Wdrożenie biogazowni u drobnych rolników w północnej Tajlandii: projekt elastycznego fermentora firmy Henan Zonghai Plastic Industry

Tło projektu

W całej Azji Południowo-Wschodniej małe gospodarstwa hodowlane produkują stałą ilość odpadów organicznych, które można przekształcić w energię odnawialną poprzez fermentację beztlenową. Jednakże, wdrażanie systemów biogazowych w mniejszych gospodarstwach jest często ograniczone przez koszty instalacji, złożoność budowy i warunki terenowe.

W 2024 roku, Henan Zonghai Plastic Industry Co., Ltd., producent specjalizujący się w elastycznych systemach magazynowania środowiskowego, uczestniczył w wiejskim projekcie instalacji biogazowej w północnej Tajlandii. Projekt skupiał się na wspieraniu gospodarstw hodujących świnie, poszukujących praktycznego sposobu zarządzania odchodami zwierzęcymi przy jednoczesnym wytwarzaniu paliwa do gotowania.

Inicjatywa ta stanowiła okazję do oceny wydajności elastycznych membranowych biogazowni w typowych warunkach rolniczych Azji Południowo-Wschodniej.

Lokalne warunki rolnicze

Uczestniczące gospodarstwo znajdowało się na obszarze wiejskim, gdzie powszechne jest rolnictwo mieszane. Gospodarstwo hodowało około 18 świń, produkując odchody, które wcześniej były przechowywane w otwartych dołach w pobliżu budynków inwentarskich.

Kluczowe cechy środowiskowe obejmowały:

• Średnia roczna temperatura: 26–32°C
• Wysokie sezonowe opady deszczu podczas pory monsunowej
• Gleba bogata w glinę o umiarkowanym poziomie wód gruntowych

Te warunki utrudniały budowę tradycyjnych podziemnych biogazowni murowanych. Prace wykopaliskowe w porze deszczowej często prowadziły do zapadania się gruntu i infiltracji wody.

Gospodarstwo wymagało zatem systemu, który mógłby działać niezawodnie, minimalizując jednocześnie wymagania konstrukcyjne.

Identyfikacja wyzwania

Przed instalacją systemu biogazowni gospodarstwo borykało się z trzema głównymi wyzwaniami operacyjnymi:

1. Gromadzenie odpadów w pobliżu budynków inwentarskich

Codziennie zbierane odchody świń były tymczasowo przechowywane w płytkim dole. Podczas intensywnych opadów deszczu, gnojowica mogła przelewać się do otaczającej gleby.

2. Zależność od kupowanego paliwa do gotowania

Gospodarstwo polegało głównie na butlach z LPG do gotowania, co wymagało regularnych dostaw z pobliskich miasteczek.

3. Ograniczone zasoby budowlane

Budowa stałej biogazowni betonowej wymagałaby wykwalifikowanej siły roboczej i kilku tygodni pracy, co zwiększyłoby złożoność projektu.

Celem projektu było zatem zainstalowanie kompaktowego, trwałego systemu biogazowego, który można by szybko wdrożyć i konserwować przy użyciu podstawowych praktyk zarządzania gospodarstwem.

Rozwiązanie techniczne dostarczone przez Henan Zonghai Plastic Industry

Henan Zonghai Plastic Industry dostarczyła elastyczny system biogazowni o objętości roboczej 12 metrów sześciennych, odpowiedni dla gospodarstw hodujących 10–25 świń.

Korpus biogazowni został wykonany z wzmocnionej tkaniny poliestrowej powlekanej PVC, materiału przeznaczonego do zastosowań zewnętrznych.

