organskog otpada generisanog u GNS.

Kao što je rečeno u poglavlju 2, posle izvršenog procesa desumporizacije, sušenja i uklanjanja ugljen-dioksida iz biogasa dobija se biometan. Udeo metana u biogasu iznosi 60 % i prema rezultatu koji se dobije za količinu proizvedenog biogasa, može se izračunati koja bi to bila količina biometana. Rezultati proračuna su prikazani u tabeli 5.

Page 21: BACHELOR THESIS

17

Tab. 5 Dobijene količine biogasa i biometana prema podacima za nazivne snage potencijalnog biogas postrojenja, prikazane po generatoru organskog otpada na području GNS.

Generator organskog otpada Kolicina biogasa, Stm3•106/god

Kolicina biometana, Stm3•106/god

Dijamant Agrar AD (proizvodni centar Planta) 3,340 2,010

Klanična industrija (manji proizvoĎači) 1,000 0,600

Neoplanta AD 3,340 2,010

Matijević DOO 3,340 2,010

Pivara (United Serbian Breweries) 2,980 1,780

Komunalne otpadne vode 5,180 3,110

Komunalni čvrsti organski otpad (2020.) 6,350 3,810

Ukupno 25,540 15,330

Dobijeni rezultati ukazuju da od ukupne količine organskog otpada generisanog na

teritoriji GNS u toku jedne godine se može potencijalno proizvesti oko 25,54•106 Stm3 biogasa, odnosno oko 15,33•106 Stm3 biometana.

Page 22: BACHELOR THESIS

18

4.OCENA PRIMENLJIVOSTI U GRADU NOVOM SADU

4.1 Opis stanja u sektoru gradskog prevoza – Javno gradsko saobraćajno preduzeće Novi Sad (JGSPNS)

Javno Gradsko Saobraćajno Preduzeće Novi Sad (JGSPNS) nalazi se na dve

lokacije u Novom Sadu: na Futoškom putu 46 i na Bulevaru Jaše Tomića 6. Preduzeće obavlja delatnosti prevoza putnika u gradskom saobraćaju, drumskom saobraćaju, kao i delatnosti održavanja i popravki motornih vozila.

Prema podacima dobijenih od šefa službe tehničkog održavanja autobusa u JGSP-u, Dušana Maleševića, vozni park preduzeća ima kapacitet od 255 autobusa. Trenutno 16 registrovanih vozila kao pogonsko gorivo koristi prirodni gas (slika 4) tj. CNG, compressed natural gas, iz gasne mreže, i jedno neregistrovano vozilo za koje je predviĎeno da koristi prirodni gas (biće registrovano u pušteno u rad do kraja 2013). Ostalih 238 autobusa za pogon koristi dizel gorivo.

Sl. 4 Autobus JGSPNS koji koristi prirodni gas kao pogonsko gorivo

Page 23: BACHELOR THESIS

19

Sl. 5 Punionica prirodnog gasa koja je u sastavu preduzeća JGSPNS

Sl. 6 Dispenser za CNG

Na Futoškom putu, lokaciji gde se nalazi uprava preduzeća i garaža gradskih autobusa, izgraĎena je i punionica gasa, koja je prikazana na slici 5, sa kompresorskom stanicom (slika 6) koja koristi CNG iz mreže. Prirodni gas se transportuje postojećim

Page 24: BACHELOR THESIS

20

gasovodom i direktno se obavlja snabdevanje autobusa CNG-om. Sve se to odvija pod visokim pritiskom od 200 – 250 bara.

Prema dobijenim podacima, jedno vozilo gradskih autobusa u proseku prelazi 300 km dnevno, što bi na godišnjem nivou iznosilo oko 100.000 km. Da bi se mogla proračunati mogućnost zamene biometanom, prvo se mora uraditi računica za potrošnju fosilnih goriva gradskih autobusa.

U proseku potrošnja prirodnog gasa jednog vozila iznosi oko 53 kg/100 km, time je godišnja potrošnja za jedno vozilo je 53.000 kg, odnosno 901 t/god za svih 17 vozila. Prikaz potrošnje prirodnog gasa se može videti u tabeli 6. U tabeli su prikazane i potencijalne potrošnje prirodnog gasa za 238 i 255 autobusa JGSPNS, kada bi se kao pogonsko gorivo koristio samo prirodni gas.

