НовостиПрактика получения горючего газа в процессе разложения органических соединений и его хозяйственного применения имеет историю в несколько тысячелетий, фактически биогазовое топливо использовали в Китае уже около 5000 лет назад, а в Индии – около 2000 лет. Природа процесса разложения органических отходов за это время осталась неизменной, а производство и использование биогазового топлива сегодня стало одним приоритетных направлений в области альтернативного энергоснабжения.
В настоящее время в мире ведется активное внедрение систем биогазовой энергетики, и если в древности биогаз использовали лишь в теплых климатических условиях, то современные технологии позволяют эффективно применять биогазовые энергетические системы в условиях континентальных климатических зон, преобладающих и на территории России.
График 1. Потенциал производства биогаза в России
Серьезным и, пожалуй, определяющим стимулом для развития биогазовой энергетики должна стать поддержка на государственном уровне. Так, в странах, где государство для выкупа электроэнергии, производимой биогазовыми станциями, использует «зеленый тариф», доля биогазовой энергии составляет до 20 %. В данном случае речь идет о Финляндии, Швеции, Австрии. Успешным проектом являются коммерческие заводы по производству энергии из органических отходов в Дании, где доля биогазовой энергии составляет около 12 %. Минэнерго России рассчитывает выйти к показателю 10 % энергии от альтернативных источников всех видов лишь к 2030 году.
Существует два перспективных направления в производстве биогаза в России: строительство промышленных станций и реализация модульных установок заводского производства. С точки зрения технологических решений производство биогазовых реакторов развивается также по двум направлениям. Первый вид биогазовых установок представляет собой модульные горизонтальные реакторы цилиндрической формы с мешалками серийного производства и поставляемые в готовом виде. Второй конструктивный вид – вертикальные метантенки, которые обычно монтируют на месте установки.
Как показывает практика, хозяйство, владеющее биогазовой установкой, использует зачастую не более 15 % вырабатываемой энергии, поэтому большая ее часть идет на продажу. Для стимулирования производителей биогазовой энергии Минэнерго разрабатывает комплекс мер: предполагается установить надбавку к оптовой цене электроэнергии и компенсировать затраты на подключении к электросети.
Сегодня, несмотря на достаточно благоприятную почву, в России действующих биогазовых электростанций считаные единицы, хотя среди них уже есть успешно работающие. Первый российский реактор был запущен в 2009 году в деревне Дошино Калужской области. Позднее в Белгородской области запустили биогазовые станции «Байнцуры» на базе свиноводческого комплекса, а затем «Лучки». Присутствие на открытии последней представителей Госдумы и Правительства РФ вселяет надежду, что биогазовая отрасль в нашей стране не останется без государственной поддержки. В 2014 году планируется запуск крупной биогазовой станции в мордовском поселке Ромадановское.
Лидером по производству российского биогаза, по-видимому, в ближайшие годы останется Белгородская область: уже намечено строительство трех новых станций, а в более дальней перспективе в регионе планируется разместить более 100 биоэнергетических комплексов. И вопреки прогнозам министра энергетики региональные власти представляют свои расчеты, по которым скоро 10 % всей российской электроэнергии будет производиться биореакторами белгородчины.
Поскольку большая часть органических отходов приходится на агропромышленный комплекс, то развитие биогазовой энергетики наиболее перспективным видится именно в сельской местности нашей страны. Увы, в настоящее время в России биологическая масса преимущественно рассматривается как источник убытков: ежегодный ущерб от отходов АПК оценивается ежегодно в 450 млрд руб. Между тем биогаз – это не просто экологически безопасный и дешевый вид энергоносителя. С помощью биогазовых технологий достигается и ряд положительных побочных эффектов, актуальных для российского села.
Во-первых – решение проблемы переработки биоотходов и вопрос загрязнения водоемов. На этапе очистки стоков (коммунальных и животноводческих) удаляется до 90 % органических соединений.
