В данной публикации речь идет о биогазовых установках, вырабатывающих биогаз и биоудобрения из отходов сельского хозяйства путем безкислородного брожения. Биогаз может использоваться для приготовления пищи, обогревания. Его можно сжигать, накапливать, перекачивать, использовать для заправки автомобиля или же продавать соседям.
Использование сбаланстрованных экологически чистых жидких или твердых биоудобрений без нитратов, семян сорняков, патогенной микрофлоры, яиц гельминтов повышает урожайность на 30-50%.
Что же такое биогазовая установка?
Биогазовая установка вырабатывает биогаз и биоудобрения из отходов сельского хозяйства путем безкислородного брожения. Сырьем могут быть отходы растений, силос, солома, гнилое зерно, навоз крупного рогатого скота, свиней, куриный помет, канализационные стоки, жиры, биоотходы, отходы боен, пищевой промышленности и садоводства, солодовый осадок, жмых.
Какие выгоды от биогазовой установки?
Прежде всего переработка отходов сельского хозяйства и навоза — это система очистки, которая при этом еще и приносит прибыль. Переработка отходов одновременно в больших количествах дает вам очищение от биоотходов, биогаз, электричество, тепло, удобрения.
Все выше перечисленное вырабатывается почти по нулевой себестоимости. Ведь навоз бесплатный, а собственно установка на себя использует лишь 10-15% энергии. Для работы (обслуживания) очень большой установки достаточно одного работника и двух часов работы в день.
Из 1 тонны навоза можно получить:
50 м3 биогаза — 40 грн., 100 кВт електроенергии — 27 грн., 100 кВт тепла — 10 грн., 0,9 т биоудобрения — 300 грн., вместе 377 грн.
Если Ваша ферма дает 1 тонну навоза в день, то за год Вы просто выбрасываете приблизительно 130 тыс. грн. за пять лет эта сумма составит 650 тыс. грн.
В Германии есть несколько сотен установок, которые работают только на кукурузном силосе и специально вырабатывают газ и электроэнергию. Для Украины такая установка может быть выгодной только во время переработки именно отходов, а не силоса, который специально вырабатывают из кукурузы.
Утилизация или очищение
Обычный навоз нельзя использовать как удобрение на протяжении 3-5 лет. При использовании обычных отстойников, мусорников и лагун фильтрат часто попадает в грунтовые воды, от чего болеют люди и животные. Размеры лагун огромные и запахи от них исходят соответствующие.
При использовании биогазовой установки навоз бродит, и перебродившая масса сразу же может использоваться как удобрение. Площадь биогазовой установки меньше площади лагуны в несколько десятков раз. Таким образом, кроме очищения можно еще и эффективнее использовать земельные площади.
Очищение также можно выразить в деньгах. Вы можете прикинуть, например, сколько стоит лечение животных. Используя систему очищения, Вы сделаете так, что ваши животные и Вы сами меньше будете болеть и будете тратить меньше денег на лекарства.
Биогаз
В процессе брожения из биоотходов вырабатывается биогаз. Он может использоваться для приготовления пищи, обогревания. Его можно сжижать, накапливать, перекачивать, использовать для заправки автомобиля или же продавать соседям.
Справка: что такое биогаз?
Биогаз — это газ, который приблизительно на 60% состоит из СН4 и на 40% — из углекислого газа СО2. Синонимами слова биогаз являются такие слова как «канализационный газ», «шахтный газ» и «болотный газ», «газ-метан». Разнообразные виды микроорганизмов метаболизируют углерод из органических субстратов в безкислородных условиях (анаэробно). Этот процесс так называемого гниения или безкислородного брожения идет за цепью питания.
Выход газа может быть большим, если добавлять дополнительно отходы растительной массы. Цена за последние два года поднялась в 3,5 раза. Все понимают, что дальнейшее подорожание газа в Украине значительно и неизбежно. Но как ни удивительно, большинство не думает о последствиях подорожания относительно себя, своей семьи и бизнеса.
Во многих населенных пунктах до сих пор нет газа, его привозят в баллонах и стоит он недешево. А на прокладывание километров газопровода нужны миллионы долларов. Вместо того, чтобы строить газопроводы, за эти же или даже за меньшие средства можно построить биогазовые установки. За газ из газопровода нужно платить, а тот, что из биогазовой установки — всегда бесплатный.
Электроенергия
Из 1 м3 биогаза в генераторе можно выработать от 3 до 8 квт/2 электроэнергии.
Электроэнергия в мире стоит 10 центов за 1 квт. У нас пока лишь 5 центов. Учитывая, что твэлы (сырье для ядерных реакторов) — русские, украинскую электроэнергию скорее всего, ждет судьба газа.
Тепло
Тепло от охлаждения генератора или от сгорания биогаза можно использовать для обогревания фермы, домов, сушки семян, получения кипяченной воды для содержания скота. Многие думают, что теплая вода им не нужна. А в действительности, например, если корову поить теплой водой, то она будет давать больше качественного молока и будет меньше болеть.
Рядом с биогазовыми установками можно восстанавливать и устанавливать новые теплицы.
Удобрения
Масса, которая перебродила — это готовые экологически чистые жидкие или твердые биоудобрения без нитратов, семян сорняков, патогенной микрофлоры, яиц гельминтов, специфических запахов. При использовании таких сбалансированных биоудобрений урожайность повышается на 30-50%.
