Возможности применения биогазовой технологии для переработки навоза крупного рогатого скота в республике Саха (Якутия) Текст научной статьи по специальности «Прочие сельскохозяйственные науки»

ЭЛЕКТРОННЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ДРтот. СЕРИЯ: ЕСТЕСТВЕННЫЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ»

№ 2 2013

УДК 636.2

ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ БИОГАЗОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ

ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ НАВОЗА КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА В РЕСПУБЛИКЕ САХА (ЯКУТИЯ)

Кобякова Елена Николаевна

ассистент

Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова,

Якутск

author@apriori-journal.ru

Аннотация: В статье рассмотрен вопрос применения биогазовой технологии в Республике Саха (Якутия). Изучено современное состояние развития биогазовой технологии в Российской Федерации, представлены данные по возможности применения биогазовой технологии переработке навоза крупного рогатого скота в Республике Саха (Якутия), как региона Дальнего Востока России с низкой температурой. Рассчитана структура поголовья скота по категориям хозяйств в республике, рассчитаны показатели выхода биогаза и его эквивалентных значений.

Ключевые слова: невозобновляемые источники энергии; биогаз; биогазовая технология; крупный рогатый скот; эквивалентный показатель.

POSSIBILITIES OF APPLICATION BIOGAS TECHNOLOGY FOR PROCESSING OF CATTLE MANURE IN THE SAKHA REPUBLIC

(YAKUTIA)

Kobyakova Elena Nikolaevna

assistant

North-Eastern Federal University of M.K. Ammosov, Yakutsk

Abstract: In this article the question of the use of biogas technology in the Sakha Republic (Yakutia). The modern condition of development of biogas technology in the Russian Federation, presented data on the possibility of using biogas technology processing cattle manure in the Sakha Republic (Yakutia), as the Russian Far East region of low temperature. The structure of the livestock by types of farms in the country, calculated yields of biogas and it is equivalent values.

Key words: non-renewable energy sources; biogas; biogas technology; cattle equivalent figure.

Вопрос развития биоиндустрии становится все более актуальным. Истощение традиционных источников энергии и растущий спрос и цены на углеводородные энергоресурсы вызывают озабоченность всего мирового сообщества. Мировое потребление энергоресурсов с 1970 г. по 2008 г., по оценкам Международного энергетического агентства (МЭА), увеличилось в полтора раза. По прогнозам МЭА, мировой спрос на энергоресурсы возрастет на 65-70 % к 2030 г. по сравнению с уровнем 2007 года [1].

Россия обладает крупнейшими запасами невозобновляемых источников энергии, и в 2006 г. вышла на первое место в мире по добыче нефти, но по рассчитанным данным ее запасов хватит только на ближайшие 30-40 лет [2].

С целью обеспечения глобальной энергетической и экологической безопасности мировое сообщество активно внедряет технологии для снижения зависимости энергетики от ископаемого топлива. Одним из направлений развития современной энергетики является использование биогазовой технологии.

Национальный стандарт Российской Федерации «Нетрадиционные технологии. Энергетика биоотходов. Термины и определения» 528082007 под битопливом понимает «твердое, жидкое или газообразное топливо, получаемое из биомассы термохимическим или биологическим способом». Под биомассой понимаются «все виды веществ растительного и животного происхождения, продукты жизнедеятельности организмов и органические отходы, образующиеся в процессах производства, потребления продукции и на этапах технологического цикла отходов». В стандарте различается первичная биомасса («неископаемый органический материал, прямо или косвенно произведенный путем фотосинтеза») и вторичная биомасса («продукты жизнедеятельности организмов и органические отходы, образующиеся в процессе переработки») [3].

В последнее время в России значительно возрос интерес к технологиям производства биогаза. Только за последние несколько лет в эксплуатацию на промышленном уровне запущены 2 биогазовые станции: в Белгородской и Нижегородской областях, помимо данных станций в работу запущены и запускаются малые станции на фермерских хозяйствах и мобильные установки в личных хозяйствах.