Prosečna godišnja potrošnja jednog vozila koje za pogon koristi dizel gorivo je 43 L/100 km, što na godišnjem nivou, za jedan autobus, iznosi 43.000 litara dizela. Pošto je gustina dizel goriva jednaka 0,85 kg/L, pa godišnja potrošnja dizel goriva za jedan autobus iznosi 36.550 kg. Godišnja potrošnja dizel goriva za svih 238 vozila je oko 8.700 t. Potrošnja dizela se može videti u tabeli 7. TakoĎe su u tabeli prikazane i vrednosti potencijalne potrošnje svih 255 autobusa JGSPNS, kada bi se kao pogonsko gorivo koristio samo dizel.

Tab. 6 Potrošnja prirodnog gasa prikazana u jedinici t/god.

Tab. 7 Potrošnja dizel goriva prikazano u jedinici t/god.

4.2 Mogućnost zamene fosilnih goriva biometanom u Javnom gradskom saobraćajnom preduzeću grada Novog Sada

Biometan ima približno sličan sastav kao prirodni gas, te se može koristiti u motorima

koji su napravljeni da za pogon koriste prirodni gas. Da bi se biometan mogao koristiti u motorima SUS moraju se zadovoljiti odreĎeni uslovi u pogledu kvaliteta, tj. biogas mora proći kroz sve faze desumporizacije, uklanjanja ugljen-dioksida i vode, a takoĎe se moraju dodatno ukloniti jedinjenja amonijaka (NH3) i mehaničke čestice, kako bi se obezbedilo bolje sagorevanje, sprečila korozija i mehaničko oštećenje delova motora. Da bi se proizvedeni biometan mogao utisnuti u mrežu prirodnog gasa, on mora imati sadržaj metana iznad 90 %.

Potrošnja prirodnog gasa po vozilu, t/god

Broj vozila Potrošnja prirodnog gasa, t/god

53

17 901

238 12.614

255 13.515

Potrošnja dizel goriva po vozilu, t/god

Broj vozila Potrošnja dizel goriva, t/god

36,55

1 36,550

238 8.698,900

255 9.320,250

Page 25: BACHELOR THESIS

21

Ukoliko bi se iskoristio sav organski otpad generisan na teritoriji Novog Sada, kao što je opisano u poglavlju 3, dobilo bi se ukupno 25,54•106 Stm3 biogasa, tj. 15,33•106 Stm3 biometana. Ako se uzme da je na temperaturi od 15 °C i pritisku od 101.325 Pa, 1 m3 = 0,6802 kg biometana, onda je 15,33•106 Stm3 = 10.428 t biometana.

U prirodnom gasu je 90 % metana, pa bi dobijena količina biometana zamenjivala 17,03•106 Stm3 prirodnog gasa. Pošto je gustina prirodnog gasa 0,7115 kg/m3 (na temperaturi od 15 °C i pritisku od 101.325 Pa), 17,03•106 Stm3/god = 12.117 t/god.

Potrošnja jednog autobusa u toku jedne godine iznosi 53 t prirodnog gasa, ova količina biometana bi zadovoljila godišnje potrebe goriva za 228 autobusa.

Potrošnja biometana je 20% veća nego dizel goriva, budući da je potencijano dobijeno 10.428 t biometana, dolazi se do zaključka da je ekvivalentna masena količina potrošnje dizel goriva 8342,4 t/god.

Potrošnja jednog autobusa u toku jedne godine iznosi 36,55 t, ova količina biometana bi zadovoljila godišnje potrebe goriva za 228 autobusa.

U tabeli 8 su prikazane dobijene ukupne vrednosti količine biometana koji se potencijalno može proizvesti od supstrata generisanih na teritoriji Novog Sada, i njemu ekvivalentne vrednosti količine prirodnog gasa i dizel goriva.