Во-вторых, получение высокоэффективных удобрений в процессе эксплуатации биогазовых станций. При анаэробной переработке сельскохозяйственных отходов биомасса разделяется на органическую и минеральную составляющие, и в результате на выходе мы имеем качественные азотно-фосфорные удобрения (для сравнения: при утилизации отходов путем компостирования сохраняется лишь до 40 % азота). Стоит отметить, что Россия отличается очень низким показателем по использованию удобрений – в среднем 50 кг/га, в то же время в западноевропейских странах эта величина составляет около 500 кг/га. Поэтому потребность в дополнительном производстве удобрений в нашей стране – до 600 млн тонн в год, и удобрения, полученные в процессе работы биогазовых установок, помогут решить эту проблему.
Что требуется для внедрения биогазовых реакторов в Российской Федерации? Назовем 4 главных фактора:
— низкая стоимость;
— стремление пользователя к энергонезависимости;
— высокая надежность и доступная эксплуатация;
— высокая степень безотходности работы реакторов.
Что касается стоимости, то биогазовая установка не требует строительства и обслуживания газопровода, необходимого для подведения природного газа, а сама стоимость установки не превышает 30 % от всех расходов на ее эксплуатацию. Так как биогазовая установка автономна, то может использоваться в любых условиях, притом что потребность в автономных энергетических системах в России крайне высока: не более 40 % фермерских хозяйств в нашей стране имеют сегодня доступ к магистральному газу и не более 20 % – к тепловым сетям.
Биогаз — один из самых рентабельных видов топлива. 1 м³ биогаза эквивалентен по теплоте сгорания 0,8 м³ природного газа, 0,6 кг бензина, 0,7 кг мазута, 1,5 кг дров или 3 кг брикетированного биотоплива. При этом не следует забывать, что сырьем для биогаза являются не дорогостоящие и дефицитные природные ресурсы, а восполняемые отходы: переработка 1 т навоза дает до 50 м³ биогаза. Из 1 м³ биогаза можно получить 2 кВт-часа электроэнергии. По статистике, объем сельскохозяйственных отходов в России составляет около 770 млн тонн биоотходов в год, соответственно, это позволяет получить около 66 млрд м³ биогаза, или свыше 100 млрд киловатт-часов электроэнергии.
При расчете расходов на содержание биогазовой системы необходимо учитывать прямые и косвенные положительные экономические эффекты от ее эксплуатации. Биогазовая установка позволяет уменьшить расходы на очистку и утилизацию сточных вод, сэкономить средства на строительстве навозных отстойников, уплате штрафов за неочищенные стоки, использовать освободившиеся земельные площади для разных нужд, использовать в своем хозяйстве или реализовывать полученные удобрения.
В качестве сырья для биогаза с успехом можно использовать не только отходы сельского хозяйства, но и содержимое мусорных свалок. Во многих странах есть опыт организации специальных хранилищ, куда помещают твердые биоотходы для производства из них биогаза.
Одна из серьезных проблем внедрения объектов биоэнергетики в России – необходимость первоначальных инвестиций. Стоимость биогазовых установок в стране зависит от производительности и составляет примерно от 200 000 рублей до нескольких сот миллионов, не включая затрат на транспорт и монтаж. Еще один сдерживающий фактор – низкий уровень экологической культуры в стране в целом. Но, с другой стороны, оборудование стоимостью 200 млн рублей имеет сравнительно небольшой срок окупаемости (2,5-3 года), что дает шанс привлечь заинтересованного инвестора.
А пока крупные фермерские хозяйства изыскивают средства на установку биогазового реактора и рассчитывают рентабельность, частные домовладельцы вовсю обмениваются в Сети и не только успешным опытом по строительству самодельных биогазовых установок для энергетического обеспечения отдельно взятой усадьбы. По словам изобретателей, для этого не требуется гигантских затрат: достаточно установить емкость-реактор с системой выгрузки продуктов переработки, газгольдер промышленного производства с регулирующим клапаном и газоотводные трубы. Есть и другие похожие технологии. Такой установки, как говорят, вполне достаточно для отопления сельского дома при условии постоянного снабжения биореактора отходами.