Analiza możliwości zasilania certyfikowanych urządzeń gazowych uzdatnionym biogazem rolniczym

• Autorzy: Wojtowicz Robert

Identyfikatory

DOI

10.18668/NG.2022.08.05

Warianty tytułu

EN

Analysis of the possibility of supplying certified gas devices with treated agricultural biogas

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Głównym celem prowadzonych analiz było sprawdzenie, czy dostępne na rynku certyfikowane urządzenia gazowe użytku domowego i komercyjnego (urządzenia wykorzystywane w zakładach gastronomicznych) można zasilać częściowo oczyszczonym biogazem rolniczym lub mieszaniną takiego biogazu z gazem ziemnym wysokometanowym grupy E lub gazem z regazyfikacji LNG. Aby odpowiedzieć na to pytanie, rozważono sytuację, w której biogaz rolniczy zostanie wstępnie oczyszczony z najbardziej niepożądanych zanieczyszczeń i docelowo będzie gazem składającym się z metanu (CH4), dwutlenku węgla (CO2) i tlenu (O2). Rozpatrywano cztery różne składy biogazu rolniczego, w których zawartość CH4 zmieniała się od 70% do 85%, natomiast CO2 – od 14,8% do 29,8%. Obliczone parametry energetyczne, a w zasadzie liczbę Wobbego tych biogazów, porównywano następnie z wartościami nominalnej liczby Wobbego gazów ziemnych grup Ln, Ls i Lw, podanymi w polskich przepisach prawnych. Innym rozpatrywanym wariantem było mieszanie częściowo oczyszczonego biogazu rolniczego z gazem ziemnym wysokometanowym grupy E lub gazem z regazyfikacji LNG w takich proporcjach, aby powstałe mieszaniny osiągnęły minimalne wymagania energetyczne dla gazów ziemnych grup Ls, Lw i E oraz minimalne i maksymalne wymagania energetyczne dla gazu ziemnego grupy S (gaz zawierający w swoim składzie CO2 rozprowadzany na Węgrzech). Określono proporcje mieszania tych gazów, podano potencjalne składy powstałych mieszanin, ich parametry energetyczne oraz ciśnienia zasilania urządzeń końcowych spalających te mieszaniny. Na podstawie przeprowadzonych obliczeń podano, które kategorie urządzeń można potencjalnie wykorzystać do zasilania ich bądź to częściowo oczyszczonym biogazem, bądź też jego mieszaninami z gazem ziemnym wysokometanowym grupy E lub gazem z regazyfikacji LNG. Opisano również, jakie ewentualne zmiany będą konieczne w takich urządzeniach, aby można je było bezpiecznie użytkować po zmianie gazu.

EN

The main goal of the analyzes was to check whether the certified gas appliances available on the market for domestic and commercial use (catering equipment) can be supplied with partially purified agricultural biogas or mixture of such biogas in combination with group E high-methane natural gas or gas form LNG regasification. To answer this question, a situation in which the agricultural biogas would be pre-treated to remove the most undesirable pollutants and would ultimately be a gas consisting of methane (CH4), carbon dioxide (CO2) and oxygen (O2) was considered. Four different compositions of agricultural biogas were considered in which content of methane varied from 70% to 85% and carbon dioxide from 14.8% to 29.8%. The calculated energy parameters (Wobbe index) of these biogases were then compared with the nominal Wobbe index for natural gases of Ln, Ls and Lw groups set out in Polish legislation. Another option considered was to mix partially purified agricultural biogas with group E high-methane natural gas or gas from LNG regasification, in such proportions that the resulting mixtures would meet the minimum energy requirements for natural gases from the Ls, Lw and E groups as well as the minimum and maximum energy requirements for natural gas S group (a gas containing carbon dioxide distributed in Hungary). The mixing proportions of these gases were determined, the potential compositions of the resulting mixtures, their energy parameters and the supply pressures of the end devices burning these mixtures were given. Based on the calculations performed, the categories of devices that could potentially be supplied with either partially purified biogas or its mixtures with group E high-methane natural gas or gas from LNG regasification were indicated. The article also describes what, if any, modifications will be necessary to such devices to make them safe to use after the gas change.

Słowa kluczowe

PL

biogaz; biogaz rolniczy; mieszanina; gaz ziemny; gaz LNG

EN

biogas; agricultural biogas; mixture; natural gas; LNG

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2022
• Tom: R. 78, nr 8
• Strony: 608--617
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., tab., wz.

Twórcy

autor

Wojtowicz Robert

• Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy

Bibliografia

• Electric Power Research Institute, 2006. Fuel Composition Impacts on Combustion Turbine Operability. Technical Update. March.
• GAZ System. <https://swi.gaz-system.pl/swi/public/#!/gas/quality/params/monthly?lang=pl> (dostęp: wrzesień 2020).
• Holewa J., Kukulska-Zając E., Pęgielska M., 2012. Analiza możliwości wprowadzania biogazu do sieci przesyłowej. Nafta-Gaz, 68(8):523–529.
• Kwaśny J., Banach M., Kowalski Z., 2012. Przegląd technologii produkcji biogazu różnego pochodzenia. Czasopismo Techniczne. Chemia (Politechnika Krakowska), 109(2-Ch): 83–102.
• Mroczkowski P., Seiffert M., 2011. Oczyszczanie i zatłaczanie biogazu na przykładzie Niemiec. Możliwości wdrożenia technologii w Polsce. Niemieckie Centrum Biomasy (DBFZ).
• Piskowska-Wasiak J., 2013. Uzdatnianie gazów pochodzenia biologicznego w celu wytwarzania biopaliw i biokomponentów. Nafta-Gaz,69(3): 241–255.
• Piskowska-Wasiak J., 2014. Uzdatnianie biogazu do parametrów gazu wysokometanowego. Nafta-Gaz, 70(2): 94–105.
• Wojtowicz R., 2014. Ocena wymienności mieszanek biogazu rolniczego z LNG lub LPG z gazami drugiej rodziny grupy E i Lw metodą Weavera. Gaz, Woda, Technika Sanitarna, 11: 420–425.
• Akty prawne i dokumenty normatywne
• Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2018/2001 z dnia 11 grudnia 2018 r. w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych (Dz. Urz. UE L 328/82 z 21.12.2018).
• PN-EN 437+A1:2021 Gazy do badań – Ciśnienia próbne – Kategorie urządzeń.
• PN-C 04753:2011 Gaz ziemny – Jakość gazu dostarczanego odbiorcom z sieci.
• Rodzaje gazu i odpowiadające im ciśnienia zasilające zgodnie z art. 2 ust. 2 dyrektywy Rady 90/396/EWG z dnia 29 czerwca 1990r (Dz. Urz. UE C 296/2 z 1.12.2004).
• Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 2 lipca 2010 r. w sprawie szczegółowych warunków funkcjonowania systemu gazowego (Dz.U. z 2010 r. nr 133, poz. 891).

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).