Prema rezultatima, 15,33•106 Stm3 biometana bi zadovoljila potrebe za pogonskim gorivom 228 gradskih autobusa.

Tab. 8. Ukupne vrednosti količine potencijalno dobijenog biometana i ekvivalentne vrednosti količine prirodnog gasa i dizel goriva, na nivou jedne godine

Ukupna potencijalno dobijena količina biogasa, Stm3

Ukupna potencijalno dobijena količina biometana, Stm3

Ukupna potencijalno dobijena količina biometana, t

Ekvivalentna vrednost prirodnog gasa u odnosu na potencijalno dobijeni biometan, Stm3

Ekvivalentna vrednost prirodnog gasa u odnosu na potencijalno dobijeni biometan, t

Ekvivalentna vrednost dizel goriva u odnosu na potencijalno dobijeni biometan, t

25,55•106 15,33•106 10.428 17,03•106 12.117 8.342,40

Zamena fosilnih goriva biometanom kao pogonskog goriva za autobuse JGSPNS je moguća, ali se ne može zameniti godišnja potrošnja fosilnog goriva za ceo vozni park. Budući da svi autobusi JGSPNS ukupno godišnje potroše 901 t prirodnog gasa i 8699 t dizel goriva, potrebno je proizvesti količinu od 17,12•106 Stm3 biometana da bi se obezbedilo gorivo za svih 255 autobusa JGSPNS.

Page 26: BACHELOR THESIS

22

4.3 Doprinos cilju Republike Srbije koji je definisan Nacionalnim akcionim planom za OIE

Množenjem sa donjom toplotnom moći metana 9,97 kWh/Stm3 potencijalno proizvedenih 15,33•106 Stm3 biometana, može se izračunati primarna energija biometana na godišnjem nivou koja iznosi 152,84 GWhp. Budući da je 1 t ekvivalentne nafte (toe), jednaka po vrednosti sa 41.868 GJ, tj. 1 kWh = 0.0000859 toe, dolazi se do zaključka da proizvedenih 15,33•106 Stm3 iznosi 13,14 ktoe.

Kao što je u prethodnom tekstu rečeno, jedan od ciljeva je da se obezbedi učešće energije iz OIE u sektoru saobraćaja od najmanje 10 % BFPE u saobraćaju. Prema NAPOIE, uz uticaj mera energetske efikasnosti i uštede energije, potrošnja energije u sektoru saobraćaja će u 2020. godini iznositi 2.675 ktoe. Prema tome, potencijalno proizvedenih 13,14 ktoe doprinose tom cilju u vrednosti od 0,5 % BFPE u saobraćaju.

Page 27: BACHELOR THESIS

23

5. POTENCIJALNI DOPRINOS ZAŠTITI ŢIVOTNE SREDINE

Da bi se mogao odrediti doprinos koji proizvodnja i upotreba biometana ima na

životnu sredinu, biometan se, kao i druga biogoriva, mora analizirati sa više aspekata. Analiza životnog ciklusa (Life Cycle Assessment – LCA) je metoda takozvane analize proizvoda „od kolevke do groba“ koja se sastoji od više koraka, kao što je prikazano na slici 7. Počevši od sagledavanja uticaja na životnu sredinu dopremanja organskog otpada do biogas postrojenja, zatim proizvodnje i transporta biometana, do samog njegovog korišćenja. TakoĎe se mora sprovesti i energetski bilans proizvodnje, moraju se razmotriti emisije koje nastaju u svim koracima proizvodnje i upotrebe biometana, a takoĎe su vrlo važne vrednosti troškova proizvodnje, transporta, prerade i distribucije biometana. Treba imati u vidu i socio-ekonomske uticaje koji su vezani za to kako proizvodnja i korišćenje biometana utiče na lokalnu sredinu, regiju, državu i šire.

U ovom poglavlju će se razmatrati kako zamena fosilnih goriva biometanom utiče na očuvanje životne sredine.

