Современные технологии переработки отходов агропромышленного комплекса с получением биогаза

Журнал "Энергетика.Энергосбережение.Экология" ноябрь 2010 г.

Когда-то нефть, газ и уголь – традиционные энергоресурсы обеспечили человечеству промышленную революцию и инновационный скачок. Сегодня даже по самым оптимистичным расчетам ископаемых ресурсов может хватить лишь на несколько веков. Поэтому без сомнения, будущее планеты за возобновляемыми источниками энергии. Возобновляемые источники энергии – источники энергии, использующие энергию солнца, ветра, земли, биомассы, воды (морей, океанов, рек), которые существуют постоянно или периодически возникают в окружающей среде. Преимуществ у возобновляемых источников множество. Они неисчерпаемы, а это, в свою очередь, - залог стабильности и энергетической безопасности. И самое главное: показатели экологической и энергетической эффективности таких источников энергии чрезвычайно высоки. Недаром развитие возобновляемых источников энергии всегда упоминается среди мер по борьбе с глобальным потеплением и ограничению выбросов парниковых газов. Этот фактор чрезвычайно важен и актуален, поэтому внедрение такой альтернативной энергетики – жизненно необходимо и практически неизбежно.

В альтернативной энергетике особое место занимает переработка биомассы (органических сельскохозяйственных и бытовых отходов) метановым брожением с получением биогаза, содержащего около 70% метана, и обеззараженных органических удобрений. Наиболее важна утилизация биомассы в сельском хозяйстве, где на различные технологические нужды расходуется большое количество топлива и непрерывно растет потребность в высококачественных удобрениях. Всего в мире в настоящее время используется или разрабатывается около 60 разновидностей биогазовых технологий. Биогаз - это смесь метана и углекислого газа, образующаяся в процессе анаэробного сбраживания. Остаток, образующийся в процессе получения биогаза, содержит значительное количество органических веществ и может быть использован в качестве удобрения. Получение биогаза экономически оправдано и является предпочтительным при переработке постоянного потока отходов (стоки животноводческих ферм, растительных отходов и т. д.). Экономичность заключается в бесплатном исходном сырье (отходах), в малозатратной организации и управлении их подачей. Получение биогаза особенно эффективно на агропромышленных комплексах, где существует возможность полного экологического цикла.

Получение биогаза из органических отходов имеет положительные особенности:
1. Биогаз с высокой эффективностью может быть использован для получения тепловой и электрической энергии;

2.   Анаэробная переработка отходов животноводства, растениеводства и активного ила позволяет получать уже готовые к использованию минеральные удобрения с высоким содержанием азотной и фосфорной составляющей (в отличие от традиционных способов приготовления органических удобрений методами компостирования, при которых теряется до 30-40% азота);

3.   Происходит обеззараживание остатка и устранение патогенных микроорганизмов, отходы после анаэробной переработки отвечают требованиям, предъявляемым органами охраны природы;

4. Биогазовые установки могут быть размещены в любом регионе страны и не требуют строительства дорогостоящих газопроводов и сложной инфраструктуры;

5. Биогазовые установки могут частично или полностью заменить небольшие устаревшие котельные и обеспечить электроэнергией и теплом близлежащие деревни, поселки.

Правительство УР уделяет особое место энергосбережению. Основой текущей работы служит распоряжение Президента УР от 12 декабря 2008 года «О мерах по повышению энергетической эффективности экономики УР». В этой связи и в соответствии с вступившим в силу законом №261-ФЗ от 23.01.09 г  «Об энергоэффективности», в республике утвержден ряд законодательных нормативных актов. Одним из них является  утвержденная 15 марта 2010 года республиканская целевая программа (далее РЦП) «Энергоэффективность в Удмуртской Республике на 2010-2014 годы», государственным заказчиком-координатором которой является Региональная энергетическая комиссия Удмуртской Республики. Согласно РЦП основными принципиальными задачами политики в области энергосбережения и повышения энергоэффективности должны стать: существенная минимизация удельных затрат первичных ресурсов на единицу продукции, максимальное использование возобновляемых и вторичных ресурсов, снижение дефицита собственных электрических мощностей и топливно-энергетических ресурсов, снижение техногенной нагрузки на окружающую среду при обеспечении высокого качества продукции и качества условий жизни населения. Одной из задач по повышению энергоэффективности в агропромышленном комплексе, согласно РЦП, является использование современных технологий переработки отходов с получением биогаза.

На сегодняшний день агропромышленный комплекс занимает важное место в народном хозяйстве Удмуртской Республики. Приоритетным направлением АПК Удмуртии является животноводство, его доля в валовом объеме продукции сельского хозяйства составляет более 60%. В республике развиты традиционные отрасли животноводства: скотоводство, свиноводство и птицеводство. Ежегодное количество органических отходов животноводства в республике составляет 4173 тыс. т. в год (см. таблицу)

 

Годовое количество отходов животноводства АПК Удмуртии

на 1января 2009 года

 

Вся эта биомасса, по сути, является энергетическим потенциалом. Полное использование энергетического потенциала отходов животноводства может снизить потребности Удмуртской Республики в покупных ТЭР на 3%. Это эквивалентно комбинированной выработке электроэнергии в 242 000 тыс. кВт.час и тепловой энергии 500 000 Гкал в год или обеспечению электроэнергией порядка 170 тыс. квартир.

В 2010 году при содействии Правительства УР, РЭК УР, АНО «Агентство по энергосбережению Удмуртской Республики» начало активную работу по развитию проектирования, строительства и поиска финансовых ресурсов для строительства биогазовых комплексов на базе АПК УР.

Так в первом полугодии 2010г. конкурсной комиссией по отбору энергосберегающих проектов для их финансирования в Удмуртской Республике одобрено софинансирование проектирования и строительства 3 биогазовых установок на сумму 13 млн. руб. В настоящее время ведутся работы по разработке рабочей документации привязки полнокомпонентной биоэнергетической установки для термического анаэробного обеззараживания жидких навозных стоков с получением  экологически чистого органического удобрения и биогаза для выработки электрической энергии и тепла в СПК «Искра» Малопургинского района УР, также ведутся работы по разработке проекта и приобретению оборудования Комплекса по переработке отходов свинокомплекса в ООО «Пычасский свинокомплекс» Можгинского р-на УР. До конца 2010 года планируется разработка проектной документации по строительству биогазового комплекса в ОАО «Восточный».

Реализация проектов по биогазу позволяет агропромышленному комплексу стать энергетически автономным, экологически замкнутым. Использование биогаза из отходов АПК в настоящее время является характерным элементом современного, безотходного производства. Появляется реальная возможность с помощью биогазовой установки не только значительно сократить расходы на энергию, но и повысить эффективность предприятия, получить дополнительную прибыль, снизить себестоимость выпускаемой продукции, а также  улучшить экологическую обстановку.

АНО «Агентство по энергосбережению УР» осуществляет сбор заявок по финансированию энергосберегающих проектов в 2011г., в том числе с использованием возобновляемых источников энергии (ВИЭ), включая строительство биогазовых комплексов в АПК.