В публикации речь идет о возможности замены в Украине природного газа на местные виды топлива. Большой резерв имеет использование биомассы, соломы, пожнивных остатков и биогаза для получения тепла и электроэнергии. Биогаз для получения дешевой энергии по значению занимает второе место после сжигания твердой биомассы.
(Окончание. Начало в №28.)
Опыт соседей
Центр «ЭкоРос», при поддержке Министерства образования и науки России, в рамках государственной программы «Экологически чистая энергетика» сконструировал две биогазовые установки. Первая из них — «ИБГУ-1» — предназначена для крестьянской усадьбы. Установка перерабатывает все органические отходы животных и птицы (5-6 коров, или 50-60 свиней, или 500-600 кур), а также канализационную жидкость и бытовые твердые отходы. Модульный принцип, который заложен в конструкцию, дает возможность при необходимости увеличить выделение пара (наращивать) установкой, соответственно увеличивая мощность. Газ, который получается в биореакторе, используется в быту так, как и естественный.
Технико-эксплуатационные характеристики «ИБГУ-1»: суточный объем сырья может быть от 50 до 200 кг при влажности не менее 85% и не более 93%, суточный объем биогаза, который выделяется, в зависимости от объема сырья, колеблется от 3 до 12 м3 с содержанием 55-60% метана, 45-35% углекислого газа и полным отсутствием сероводорода. В комплект установки включены биореактор-метантенк объемом 2,2 м3, газгольдер мокрого типа объемом 3 м3, лестница-эстакада, ковш-тележка, таль, бак для хранения удобрения.
Модульный принцип, который дает возможность последовательно наращивать производительность, заложено и в конструкцию установки «БИОЕН-1» — первой русской фермерской мини-теплоэлектростанции. Каждый модуль рассчитан на навоз от 25-30 коров, обеспечивает полную независимость от централизованного электрообеспечения и покрывает все энергетические потребности фермерской семьи с 5-6 человек. На этом, правда, успехи соседей и заканчиваются. Хотя, можно отметить, что в России попробовали разработать мини-теплоэлектростанцию на биогазе. А это уже значительный шаг вперед.
Электроэнергия — «взрослость» биогаза
Оказывается, при использовании биогаза для производства электроэнергии ее себестоимость будет составлять всего 0,025-0,075 доллара за кВт/ч. В то самое время, электроэнергия от традиционных источников стоит 0,1-0,15 доллара за кВт/ч. Таким образом, биогаз в 2-4 раза экономичнее природного топлива. И это уже давно поняли в развитых странах. Первые опыты по производству электроэнергии из навоза в мире были проведены еще 25 лет назад. Однако метод не нашел широкого применения из-за его низкой эффективности.
Но с того времени в результате экспериментальных работ, которые были проведены группой исследователей из университета города Сан-Луи Обиспо (Калифорния, США), был достигнут значительный прогресс.
Экологические плюсы нового топлива
Переработка органических отходов сельскохозяйственного производства в биогазовых установках имеет два «экологических плюса» — смещается во времени глобальное потепление и уменьшается загрязнение подземных вод и поверхности водоемов аммонийными соединениями. Кроме того, биогазовые установки снижают использование дров, чем уменьшают вырубывание леса. И, как результат, сокращают деградацию грунтов. Использование 1 м3 биогаза вместо 1,3 кг дров уменьшает выбросы углекислого газа на 2,6 кг. Снижение выбросов углекислого газа за счет замены использования бензина составляет около 1,6 кг на 1 м3. Т.е. производство биогаза является важной частью биохимического углекислого цикла планеты.
До сего времени мероприятия по снижению глобального потепления сводились, главным образом, к уменьшению выбросов углекислого газа — через его высокую концентрацию в атмосфере. Тем не менее, другие газы могут нести намного больший парниковый эффект. Например, метан занимает только 20% состава парниковых газов в атмосфере. И его потенциал влияния на климат в 23 раза больше, чем углекислого. А от переработки одной тонны навоза снижение выбросов метана составляет около 90 кг эквиваленту углекислого газа.
Количество эмиссий метана от сельскохозяйственного производства составляет около 33% глобальных выбросов метана. Животноводство «отвечает» за 16%, выращивание риса — за 12% и животноводческие отходы — за 5%.
Относительный потенциал окиси азота («газ, который веселит») для изменения климата в 320 раз больше, чем потенциал углекислого газа. Производство «газа, который веселит», — естественный микробиологический процесс, проходит во время нитрофикации и денитрофикации в почвах, сточных водах и системах утилизации отходов. Удобрение почв и специальные условия хранения могут снизить эмиссии такого газа в несколько раз. Исследования показывают, что выбросы упомянутого газа могут быть уменьшены на 10% с помощью анаэробной переработки редких отходов. А это означает предупреждение выбросов 15,7 млн. тонн эквивалента.
Навоз превратить в золото
В странах ЕС для решения вопросов биоэнергетики ежегодно выделяются значительные средства. Причем на научные разработки тратится до 40% от общей суммы, а на демонстрацию разработок — 30%. Автор считает, что в Украине, следует разработать соответствующую государственную программу, которая бы могла решать три проблемы: сырьевую, сам процесс добычи биогаза, использование полученной продукции.
Иначе говоря, навоз должен стать богатством страны, таким, как ископаемое минеральное топливо.
Таблица 1. Количество биогазовых установок, которые можно построить в Украине
Таблица 2. Потенциал навоза, который пригодный для анаэробного брожения в Украине
Коэффициент пригодности было внедрено аналитиками для того, чтобы исключить из рассмотрения навоз, который не пригодный для анаэробного брожения. Коэффициент учитывает также уменьшение количества навоза, который теряется летом на выпасах КРС. Для свиного навоза коэффициент пригодности учитывает уменьшение пригодного для брожения навоза на фермах, где применяют смывание навоза водой.
Таблица 3. Потенциал производства энергии с биогаза до 2020 года
* Основная часть потенциала биомассы, пригодной для получения биогаза, приходится на навоз (до 80%).
Справка
Всемирное потепление
Парниковый эффект вызывается наличием в атмосфере газов, которые дают возможность солнечной коротковолновой радиации проникать к поверхности Земли. А парниковая пленка, в свою очередь, задерживает инфракрасное излучение от нагретой земли. Из-за этого средняя температура атмосферы составляет +15°С, а не -18°С. Увеличение присутствия в атмосфере парниковых газов приводит к увеличению температуры земли, изменению климата. По оценке экспертов Мирового банка, до 2050 года всемирное потепление поднимет уровень моря на 50 см, что вызовет затопление берегов, засоление грунтовых вод и потерю пахотных площадей.
(По материалам газеты «Агробізнес сьогодні»).