Sl. 7 Učesnici i životni ciklus proizvodnje biogoriva (Rutz i Janssen, 2007)

5.1 Smanjenje emisija zagaĊujućih materija Dozvoljena emisija izduvnih gasova kod SUS motora je definisana EU emisionim

standardima (Anonim, 2007c). Emisioni standardi su definisani nizom direktiva i uredbi. Regulativom su obuhvaćene sledeće zagaĎujuće materije : ugljen-monoksid (CO), ugljovodonici (HC), azotni oksidi (NOx), i suspendovane čestice (prema nacionalnim propisima, praškaste materije – PM). Emisioni standardi se označavaju sa Euro I, Euro II, Euro III, Euro IV, Euro V i Euro VI. U tabeli 9 su prikazane granične vrednosti za pojedine zagaĎujuće materije nastale sagorevanjem u SUS motorima.

Ugljen-monoksid (CO) je neiritirajuć gas bez boje i mirisa, ali izuzetno otrovan. Nastaje tokom nepotpunog sagorevanja goriva tipa prirodnog gasa, i drugih fosilnih goriva tj. organskih jedinjenja, a njegov najvažniji izvor su motorna vozila. Pri izlaganju većim koncentracijama (više od 100 ppm) dolazi do akutnog ili hroničnog trovanja, sa teškim pa čak i smrtnim posledicama po čoveka.

Suspendovane čestice (PM) su sitne čvrste čestice ili kapljice tečnosti koje mogu biti metali, prašina, kiseline. Najveći problem su čestice od 10 mikrona ili manje jer dospevaju u pluća i oštećuju tkivo.

Page 28: BACHELOR THESIS

24

Azotni oksidi (NOx) su otrovni gasovi, lakši su od vazduha, vrlo korozivni i neprijatnog su mirisa. Imaju toksične efekte na vegetaciju, a taloženje atmosferskog azota dovodi do eutrofizacije i formiranja sekundarnih čestica u atmosferi, koje vrlo loše utiču na zdravlje ljudi.

Ugljovodonici (HC) su grupa jedinjenja koja u svom sastavu imaju elemente ugljenika i vodonika. Veće koncentracije u atmosferi dovode do negativnog uticaja kako po čoveka tako i na životnu sredinu.

Tab. 9. Granične vrednosti za putnička vozila kategorije M3 tj. mase veće od 5t (Anonim, 1999, 2005 i 2009d)

Emisioni standard

Godina usvajanja*

ZagaĎujuća materija, (g/kWh)

CO HC NOx PM

Euro III 2000. 5,45 0,78 5 0,16 Euro IV 2005. 4 0,55 3,5 0,03 Euro V 2008. 4 0,55 2 0,03

Euro VI - 4 0,16 0,4 0,01

*Godina usvajanja standarda. Početak primenjivanja je obično godinu dana kasnije.

Sagorevanje dizel goriva proizvodi vodu i ugljen-dioksid, a kao dodatak, formiraju se

odreĎene koncentracije ugljen-monoksida, ugljovodonika, azotovih oksida, sumporaste kiseline, sumpor-dioksida i čaĎi. Emisije čestica u izduvnim gasovima Diesel motora nastaju 66 % iz goriva (34 % iz ulja). Sagorevanjem goriva nastaje oko 43% organski nerastvorljivih frakcija u obliku čaĎi (manji udeo čine čestice metala, pepeo iz goriva i uljnih aditiva), dok je učešće SO4 i vezane vode oko 13 % od ukupne količine čestica. (Marković i dr, 2005)

Smanjenje emisija zagaĎujućih materija ostvaruje se raznim merama, koje

poskupljuju vozila, ali skoro da nemaju alternative. Zamena fosilnih goriva biometanom može značajno da se utiče na smanjenje emisija. Budući da sagorevanjem biometana nastaju ugljen-dioksid (CO2) i voda (H2O):

CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O + toplota

smanjenje količine zagaĎujućih materija u izduvnim gasovima biometan motora je značajna u odnosu na emisije kod Diesel motora kao što je prikazano u tabeli 10. Smanjenje emisija zagaĎujućih materija značajno doprinosi zaštiti životne sredine naročito osetljivih sredina kao što su gusto naseljeni gradovi.

