Биогазовая энергетика. Реальное будущее
Преимущества биогазовых технологий
Среди возобновляемых источников энергии биогаз занимает особое место. Нетрудно объяснить почему.
- Сырьем для получения биогаза являются отходы, как правило, требующие утилизации или длительной и затратной переработки.
- В результате переработки в биореакторе отходы превращаются в ценные органические удобрения, не требующие дополнительной обработки перед внесением в почву.
- Получаемый биогаз легко применим: его можно без дополнительной обработки использовать для получения электроэнергии, тепловой энергии или одновременно и то и другое, его можно очищать от примесей и применять как природный газ, при этом возможно выделение чистой углекислоты, которой в биогазе не менее 30%.
При внедрении на животноводческом или птицеводческом предприятии биогазовой установки решается ряд задач:
- Происходит утилизация навоза и помета, отходов бойни, кормовых отходов самым экологичным способом, с минимальным влиянием на парниковый эффект.
- Происходит сокращение затрат на энергоносители за счет выработки электроэнергии и тепловой энергии.
- В ряде случаев – получение дополнительных доходов за счет продажи излишков энергоресурсов, а также за счет продажи органических удобрений.
Биогаз в России
В последнее время в России все чаще поднимаются вопросы развития биогаза на уровне федерального правительства. Уже рассматриваются проекты «зеленых» тарифов, субсидируются регионы, развивающие биогазовые технологии для утилизации органических отходов аграрного сектора. Учитывая рост экологических штрафов и стоимость энергоносителей, можно отметить увеличение стимулов для развития биогазовых технологий.
Нормативная база
Распоряжение Правительства РФ № 1-Р от 08 января 2009 года «Основные направления государственной политики в сфере повышения энергетической эффективности электроэнергетики на основе использования возобновляемых источников энергии на период до 2020 года»;
Указ 889 Президент Российской Федерации от 04 июня 2008 года «О некоторых мерах по повышению энергетической и экологической эффективности российской экономики»;
Федеральный закон N 264-ФЗ Российской Федерации от 29 декабря 2006 года «О развитии сельского хозяйства»;
Нормативная база, относящаяся к использованию возобновляемых источников энергии, постоянно расширяется, поэтому можно ожидать упорядочения этого рынка и снижения рисков в области применения биогаза.
Принципиальные типы биогазовых установок
В зависимости от свойств применяемого сырья, а также потребностей потребителя варианты исполнения биогазовых установок могут сильно отличаться. В мире существует множество различных биогазовых установок, однако можно отметить два типа, нашедших широкое применение:
1 тип – установки с непрерывным циклом производства, имеющие главный реактор - цилиндрический метантенк, работающие на жидком (полужидком) сырье. Характеризуются высокой степенью разложения сырья и, соответственно, имеют максимально возможный выход биогаза.
2 тип – установки с периодическим циклом производства, имеющие ряд горизонтальных реакторов «гаражного» типа, работающие на сырье с пониженной влажностью (сухая ферментация). Характеризуются более простой конструкцией, меньшими затратами энергии на собственные нужды, не требуют разбавления расходного сырья водой.
Опыт Германии
В настоящий момент Германия, несомненно, является лидером в Европе по производству биогаза из возобновляемых источников энергии. Государственное стимулирование производства биогаза привело к резкому росту количества и качества биогазовых установок и соответственно к резкому росту производимой ими электроэнергии. Огромное количество фирм – разработчиков биогазовых технологий, новые научные разработки, переход на новые виды сырья привели к появлению многочисленных типов биогазовых установок, различающихся количеством и назначением реакторов, системами загрузки и перемешивания.
Экологический аспект
Большинство существующих крупных животноводческих предприятий и особенно птицефабрик являются источниками интенсивного загрязнения окружающей среды. На многие сотни метров вокруг загрязняются воздух, поверхностные и подземные воды, происходят необратимые изменения флоры и фауны, территория становится источником болезней и эпизоотий. Бесподстилочный навоз/помет по уровню химического загрязнения окружающей среды в 10 раз более опасны по сравнению с коммунально-бытовыми отходами. Уровень заболеваемости населения в районах функционирования крупных животноводческих предприятий и птицефабрик в 1,6 раза превышает ее средний показатель в Российской Федерации. Было установлено, что неблагополучная экологическая обстановка на 15-20 % снижает репродуктивные способности животных и человека. Районы расположения индустриальных животноводческих и птицеводческих объектов, как правило, являются экологически неблагополучными, в ряде случаев определяются как зоны экологического бедствия.
