Биогаз, как единое решение для задач энергетики и экологии

А. Соколов.

Ускорение роста цен на традиционные энергоносители и отсутствие надёжного обеспечения значительного количества населённых пунктов, удалённых мест индивидуального проживания, заставляет наших специалистов вновь обратить своё и всеобщее внимание на возможности биогазовой энергетики. В 90-х годах ПО Стройтехника уже производило и поставляло на рынок биогазовые установки различной производительности. Был накоплен существенный опыт проектирования и эксплуатации БГУ. Но в период финансовой "эйфории", когда мало кого занимали вопросы экономии ресурсов, программа производства биогазовых установок была закрыта. В настоящее время данное направление работы вновь представляется актуальным.

Биоотходы сельскохозяйственного производства, как правило, вывозятся за территории ферм и складируются для последующей простой переработки или с целью естественной природной утилизации (перегнивание). Бытовой мусор вывозится на свалки ТБО. И то, и другое приводит к заражению, закислению почвы, делает её непригодной для возделывания без применения дорогостоящих мер по оздоровлению, реабилитации. Продукты разлагающихся отходов, проникают в грунтовые воды, приводят к выбросам в атмосферу парниковых газов и многим другим негативным последствиям.
В случае с бытовыми органическими отходами задача утилизации решается с помощью сортировки и последующей переработки. На агропромышленных предприятиях или в фермерских хозяйствах ситуация проще: сортировка там практически не нужна. Отходы могут сразу поступать на переработку.

Сегодня вновь актуальна проблема восстановления и развития отечественного сельского хозяйства. Уровень эффективности и рентабельности агропромышленного производства напрямую зависит от технологичности процессов внутри конкретного предприятия, поэтому внедрение технологий по безотходному производству и оптимизации использования ограниченных ресурсов является первостепенной задачей.

Отходы сельхозпроизводства, которые подлежат утилизации, содержат в себе ещё значительное количество биологического энергоносителя, биомассы. Энергетический потенциал этих отходов заключается в возможности производства из них биологического газа.

Биогаз представляет собой продукт метанового брожения органических отходов (растительного или животного происхождения) и является смесью природного газа - метана (от 55 до 85%), углекислого газа (от 15 до 45%) и незначительных количеств водорода и сероводорода. Энергетическая ценность (эффективность) сырья для получения метана (биометана) определяется непосредственно его видом (происхождением) и процентным содержанием в нём воды.
Процесс переработки органического сырья с целью получения, сбора и накопления для дальнейшего применения биологического газа происходит в биогазовой установке (БГУ).

Биогаз, получаемый в процессе переработки, можно использовать практически везде, где требуются традиционные, стандартные энергоресурсы: начиная от систем отопления производственных помещений предприятия, электрогенерирующие мощности, и заканчивая различной сельскохозяйственной техникой, которую можно переоборудовать под работу на ГБО.

Обратимся к статистике:
Более половины территорий регионов России с развитым аграрным производством являются энергодефицитными. Лидерами рейтинга энергодефицита в 2015 году стали Саратовская, Тверская, Курская, Белгородская, Нижегородская области, Краснодарский край. При этом, например, в Белгородской области, Краснодарском и Алтайском крае и многих других регионах всего лишь около 40% сельхозхозяйств и аграрных предприятий имеют сетевое газоснабжение.
В то же время, предприятие, перерабатывающее отходы своего производства в биогазовых установках, может обеспечивать себя и теплом, и электричеством, и топливом для техники - либо полностью, либо в значительной мере.

Немаловажным фактором для сельхозпроизводителей является то, что в процессе переработки отходов на биогазовых установках, образуется обеззараженное, не имеющее патогенных бактерий, комплексное органическое удобрение. В таком удобрении сохраняются все полезные минеральные компоненты. Как показывает анализ, ценность и количество таких компонентов выше, чем в навозе, переработанном традиционным способом.

Статистика полевых исследований свидетельствует, что получаемое в БГУ удобрение увеличивает урожайность растительных сельскохозяйственных культур, как минимум, на 100%. Выработка таких высокоэффективных и экологически чистых удобрений на установках биогаза может стать дополнительным источником дохода или позволит существенно сэкономить на приобретении традиционных минеральных удобрений для собственных нужд.

Важным преимуществом технологий биогаза с экологической точки зрения является то, что в процессе сжигания биометана образуется гораздо меньше вредных продуктов сгорания, чем при сжигании других видов топлива. Так же эти продукты не образуются и при добыче самого биологического газа.

Идея биогазовых технологий не нова - упоминания об их использовании, пусть даже и в примитивном виде, встречаются в древних источниках 3500-летней давности. В известном нам виде первая установка была запущена Индии, в середине 19-го века.

В России над данной технологией задумались в середине 20 века, и в период с 1960 по 1990 годы в ходе разработок и исследований данного вопроса было спроектировано и построено несколько крупных биогазовых заводов в Эстонии, Латвии и Крыму.

В 1992 году ЗАО Центр "ЭкоРос" проектирует индивидуальную биогазовую установку для крестьянской семьи ИБГУ-1 в целях массового производства. И в период с 1992 по 2000 годы на нескольких заводах, в том числе и на Тульском заводе "Стройтехника" выпускаются 85 установок ИБГУ-1.

Лидером по использованию биогазовых технологий в абсолютном количественном значении является Китай - к 2013 году там было установлено более 40 млн малых биогазовых установок. В Европе лидирующее положение по количеству установленных БГУ принадлежит Германии, где работает 8000 установок. А с точки зрения доли использования топлива в общем энергопотреблении страны лидером является Дания, где биогазом покрывают эту потребность на 18%.

По ряду обстоятельств, идея утилизации отходов с получением биогаза в нашей стране не приобрела массового характера. Одной из причин была дешевизна энергоносителей на тот момент. Сегодня же вопрос энергонезависимости и экологичности производств с каждым днём встаёт всё острее и, очевидно, есть смысл задуматься о возрождении старых наработок.

Одним из немногих примеров эффективного использования технологий по анаэробной переработке отходов в нашей стране на сегодняшний день можно считать систему на Курьяновских очистных сооружениях в Москве. Получаемый в процессе брожения канализационных стоков, биогаз используется на нужды самой станции в отоплении и электроснабжении.

Следует признать, что, к сожалению, наши аграрии зачастую ничего и не слышали про существование и возможности такого альтернативного источника энергии и удобрений. Из-за недостаточной информированности фермеров и более крупных сельхозпроизводителей о данных технологиях, уровень внедрения БГУ крайне низок.

Требуется всемерное участие и поддержка региональных и государственных властей - для популяризации идей применения биогазовых технологий, развитию экологической культуры, для серьёзных инвестиций в отрасль. Необходимо готовить специалистов, создавать информационную базу для обмена опытом, заниматься новыми разработками.

На сегодняшний день, компания "Стройтехника" возобновила работу в данном направлении и поставляет на рынок новые установки биогаза.