Page 29: BACHELOR THESIS

25

Tab. 10 Stepen smanjenja zagaĎujućih materija u izduvnim gasovima motora biometana u poreĎenju sa fosilnim gorivima (Rutz i Janssen, 2007)

ZagaĎujuće materije u izduvnim gasovima Stepen smanjenja u odnosu na dizel

NOx 80 %

CO 50 %

PM 98 %

HC 80 %

5.2 Smanjenje emisija gasova sa efektom staklene bašte (GHG)

Vrlo važan pokazatelj korišćenja nekog goriva je emisija gasova sa efektom staklene

bašte tj. green house gasses (GHG). Prema Kjoto protokolu u najvećem procentu to je ugljen-dioksid (83,2 %), a zatim metan, azotni oksidi, troposferski ozon i perifluorokarbonati (HFCs, PFC i SF6). GHG su jedni od glavnih uzročnika klimatskih promena, jer ne dozvoljavaju Sunčevoj energiji da dopre do Zemlje. Energiju Sunčevih zraka zadržavaju u atmosferi kao infracrvenu toplotu, čineći da se temperatura na Zemlji konstantno povećava. Prema UN IPCC (Intergovernmental Panel for Cilimate Change) temperatura na Zemlji će se do 2100. godine povećati za 1,4 – 5,8 °C, što bi znatno negativno uticalo na mnoge aspekte života na Zemlji.

Oko 98 % emisije CO2 potiče od sagorevanja fosilnih goriva, dok se ostatak emituje pri proizvodnji cementa, kreča i pri sagorevanju otpada. Deo emisije je i posledica nekontrolisane seče šuma, ali je očigledno da je uticaj ostalih uzročnika zanemarljiv u odnosu na dominantan izvor CO2 – sagorevanje fosilnih goriva.

Prema spomenutoj Direktivi 2009/28/EC, meĎu ostalim ciljevima, odreĎen je i taj da do 2020. godine svaka država potpisnica mora imati smanjenje od 6 % emisije GHG u sektoru saobraćaja. Ostvarenju tog cilja u najvećoj meri doprinosi korišćenje biometana kao pogonskog goriva u transportnim vozilima, jer je smanjenje emisija GHG, u poreĎenju sa fosilnim gorivima, 73 – 82 %. Mnogo je veće smanjenje emisija GHG korišćenjem biometana, nego korišćenjem ostalih biogoriva (pr. biodizela, koji doprinosi 19 – 56 % smanjenju emisija GHG).

Ukupna emisija GHG označava se sa CO2 ekv, gde su svi gasovi svedeni na ekvivalent ugljen-dioksida. Pri obračunu emisije gasova sa efektom staklene bašte, moraju se u obzir uzeti svi delovi proizvodnje i korišćenja biometana. Ukoliko se posmatra celokupni lanac, dolazi se do zaključka da primena biometana u pogledu emisija GHG ima znatan pozitivan efekat u odnosu na primenu fosilnog goriva, kao što je prikazano na slici 8.

Na slici 8, oznake označavaju:

1 – benzin, 2 – dizel (motor sa filtarom čestica), 3 – TNG, 4 – prirodni gas, 5 – prirodni gas sa 20 % biometana, 6 – 100 % biometan, 7 – etanol (na bazi šećerne repe), 8 – biodizel.

Page 30: BACHELOR THESIS

26

Sl. 8 PoreĎenje CO2 ekv emisije različitih goriva SUS motora (Peters et al, 2011)

Martinov (2012b) naglašava da umanjenje emisija GHG kod korišćenja biometana

znatno zavisi i od sirovina za proizvodnju biogasa. Korišćenjem stajnjaka znatno se smanjuje emisija CH4 pri njegovom skladištenju. Na slici 9 je prikazano očekivano smanjenje emisije GHG korišćenjem biometana umesto fosilnih goriva u zavisnosti od supstrata.

Sl. 9 Očekivano smanjenje emisije GHG korišćenjem biometana umesto fosilnih goriva, BM – biometan od supstrata gore naznačenog, (Peters et al, 2011)

Iz priloženog se vidi da ne doprinose sva goriva u istoj meri emisiji ugljen-dioksida.

