Биогаз

Биогазовые комплексы

Биогаз - это смесь метана, углекислого газа и незначительной примеси сероводорода, образующаяся в процессе анаэробного сбраживания. Остаток, образующийся в процессе получения биогаза, содержит значительное количество питательных 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 том, что нет нужды в предварительном сборе отходов, в организации и управлении их подачей; при этом известно, сколько и когда будет получено отходов. Получение биогаза особенно эффективно на агропромышленных комплексах, где существует возможность полного экологического цикла.

Получение биогаза из органических отходов имеет следующие 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 биоорганические  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. осуществляется санитарная обработка сточных вод (особенно животноводческих и коммунально-бытовых), содержание органических веществ снижается до 10 раз; 
4. биогазовые установки могут быть размещены практически 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.

Биогаз может быть получен из отходов:

1. Сельскохозяйственных предприятий:

• свиноферм;
• ферм КРС;
• птицефабрик;
• растениеводческих предприятий;
• предприятий смешанного типа.

2. Перерабатывающих предприятий:

• спиртовых и биоэтанольных заводов;
• пивоваренных заводов;
• сахарных заводов;
• мясокомбинатов;
• ветеринарно-санитарных заводов;
• крахмалопаточных заводов;
• заводов по производству дрожжей;
• молокозаводов;
• хлебобулочных комбинатов.

3. Мусороперерабатывающих предприятий.
4. Коммунальных предприятий и городских очистных сооружений.

 

Обобщенная схема биогазовой установки:

источник органической биомассы; резервуар для хранения биомассы; насос; метантанк; газгольдер; теплообменник; котел; хранилище удобрения.

   

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

В настоящее время  разработана проектно-сметная документация к следующим проектам:

• Биогазовый комплекс на базе СПК «Искра» (Малопургинский район). Поголовье 6 тыс. свиней. Капитальные затраты ориентировочно 120 млн.руб. 
• Биогазовый комплекс ОАО «Восточный» (входит в «Комос-Групп»). Поголовье – 140 тыс.свиней. Стоимость проекта ориентировочно 110  млн.руб.
• Биогазовый комплекс на очистных сооружениях канализации МУП г.Ижевска "Ижводоканал".

Опыт использования биогазовых комплексов в мире.

Среди промышленно развитых стран ведущее место в производстве и использовании биогаза по относительным показателям принадлежит Дании — биогаз занимает до 18 % в её общем энергобалансе. В августе 2010 года в составе российской делегации представитель АНО "Агентство по энергосбережению УР" посетил Данию с деловым визитом. Цель поездки – изучение практического опыта развития энергоэффективности, поскольку Дания – признанный мировой лидер в практическом применении передовых достижений по энергосбережению во всех сферах экономики. В программе поздки были охвачены мероприятия и объекты в области энергоэффективных технологий, в т.ч. опыт использования биоэнергетических комплексов. Пять фермерских хозяйств объединившись в кооператив построили в 1994 году бионергетический комплекс, позволяющий утилизировать отходы животноводства и вырабатывать биогаз. Данный комплекс перерабатывает по 520 м3 отходов в день (180 тыс. м3 в год), 75 % из них это навоз со свиноводческих ферм, 25 % другие органические отходы, в т.ч. с мясокомбинатов. Комплекс непрерывно вырабатывает от 700 до 1000 м3/ч биогаза, который направляется на когенерационную установку. Кроме того, из переработанных отходов получаются органические удобрения, которые в жидком виде с помощью специальных машин вывозятся на поля. Благодаря этому, фермеры собирают урожай пшеницы до 100 центнеров с гектара. Когенерационная установка включает в себя следующее оборудование: два ГПА – Catelpillar установленной мощностью по 720 и 2500 кВт, работающие в течении года в номинальном режиме, один ГПА Rolls Royce установленной мощностью 1700 кВт. Кроме того, установлен один котел на биогазе и один котел на пеллетах, вырабатывающие в зимнее время тепловую энергию. Данный комплекс полностью работает в автоматизированном режиме. Стоимость биогазового комплекса составляет, в пересчете на 2010 год 600 млн. рублей.

По абсолютным показателям по количеству средних и крупных установок ведущее место занимает Германия — 8000 тыс. шт. В Западной Европе не менее половины всех птицеферм отапливаются биогазом.

Больше всего малых биогазовых установок находится в Китае — более 10 млн. (на конец 1990-х). Они производят около 7 млрд. м³ биогаза в год, что обеспечивает топливом примерно 60 млн. крестьян. В конце 2006 года в Китае действовало уже около 18 млн. биогазовых установок. Их применение позволило заменить 10,9 млн. тонн условного топлива.

В Индии, Вьетнаме, Непале и других странах строят малые (односемейные) биогазовые установки. Получаемый в них газ используется для приготовления пищи. В Индии с 1981 года до 2006 года было установлено 3,8 млн. малых биогазовых установок. В Непале существует программа поддержки развития биогазовой энергетики, благодаря которой в сельской местности к концу 2009 года было создано 200 тысяч малых биогазовых установок.

Volvo и Scania производят автобусы с двигателями, работающими на биогазе. Такие автобусы активно используются в городах Швейцарии: Берн, Базель, Женева, Люцерн и Лозанна. По прогнозам Швейцарской Ассоциации Газовой Индустрии к 2010 году 10 % автотранспорта Швейцарии будет работать на биогазе.

Муниципалитет Осло в начале 2009 года перевёл на биогаз 80 городских автобусов. Стоимость биогаза составляет €0,4 — €0,5 за литр в бензиновом эквиваленте. При успешном завершении испытаний на биогаз будут переведены 400 автобусов.

Потенциал биогазовой отрасли в РФ и мире

Россия ежегодно накапливает до 300 млн. т в сухом эквиваленте органических отходов: 250 млн. т в сельскохозяйственном производстве, 50 млн. т в виде бытового мусора. Эти отходы могут быть сырьём для производства биогаза. Потенциальный объём ежегодно получаемого биогаза может составить 90 млрд. м³.

В США выращивается около 8,5 миллионов коров. Биогаза, получаемого из их навоза, будет достаточно для обеспечения топливом 1 миллиона автомобилей.

Потенциал биогазовой индустрии Германии оценивается в 100 миллиардов кВт•ч энергии к 2030 году, что будет составлять около 10% от потребляемой страной энергии.