Производство биогаза - самый эффективный и экологичный способ переработки влажных органических отходов
Плодородие почв
Внесение навоза и помета в почву без соответствующей обработки запрещено, т.к. приводит к загрязнению и заражению почв. Самым распространенным способом обработки навоза и помета является компостирование, при этом перед компостированием навоз и помет должны длительное время должны вылежаться в лагунах. При таком процессе переработки выделяются газы: метан, окись углерода, аммиак и т.д. Выделения метана в окружающую среду опасно, т.к. негативное влияние метана на парниковый эффект в 20 раз сильнее влияния углекислого газа. И одним из способов бороться с изменением климата является исключение выделения метана в атмосферу. При утилизации помета (навоза) в биогазовых станциях эти выделения сведены к минимуму, что делает этот способ утилизации наиболее экологичным.
Кроме того, для компостирования помет необходимо смешать с другими ограническими компонентами (торф, солома, древесные опилки), которые не всегда имеются в достаточном количестве.
Наши услуги
Мы рады предложить вам свои услуги в области проектирования и строительства биогазовых установок.
Профессиональное проектирование и расчет вашей биогазовой установки: расчет параметров установки, размеров резервуаров, выбор способа подготовки сырья, систем перемешивания и подогрева, пропускную способность подводящих линий, мощность установки, планирование размещения установки с учетом возможного расширения и т.д.
Наша организация тесно сотрудничает с зарубежными коллегами, специалисты нашей компании проходят стажировку и обучение на действующих установках Германии и Франции.
На сегодняшний день экономически наиболее оправдано строительство биогазовых станций на предприятиях с высокой концентрацией производства сельхозпродукции: свинофермы, птицефабрики, фермы КРС.
Производство биогаза решает комплекс задач:
- сокращение затрат на энергоносители (применение биогазовых установок позволяет обеспечить автономность предприятия по электроснабжению, теплоснабжению и горячему водоснабжению, что способствует получению в дальнейшем дополнительного дохода);
- утилизация помета и навоза с выработкой биоудобрения (как следствие – сокращение санитарно-защитной зоны, снижение экологических платежей);
- увеличение плодородия почв за счет внесения биоудобрений.
Выход биогаза и содержание в нем метана при использовании разных типов сырья
Тип сырья |
Выход газа (м3 на килограмм сухого вещества) |
Содержание метана (%) |
А. навоз животных |
||
Навоз КРС |
0,250 - 0,340 |
65 |
Свиной навоз |
0,340 - 0,580 |
65 - 70 |
Птичий помет |
0,310 - 0,620 |
60 |
Конский навоз |
0,200 - 0,300 |
56 - 60 |
Овечий навоз |
0,300 - 620 |
70 |
Б. Отходы хозяйства |
||
Сточные воды, фекалии |
0,310 - 0,740 |
70 |
Овощные отходы |
0,330 - 0,500 |
50-70 |
Картофельная ботва |
0,280 - 0,490 |
60 - 75 |
Свекольная ботва |
0,400 - 0,500 |
85 |
С. Растительные сухие отходы |
||
Пшеничная солома |
0,200 - 0,300 |
50 - 60 |
Солома ржи |
0,200 - 0,300 |
59 |
Ячменная солома |
0,250 - 0,300 |
59 |
Овсяная солома |
0,290 - 0,310 |
59 |
Кукурузная солома |
0,380 - 0,460 |
59 |
Лен |
0,360 |
59 |
Конопля |
0,360 |
59 |
Свекольный жом |
0,165 |
|
Листья подсолнечника |
0,300 |
59 |
Клевер |
0,430 - 0,490 |
|
D. Другое |
||
Трава |
0,280 - 0,630 |
70 |
Листва деревьев |
0,210 - 0,290 |
58 |