Da bi se mogli porediti, u ovom slučaju biometan i dizel gorivo, Drašković (1986.) uvodi koeficijent emisije ugljen-dioksida KCO2 koji predstavlja masu emitovanog ugljen-dioksida u atmosferu svedenu na jedinicu energije.

Page 31: BACHELOR THESIS

27

Koeficijent emisije CO2 je se odreĎuje pomoću formule:

KCO2 = 3,67 gc/H

gde je 3,67 – stehiometrijski koeficijent, gc – maseni udeo ugljenika u gorivu i H –

toplotna moć goriva izražena u MJ/kg.

Za dizel gorivo ovaj koeficijent iznosi 77,4 kgCO2/GJ. A za biometan je 56,1 kgCO2/GJ. Korišćenjem biometana smanjuje se količina ugljen-dioksida za 21,3 kgCO2/GJ u odnosu na dizel gorivo.

Page 32: BACHELOR THESIS

28

6. ZAKLJUĈCI

Biogas je mešavina gasova u kojoj metan čini najveći udeo. On nastaje u anaerobnim uslovima uz prisustvo anaerobnih bakterija. Za proizvodnju biogasa se mogu upotrebiti gotovo sve sirovine organskog porekla, a to su najčešće stajnjak, energetsko bilje, organski otpad klanične i prehrambene industrije, mulj iz prečišćavanja otpadnih komunalnih i industrijskih voda, kao i komunalni čvrsti organski otpad. Budući da je metan glavni sastojak biogasa, biometan se dobija procesom prečišćavanja, odnosno uklanjanjem ugljen-dioksida, jedinjenja sumpora, vode i odorizacijom (iz sigurnosnih razloga).

Na teritoriji Novog Sada se nalaze mnogi proizvoĎači organskog otpada koji bi se mogao koristiti kao supstrat za proizvodnju biometana. Generatori organskog otpada na ovom području su poljoprivredne farme, klanične industrije, industrijska postrojenja koja proizvode otpadne vode. Supstrati takoĎe mogu biti i komunalne otpadne vode i komunalni čvrsti organski otpad. Najveći potencijal u Novom Sadu za proizvodnju biometana ima komunalni otpad (čvrsti komunalni otpad i komunalne otpadne vode), a instalirani kapacitet biogas postrojenja (koji bi kao energente koristilo sav komunalni otpad) bi prelazio 2,5 MWe. Ukupna potencijalna količina biometana, koja je proizvedena od generisanog otpada na području Novog Sada, bila bi oko 15•106 Stm3 godišnje.

U Javnom gradskom saobraćajnom preduzeću u Novom Sadu kapacitet voznog parka je 255 autobusa. Od tih vozila, 17 kao pogonsko gorivo koristi prirodni gas, a ostalih 238 – dizel gorivo. Prema podacima o potrošnji goriva, proračunom su dobijeni rezultati da JGSPNS na godišnjem nivou potroši 901 t prirodnog gasa za 17 autobusa i 8.700 t dizel goriva za ostatak. Prema proračunima koji su raĎeni u ovom radu, potencijalna proizvedena količina biometana bi bila ekvivalentna količini od 12.117 t/god prirodnog gasa tj. 8.342 t/god dizel goriva i zadovoljila bi potrebe 228 autobusa.

Ova mogućnost zamene fosilnih goriva biometanom u autobusima JGSPNS je dobra odluka iz više razloga. Jedna od glavnih prednosti proizvodnje biometana je transformacija većih količina otpada u vredan izvor energije čime se smanjuju količine i troškovi odlaganja otpada. Smanjene su i emisije štetnih zagaĎujućih materija u izduvnim gasovima motora autobusa, koji su jedni od najvećih zagaĎivača u saobraćaju u urbanim sredinama. Stepen smanjenja emisija u izduvnim gasovima motora biometana u poreĎenju sa Diesel motorima se kreće od 50 % za ugljen-monoksid, pa do 80 % za azotne okside i ugljovodonike, a u najvećem procentu od 98 % za suspendovane čestice (čaĎ). TakoĎe, upotrebom biometana dolazi do velikog smanjenja emisija gasova sa efektom staklene bašte, u poreĎenju sa fosilnim gorivom smanjenje je i do 97 %.