Kluczowe specyfikacje techniczne obejmowały:

Grubość membrany

Około 0,9 mm wielowarstwowa struktura kompozytowa

Wzmocnienie tkaniny bazowej

Wysokowytrzymałe włókna poliestrowe zapewniające stabilność naprężeniową przeciwko wewnętrznemu ciśnieniu gazu

Technologia zgrzewania

Zgrzewy wysokiej częstotliwości zaprojektowane w celu utrzymania szczelności gazu

Tolerancja temperatury pracy

Około −30°C do 70°C, wspierając stabilną wydajność w klimacie tropikalnym

System biogazowni obejmował:

• Rura wlotowa substratu
• Rura wylotowa gnojowicy
• Przyłącze wylotu gazu
• Niskociśnieniowy rurociąg gazowy do użytku domowego

Ze względu na elastyczność konstrukcji, jednostka mogła być zainstalowana nad ziemią na zagęszczonej podstawie glebowej z częściowym przykryciem glebą dla stabilności.

Proces instalacji

Instalacja biogazowni wymagała jedynie niewielkiego przygotowanego obszaru przylegającego do obory.

Proces obejmował:

1. Wyrównanie terenu instalacji
2. Umieszczenie korpusu biogazowni i zabezpieczenie punktów kotwiczenia
3. Podłączenie rury wlotowej do kanału zbierania obornika
4. Instalacja rury wylotowej do odprowadzania gnojowicy
5. Podłączenie rurociągu gazowego do kuchenki domowej

Cały proces instalacji został zakończony w ciągu jednego dnia roboczego, wymagając jedynie podstawowych narzędzi ręcznych.

Ta szybka instalacja była szczególnie ważna, ponieważ pozwoliła uniknąć przedłużających się prac budowlanych w porze deszczowej.

Warunki operacyjne

Po uruchomieniu systemu gospodarstwo zaczęło zasilać biogazownię mieszaniną odchodów świń i wody.

Typowe dzienne wkłady obejmowały:

• Odchody: 10–14 kg dziennie
• Stosunek wody do rozcieńczenia: około 1:1

W naturalnym zakresie temperatur regionu wynoszącym 28–32°C, mikroorganizmy beztlenowe zaczęły przekształcać materię organiczną w biogaz bez żadnego sprzętu grzewczego.

Gaz wytworzony w biogazowni był kierowany przez niskociśnieniowy rurociąg do kuchni domowej.

Proces fermentacji generował również płynny nawóz, który wypływał przez rurę wylotową do małego zbiornika.

Obserwowane wyniki na poziomie gospodarstwa

Przez kilka miesięcy eksploatacji system wykazywał praktyczne korzyści dla gospodarstwa.

Zarządzanie odpadami

Odchody, które wcześniej były przechowywane w otwartych dołach, były teraz przetwarzane bezpośrednio przez biogazownię.

Energia domowa

Biogaz wytworzony z codziennych wkładów odchodów stanowił paliwo do rutynowych czynności gotowania.

Ponowne wykorzystanie w rolnictwie

Sfermentowany nawóz był stosowany do upraw warzyw uprawianych w pobliżu domu.

Wyniki te ilustrowały, w jaki sposób małe biogazownie mogą integrować się z codziennymi operacjami gospodarstwa bez konieczności stosowania skomplikowanej infrastruktury.

Wgląd branżowy

Projekty takie jak ten podkreślają znaczenie dostosowania technologii biogazowej do lokalnych warunków rolniczych. W Azji Południowo-Wschodniej, gdzie małe gospodarstwa dominują na obszarach wiejskich, technologie zmniejszające bariery instalacyjne mogą pomóc w rozszerzeniu stosowania systemów przetwarzania odpadów organicznych.

Elastyczne systemy biogazowni produkowane przez firmy takie jak Henan Zonghai Plastic Industry Co., Ltd. pokazują, jak nowoczesne materiały polimerowe mogą uprościć wdrożenie, jednocześnie spełniając wymagania techniczne niezbędne do fermentacji beztlenowej.

W miarę ewolucji programów energii wiejskiej, praktyczne studia przypadków z gospodarstw w Tajlandii i krajach sąsiednich stanowią cenne punkty odniesienia dla przyszłych instalacji.