Co oznacza megawat lub megawatogodzina w biogazowni? 

Megawat (MW) to jednostka mocy, a megawatogodzina (MWh) do jednostka energii. Przedrostek „mega” (M) zwielokrotnia wartość mocy lub energii milion razy w porównaniu do mocy o wartości jednego wata (1 W) lub energii o wartości jednej watogodziny (1 Wh). Inny przedrostek „kilo” (k) zwielokrotnia moc lub energię tysiąc razy względem jednego wata lub jednej watogodziny, odpowiednio. Mnożąc moc (mierzoną w watach „W”) i czas (mierzony w godzinach „h”) uzyskamy energię (mierzoną w watogodzinach „W*h”). Wat jest jednostką mocy w układzie SI. Jednostką energii w układzie SI jest dżul (J).  Jednostkę energii dżul (1 J) można wyrazić iloczynem wata (1 W) i sekundy (1 s), czyli 1 W*1s. Można wyrazić daną ilość energii w dżulach (często z zastosowaniem przedrostków kilo (k), mega (M), giga (G), tera (T) itd. lub w watosekundach (Ws) lub watogodzinach (Wh), często z zastosowaniem przedrostków kilo (k), mega (M), giga (G), tera (T) itd.

Warto zapamiętać przelicznik: 1 MWh = 3,6 GJ (czyli wartość 1 MWh energii jest 3,6 x większą ilością energii niż energia 1 GJ), wyprowadzony z równości 1 J = 1 W * 1 s.

Moc biogazowni to charakterystyczny parametr (wielkość fizyczna), określający jej wielkość pod względem energetycznej zdolności wytwarzania energii (po przetworzeniu paliwa biogazowego w urządzeniu energetycznym w użyteczną energię).

W okresie 1 h, biogazownia o mocy elektrycznej 1 MW, jest w stanie wyprodukować energię elektryczną w ilości 1 MWh (1 MW * 1 h). O połowę mniejszej mocy biogazownia wytworzy 1 MWh energii w okresie 2 h (1 MWh = 0,5 MW * 2 h). W okresie roku (zaokrąglając rok do 8000 h) biogazownia o mocy elektrycznej 1 MW wytworzy 8000 MWh energii elektrycznej. 

Moc w paliwie, moc elektryczna, moc elektryczna ekwiwalentna, moc cieplna to różne pojęcia, które niewłaściwie użyte mogą prowadzić do rozbieżności w faktycznym ustaleniu zdolności produkcyjnej biogazowni lub biometanowni. 

Moc w paliwie to moc wyrażona wartością energetyczną (opałową) wytwarzanego biogazu (biometanu) na jednostkę czasu (wartość energetyczna zawarta w paliwie, zanim paliwo przetworzone zostanie w energię użyteczną (np. elektryczną) podzielona przez czas jego wytwarzania). Wartość energetyczną (jednostkowa) paliwa gazowego (biogazu lub biometanu) wyraża się zwykle w MJ (megadżulach) na Nm³ (metr sześcienny w warunkach normalnych), która może zostać wyrażona w jednostce „MWh”.

Ilość biogazu wytwarzanego w czasie multiplikowana przez jednostkową wartość opałową, dzielona przez ten czas prowadzi do wartości mocy w paliwie. Ilość energii zawarta w paliwie to moc w paliwie pomnożona przez czas.

Wiedząc, że wytwarzanie ciepła w kotle gazowym wiąże się ze stratami (np. 5% przy sprawności przemiany paliwa w wyniku spalania go do użytecznego ciepła ze sprawnością 95%), aby wytworzyć 1 MWh (3,6 GJ) ciepła użytkowego niezbędne jest podać energię w paliwie o wartości energii paliwa wynoszącej ok. 1,05 MWh (wynik dzielenia energii elektrycznej 1 MWh i sprawności 95%). Podobnie w przypadku wykorzystania biogazu w jednostce kogeneracji, gdzie w jednym procesie spalania biogazu otrzymuje się energię elektryczną i ciepło. Dla typowej jednostki kogeneracji o mocy elektrycznej zainstalowanej ok. 1 MW, sprawność przemiany biogazu do energii elektrycznej wynosi ok. 40%. Jednostka kogeneracji o mocy elektrycznej zainstalowanej 1 MW wytworzy w okresie 1 h energię elektryczną w ilości 1 MWh (1 MW * 1 h), a do wytworzenia tej energii elektrycznej niezbędne jest paliwo gazowe o wartości energetycznej 2,5 MWh (1 MWh / 40%). W okresie roku (8000 h) ilość wytwarzanej energii elektrycznej w biogazowni z jednostką kogeneracji o mocy elektrycznej zainstalowanej 1 MW wyniesie 8000 MWh (1 MW * 8000 h), a ilość spalonego (przetworzonego) paliwa gazowego w tym okresie wyniesie 20.000 MWh (8000 MWh /40%).

Przetwarzając biogaz w kogeneracji, oprócz energii elektrycznej wytwarzane jest także ciepło ze sprawnością zbliżoną do sprawności elektrycznej. Dla jednostek o mocy elektrycznej 1 MW, sprawność przemiany paliwa w ciepło może wynosić nieco więcej niż sprawność elektryczna, np. ok. 42%, co oznacza, że moc cieplna wynosi 42% wartości mocy w paliwie tj. (42%*2,5 MW w paliwie = 1,05 MW mocy cieplnej) lub z proporcji sprawności i mocy elektrycznej (1 MW elektrycznej mocy *42% sprawność cieplna / 40% sprawność elektryczna). 

W przypadku biometanu produktem końcowym jest paliwo gazowe bez jego spalania w użyteczną energię elektryczną i ciepło, więc parametr mocy winien być wyrażany wartością w paliwie. Praktykuje się określenie mocy biometanowni wartością elektryczną ekwiwalentną (w domyśle – bo nie jest to uregulowane – stosując przelicznik sprawności elektrycznej jak w kogeneracji). Wtedy dla przykładowej biometanowni o mocy elektrycznej ekwiwalentnej 5 MW niezbędne jest paliwo gazowe o mocy w paliwie 12,5 MW (5 MW / 40%). Pomija się w tym wyliczeniu kwestie energetycznych potrzeb własnych związanych z wytwarzaniem biogazu i biometanu i straty paliwa w procesie uzdatniania surowego biogazu do biometanu.

Podsumowując rekomendujemy parametryzując wielkość biogazowni / biometanowni wartością mocą (lub ilością wytwarzanej energii), aby dodać, czy dotyczy mocy (energii) w paliwie czy też zainstalowanej mocy elektrycznej (ilości faktycznie wytwarzanej energii elektrycznej). Niektórzy parametryzują wielkość biogazowni ilością biogazu na 1 h wyrażoną w Nm³, ale zważywszy na różną jakość biogazu (a także biometanu) nie jest to rekomendowane, gdyż:

• przy wartości opałowej biogazu ok. 19,7 MJ/Nm3 (55% metanu w biogazie), wymagana ilość biogazu na 1 h dla jednostki o mocy elektrycznej zainstalowanej 1 MW (i sprawności elektrycznej 40%), wynosi ok. 456 Nm³/h,
• przy wartości opałowej biogazu ok. 25,1 MJ/Nm3 (70% metanu w biogazie), wymagana ilość biogazu na 1 h dla jednostki o mocy elektrycznej zainstalowanej 1 MW (i sprawności elektrycznej 40%), wynosi ok. 359 Nm³/h.