U skladu sa Memorandumom o integraciji u energetsko tržište EU i Direktivom 2009/28/EC za promociju korišćenja energije iz obnovljivih izvora energije (OIE), Republika Srbija ima obavezujući cilj da do 2020. godine obezbedi najmanje 20 % učešća obnovljivih izvora energije u bruto finalnoj potrošnji na nivou EU. TakoĎe je obavezna da obezbedi učešće energije iz OIE u svim oblicima saobraćaja u 2020 od najmanje 10 % BFPE u saobraćaju. Prema pretpostavkama definisanim u Nacionalnom akcionom planu za OIE, zamenom fosilnih goriva biometanom kao pogonskim gorivom za gradske autobuse u GNS, doprinosi se tom cilju 0,5 % BFPE u saobraćaju. Treba napomenuti da su za supstrate za proizvodnju biometana uzeti samo oni koji su generisani od otpada na teritoriji GNS i da se zamena fosilnih goriva biometanom razmatra samo kod gradskih autobusa GNS, jer kada bi se razmotrila slična mogućnost zamene fosilnih goriva kod gradskih autobusa drugih gradova, povećao bi se doprinos BFPE u sektoru saobraćaja.

Page 33: BACHELOR THESIS

29

Pri tome treba razmotriti i druge vrste biogoriva (biodizel, bioetanol) kako bi se u što večoj meri povečao doprinos BFPE.

Uzimajući u obzir trenutno raspoložive kapacitete za proizvodnju biogoriva iz biomase, koja zadovoljavaju u pogledu emisije GHG gasova, kao i nepostojanje regulative i prateće infrastrukture za njenu primenu u oblasti biogoriva, Republika Srbija ne može da ostvari postavljeni cilj za 2020. godinu iz domaćih izvora i moraće da planira uvoz biogoriva u 2018. godini.

Ovaj rad je uraĎen pod pretpostavkom da će se sav generisan organski otpad sa teritorije GNS koristiti u svrhu proizvodnje biometana za zamenu fosilnih goriva u gradskim autobusima. Proizvodnja i korišćenje biogasa u kogeneraciji ekonomski je najisplativija, jer postoje podsticajne cene tj. feed-in tarife za isporučenu električnu energiju u javnu električnu mrežu. TakoĎe, proizvedena toplotna energija može da se koristi za grejanje radnih prostorija, za grejanje staklenika na poljoprivrednim postrojenjima, za zagrevanje anaerobnih fermentora i u slične svrhe. Zbog toga se generatorima organskog otpada više isplati proizvodnja električne i toplotne energije koju bi mogli da koriste za vlastite potrebe, nego prodaja organskog otpada u svrhe proizvodnje biometana kao pogonskog goriva za autobuse JGSPNS.

Page 34: BACHELOR THESIS

30

LITERATURA

Al Seadi Teodorita, Rutz D, Prassl H, Köttner M, Finsterwalder T, Volk S, Janssen R. 2008. Biogas Handbook. Al Seadi Teodorita (ed). University of Southern Denmark, Esbjerg, Danska.

Braun R. 1982. Biogas – Methangärung organischer Abfallstoffe. Springer Verlag, Wien-New York.

Drašković D, Adžić M, Radovanović M. 1986. Sagorevanje. Mašinski fakultet, Beograd.

Kaltschmitt M, Hartmann H. 2001. Energie aus Biomasse – Grundlagen, Techniken und Verfahren. Springer Verlag, Berlin-Heidelberg-New York.

Marković Lj, Petrović P, Glogonović Kolb Mirjana. 2005. Emisija izduvnih gasova dizel motora i kvalitet motornog ulja. Traktori i pogonske mašine 10 (5): 84-90.

Martinov M, Đatkov Đ. 2013. Potencijali za proizvodnju biogasa u Novom Sadu i doprinos zaštiti životne sredine. Fakultet tehničkih nauka. Novi Sad.

Martinov M, Kovacs K, Đatkov Đ. 2012a. Biogas tehnologija. Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad.

