Потенциал использования биогазовых установок для утилизации органических отходов агропромышленного комплекса

ПОТЕНЦИАЛ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БИОГАЗОВЫХ УСТАНОВОК ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ ОРГАНИЧЕСКИХ ОТХОДОВ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО

КОМПЛЕКСА

А.Г. Фарков, канд. экон. наук, доцент

Алтайский государственный аграрный университет

DO1: 10.24411/2411 -0450-2019-11404

Аннотация. В статье рассматриваются вопросы развития технологий утилизации отходов сельскохозяйственного производства на основе использования биогазовых установок. Приводятся данные об основных характеристиках биогаза - биометана, а также данные об объемных массах его выхода из различных видов сырья. Указывается на значительный энергетический потенциал реализации процесса утилизации органических отходов таким образом. Дается заключение о возможности удовлетворения значительной части энергетических потребностей сельскохозяйственных предприятий за счет использования биогазовых установок.

Ключевые слова: агропромышленный комплекс, биогаз, биометан, когенерационная установка, энергетическое обеспечение.

В настоящее время проблема утилизации органических отходов в агропромышленном комплексе имеет высокую степень значимости, после того как вступили в действие новые нормы экологического законодательства, устанавливающие более жесткие требования по обращению и утилизации отходов животноводства.

Основной технологией, позволяющей безопасно утилизировать данный вид отходов, получая при этом еще и дополнительную прибыль, является анаэробное сбраживание в реакторах-метантенках.

В настоящее время в мире этот вид топлива активно используется во многих странах. В настоящее время, крупнейший производитель биогаза в мире, Китай производит около 19 млрд. м биогаза в год, (что составляет около 50% от объема газа, который, как ожидается, будет поставляться из России, по газопроводу «Сила Сибири»), Индия производит 4.2 млрд. м биогаза в год, также биогазовые установки

Конечным продуктом таких установок является биогаз - биометан, по своему составу близкий к природному обычному газу и иловые массы, являющиеся превосходным органическим удобрением [1]. Технически данные установки достаточно просты, основные их компоненты могут производится любым предприятием, специализирующимся в области химического машиностроения. Основные характеристики биометана, в сравнении с природным газом приведены в таблице 1.

широко распространены в Германии, Нидерландах и других странах Евросоюза.

Особое значение имеет внедрение таких установок в хозяйственный оборот крупных птице- и свинокомплексов - традиционно являющихся объектами повышенной опасности по данному виду загрязнителей. Газ, получаемый в процессе работы биогазовых установок, обычно утилизируется в когенерационных установках газопоршне-

Таблица 1. Основные характеристики биометана

Характеристика Биометан Метан CH4

Запас энергии в 1 м3 6-7,5 кВт-ч 6,5-9,5 кВт-ч

Теплотворная способность 6000-7500 ккал /м3 6700-11000 ккал/м3

Плотность 1,16-1,27 кг / м3 0,68-0,85 кг./м3

Температура возгорания 650-750 0С 650-7000С

вого типа, обеспечивающих выработку как электрической энергии, так и тепла. Практикой использования таких установок в сельском хозяйстве развитых стран подтверждено, что за счет утилизации органических отходов, крупное птице-, или свиноводческое хозяйство способно удовле-

творять до 80-85% своих потребностей в электрической и тепловой энергии.

Выход биогаза зависит от большого количества местных факторов, усредненные показатели выхода биогаза из различных видов сырья животного происхождения, представлены в таблице 2 [2].

Таблица 2. Удельные объемы выхода биогаза и основных видов сырья животного происхождения

Субстрат животного происхождения Выход м3/т

Навоз КРС (природный 85-88% влажности) 54

Навоз КРС самосплавный (95% влажности) 22

Навоз свиной природный (85% влажности) 62

Навоз свиной самосплавный (95% влажности) 25

Птичий помет клеточный (75% влажности) 103

Птичий помет подстилочный (60% влажности) 90

Жир из жироловок (жировая пульпа) 250

Отходы бойни (только кровь, каныга, мягкие ткани) 300

Рыбные отходы 300

Твердые бытовые отходы 100

Как видно из приведенных данных, биогаз может производиться из различных видов сырья, в т.ч. и тех, которые в настоящее время являются значительной проблемой, с точки зрения их утилизации. Большим достоинством биогаза является экономическая эффективность процесса утилизации органических отходов.

Возможный выход биогаза и объемы выработки электро- и тепловойэнергии за счет утилизации органических отходов основных отраслей животноводства по Алтайскому краю, рассчитанный на основе данных по поголовью сельскохозяйственных животных за 2018 г., представлен в таблице 3.

Таблица 3. Потенциал выработки биогаза (в пересчете на биометан) по основным от-

раслям животноводства Алтайского края

Отрасль животноводства Выход биогаза, тыс. м3 Выработка электроэнергии, тыс. кВт-ч Выработка тепло-энергии, Гкал

- КРС 332880,0 630720,0 2803200,0

- свиноводство 6570,0 12380,0 54750,0

- птицеводство 15582,0 26969,0 119720,0

Итого: 355032,0 670069,0 2977670,0

Это весьма значительный потенциал, пренебрегать которым было бы неосмотрительно. Как видно из приведенных выше данных, Алтайский край может удовлетворять до 20% от своих потребностей в газовом топливе за счет использования биогаза, только за счет утилизации отходов животноводства.

На основании вышеизложенного, можно сделать следующие выводы:

1) биогаз является значимым и ценным видом альтернативного биотоплива, способным в ряде случае служить заменой природному газу, или иным видам ископаемого горючего;

2) существующая мировая практика показывает актуальность производства био-

газа, как с энергетических, так и с экологических позиций;

3) производство биогаза позволяет также утилизировать биологические отходы, представляющие, в ряде случаев, опасность для окружающей среды, в частности - продукты жизнедеятельности животных и птицы, отходы боен и т.п.;

4) в аграрных регионах существует значительный потенциал для производства этого вида топлива - так, только использование биологических отходов крупных и средних предприятий животноводческого профиля может дать объем газового топлива, эквивалентного по объему 20-25% потребляемого в настоящее время природ-

ного газа в регионе. Библиографический список

1. Баадер В., Доне Е., Бренндерфер М. Биогаз. Теория и практика // пер. с немецкого и предисловие М.И. Серебряного. - М.: «Колос», 1982. - 182 с.

2. Хитров Н. Сельскохозяйственная биомасса как источник энергии // Механизация и электрификация сельского хозяйства - 1980. - №4. - С. 57.

POTENTIAL OF USING BIOGAS PLANTS FOR DISPOSAL OF ORGANIC WASTE

AGRICULTURAL COMPLEX

A.G. Farkov, Candidat of Economic Sciences, Associated Professor Altai State Agrarian University

Abstract. The article discusses the development of technologies for the utilization of agricultural waste based on the use of biogas plants. The data on the main characteristics of biogas -biomethane, as well as data on the volumetric masses of its output from various types of raw materials. The significant energy potential of realizing the process of recycling organic waste in this way is indicated. The conclusion is made about the possibility of satisfying a significant part of the energy needs of agricultural enterprises through the use of biogas plants.

Keywords: agriculture, biogas, biomethane, cogeneration plant, energy supply.