Люди ежегодно покупают и везут издалека дорогие удобрения. А они, совсем рядом и к тому же — самые лучшие. Биогазовая установка дает удобрения высочайшего качества, а их себестоимость равна «0». Биогазовая установка вырабатывает их каждый день.
Состав биогазовой установки
1. Навозохранилище.
2. Система загрузки биомассы.
3. Реактор.
4. Реактор дображивания.
5. Субстратер.
6. Система отопления.
7. Силовая установка.
8. Система автоматики и контроля.
9. Система газопроводов.
Принцип работы оборудования
Навоз из окружающих ферм привозят на биогазовую установку грузовиками или перекачивают насосами. Или же, если установка небольшая, навоз собирается в выгребной яме (сборнике) возле реактора. Из сборника реактор беспрерывно наполняется с помощью помпы.
Отходы растительной массы, например, солома или другие коферменты, привозят грузовиками, их разгружают в закрытые сборники (выгребные ямы), которые, обычно, закрыты для уменьшения неприятных запахов и открывают их лишь для добавления коферментов. Для эффективного уменьшения запахов доставка иногда происходит в закрытой емкости. Сначала коферменты высыпаются (перемалываются), гомогенизируются и перемешиваются с навозом/пометом. Гомогенизация чаще всего происходит при температуре 70°С на протяжении одного часа при максимальном размере частицы 1 см. Гомогенизация с навозом происходит в резервуаре с мощными мешалками.
Собственно реактор газонепроницаем, с полностью герметичным резервуаром из стали или железобетона. Эта конструкция теплоизолируется, так как внутри резервуара должна быть для микроорганизмов фиксированная температура. Она может быть мезофильной (приблизительно 35°С), или же термофильной (приблизительно 55°С). Внутри реактора размещен миксер, который используется для полного перемешивания содержимого реактора. Иногда перемешивание осуществляется миксером, размещенным в центре крышки, а иногда — и погруженными мешалками.
Оператор должен быть уверен в том, что нет условий для появления плавающих шариков или осадка. Вдобавок, микроорганизмы должны быть обеспечены всеми необходимыми питательными веществами. Свежий навоз может подаваться в реактор небольшими порциями несколько раз в день. Средняя продолжительность гидравлического отстаивания внутри реактора (в зависимости от субстратов) — 20-40 дней. На протяжении этого времени органические вещества внутри навоза метаболизируются (превращаются) микроорганизмами.
На выходе имеем два продукта: биогаз и субстрат (компостированный и жидкий). Последний сохраняется в стандартном танкере для хранения удобрений. В Германии этот компостированный субстрат используют как удобрение из-за высокой концентрации аммиака (NH4). А биогаз сохраняют в газгольдере, специальном сосуде для хранения газа. Здесь, в газгольдере, выравниваются давление и состав газа. Из газгольдера идет беспрерывная подача газа в газовый или дизельно-газовый двигатель-генератор. Здесь же вырабатывается тепло и электроэнергия. Иногда мощность может достигать нескольких Мвт. Крупные биогазовые установки имеют аварийные факельные установки на тот случай, если двигатели не работают и биогаз нужно сжечь. Газовая система может включать в себя вентилятор, конденсатоотводник, десульфализатор и т.п. Все контролируется устройством для контроля газовой установки.
Всей системой управляет автоматика. Для управления достаточно лишь одного работника на протяжении двух часов на день. Этот работник контролирует процесс с помощью обычного компьютера, и он же на тракторе подает биомассу. После двухнедельного обучения на установке может работать даже человек без определенных навыков, то есть после школы или техникума.
Где работают такие биогазовые установки
За шесть лет немецкой фирмой построены и приведены в действие 82 установки в Германии. Нынче через украинское представительство фирма имеет возможность построить такие установки и в Украине.
Хотим обратить ваше внимание на то, что установки, которые предлагаются, не являются экспериментальными. Это немецкое оборудование, которое работает надежно и проверено.
Финансовые аспекты
Стоимость оборудования зависит от мощности и комплектации. Неуместно, например, ставить большие генераторы, если потребности хозяйства небольшие. Для энергетического расчета и стоимости необходимо знать: количество голов животных и количество имеющейся биомассы, потребности в биогазе, электроэнергии. Средний срок окупаемости проекта — 3-4 года.
Не обязательно даже иметь всю необходимую сумму. Нужно продемонстрировать серьезные намерения хотя бы на 15-25%. На оставшиеся, 85-75%, можно получить кредит под 8-10% годовых на 5 лет под залог самого оборудования.
Стоимость оборудования за последние 5 лет уменьшилась в несколько раз и теперь довольно умеренна. Проект окупается, поскольку вам больше не нужно платить за газ, электроэнергию, теплую воду, удобрения. Эти деньги идут на погашение кредита или просто вам как прибыль, если вы вложили сразу все средства.
И наконец хочется обратить внимание на такое: биогазовые установки могут предлагать разные институты и умельцы. Но не стоит, чтобы кто-то проводил эксперименты за ваш счет. Под названием «биогазовая установка» вам могут предложить совсем не систему, а просто емкость, без систем загрузки, перемешивания, без газовой системы, без генератора, без системы контроля и автоматики. Принимая решение о строительстве биогазовой установки, необходимо поинтересоваться не только энергетическими данными, но и составом и функционированием систем.
(По материалам журнала «Дом, сад, огород»).