Martinov M, Kovacs K, Đatkov Đ. 2012b. Biometan. Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad.

Michel J, Weiske A, Möller K. 2010. The effect of biogas digestion on the environmental impact and energy balances in organic cropping systems using the life-cycle assessment methodology. Renewable Agriculture and Food Systems 25(3): 204-218.

Peters D, Christian A. Rumpke C.A, Kalinowska Dominika. 2011. Erdgas und Biomethan im künftigen Kraftstoffmix. Deutsche Energie-Agentur GmbH (dena), Berlin.

Rutz D, Janssen R. 2007. BioFuel technology handbook. WIP Renewable Energies, München.

Ubavin D. 2012. Model emisije i redukcije metana – gasa staklene bašte generisanog na deponijama komunalnog otpada u Srbiji, Fakultet tehničkih nauka, Univerzitet u Novom Sadu, Novi Sad.

Vujić G, Jovičić N, Redžić N, Jovičić Gordana, Batinić B, Stanisavljević N, Abuhress O.A. 2010. A fast method for the analysis of municipal solid waste in developing countries – Case study of Serbia. Environmental engineering and management journal 9(8): 1021-1029.

Wellinger A, Baserga U, Edelmann W, Egger K, Seiler B. 1991. Biogas - Handbuch: Grundlagen – Planung – Betrieb landwirtschaftlicher Anlagen. Verlag Wirz, Aarau, Švajcarska.

Anonim. 2013. Nacionalni akcioni plan za obnovljive izvore energije Republike Srbije u skladu sa obrascem predviĎenim Direktivom 2008/29/EZ (Odluka 2009/548/EZ). Ministarstvo energetike, razvoja i zaštite životne sredine. Beograd

Anonim. 2011. Aufbereitung von Biogas. Merkblatt DWA-M 361, Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser, Abfall e.V. (DWA), Hennef.

Anonim. 2009a. Directive 2009/28/EC on the promotion of the use of energy from renewable sources and amending and subsequently repealing Directives 2001/77/EC and 2003/30/EC. Official Journal of the European Union.

Page 35: BACHELOR THESIS

31

Anonim. 2009b. Regulation (EC) 1069/2009 laying down health rules as regards animal by-products and derived products not intended for human consumption and repealing Regulation (EC) No 1774/2002 (Animal by-products Regulation). Official Journal of the European Union.

Anonim. 2008a. Biogas – an introduction. Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V., Gülzow, Nemačka.

Anonim. 2008b. SRPS EN ISO 13686 Prirodni gas – Definisanje kvaliteta. Savezni zavod za standardizaciju, Beograd.

Anonim. 2007a. Memorandum of Understanding on the Regional Energy Market in South East Europe and its Integration into the European Community Internal Energy Market.

Anonim. 2007b. SRPS EN ISO 13734 Prirodni gas - Organska jedinjenja sumpora koja se koriste kao sredstva za odorizaciju - Zahtevi i metode ispitivanja. Savezni zavod za standardizaciju, Beograd.

Anonim. 2007c. Regulation (EC) 715/2007 on type approval of motor vehicles with respect to emissions from light passenger and commercial vehicles (Euro 5 and Euro 6) and on access to vehicle repair and maintenance information. Official Journal of the European Union.

Anonim. 2006. Handreichung: Biogasgewinnung und -nutzung. Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR), Gülzow, Nemačka.

Anonim. 2005. Directive 2005/55/EC on the approximation of the laws of the Member States relating to the measures to be taken against the emission of gaseous and particulate pollutants from compression-ignition engines for use in vehicles, and the emission of gaseous pollutants from positive-ignition engines fuelled with natural gas or liquefied petroleum gas for use in vehicles. Official Journal of the European Union.

Anonim. 1999. Directive 1999/96/EC on the approximation of the laws of the Member States relating to measures to be taken against the emission of gaseous and particulate pollutants from compression ignition engines for use in vehicles, and the emission of gaseous pollutants from positive ignition engines fuelled with natural gas or liquefied petroleum gas for use in vehicles and amending Council Directive 88/77/EEC. Official Journal of the European Union.