На сегодняшний момент в производстве и использовании биогаза несомненным лидером является ЕС. Именно развитые страны первыми внедрили программы перехода к альтернативным источникам энергии и поддерживали инициативы, направленные на внедрение новых технологий.

Как известно, наша страна имеет огромные территориальные границы, исходя из этого, обладает различными климатическими условиями.

Основная часть биогазовых установок, в настоящее время расположена в зонах России с умеренным климатом, что является основным фактором для размножения метанобразующих бактерий. В районах Сибири и Дальнего Востока применение биогазовой технологии является весьма затратным, в связи с низкими температурами в зимний период времени, что сказывается на дополнительных затратах для применения данной технологии.

В данной статье рассмотрена возможность применения биогазовой технологии по переработке навоза крупного рогатого скота в Республике Саха (Якутия), как региона Дальнего Востока России с низкой температурой. Соотношение зимнего и летнего периода в республике равно 7 : 5. В настоящее время ни на одной ферме в республике не внедрена технология переработки отходов, что наносит значительный урон окружающей среде. Республика обладает огромной территориальной площадью, в виду этого возникают проблемы дефицита энергетических мощностей, недостаточного уровня централизации электроснабжения, теплоснабжения и газоснабжения, а также транспортного сообщения между населенными пунктами. В весенне-, летне-, осенний период в некоторые населенные пункты невозможно добраться автомобильным или водным транспортом.

В республике основная часть поголовья крупного рогатого скота приходится на крестьянские (фермерские) хозяйства и личные хозяйства населения (табл. 1). А основная категория также приходится на хозяйства населения и подсобные хозяйства.

В летний период фермерское население переселяется в алаасы (летнее место для разведения животных) для разведения животных, естественно в данных алаасах в основном не имеется тепло, электро- и газоснабжения. В виду того, что в Республике развито животноводство решением данной проблемы послужило использование нетрадиционных источников энергии, таких как переработка навоза в биогаз.

№

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

Таблица 1

Структура поголовья скота по категориям хозяйств в республике Саха (Якутия)

Наименование

Сельско-

хозяйственные

предприятия

с;

о

ллС

О О П

Подсобные

хозяйства

д

е

л

о

ллС

ооР

Крестьянские

(фермерские)

хозяйства

д

е

л

о

К

ооР

Хозяйства

населения

д

е

л

о

К

ооР

Общее

количество

д

е

л

о

К

ооР

Абыйский

59

333

12

71

30

170

34

194

136

768

Алданский

100

225

23

52

114

257

237

534

Аллаиховский

13

13

Амгинский

135

3262

14

181

4358

267

6425

584

14059

Анабарский

Булунский

15

42

21

30

51

72

Верхневилюйский

32

764

269

6471

247

5944

548

13180

Верхнеколымский

64

194

26

79

42

73

92

280

Верхоянский

39

327

18

143

1184

363

3007

548

4535

Вилюйский

162

4191

164

4232

208

5363

534

13786

Горный

298

4988

87

1455

37

622

422

7065

Жиганский

24

29

10

12

34

41

68

82

Кобяйский

45

662

23

97

1442

237

3529

380

5656

Ленский

391

420

281

302

410

441

641

689

1723

1852

Мегино-

Кангаласский

218

3629

49

381

6332

863

14345

1465

24355

Мирнинский

8406

1767

27

567

119

9000

1892

Момский

70

192

30

82

146

400

246

674

Намский

66

1060

26

216

3495

526

8508

809

13089

Нижнеколымский

13

15

Нюрбинский

83

2329

35

178

5023

354

9994

616

17381

Оймяконский

38

341

174

1563

212

1904

Олекминский

322

1227

33

301

1146

1503

5721

2135

8126

Оленекский

17

54

14

72

85

Среднеколымский

32

307

21

201

51

492

80

776

184

1776

Сунтарский

488

7771

18

254

4048

391

6235

1134

18072

Таттинский

314

7744

203

5011

221

5466

738

18220

Томпонсий

40

294

58

426

284

2083

382

2803

Усть-Алданский

144

2824

326

6406

407

7990

876

17220

Усть-Майский

19

93

25

122

90

433

90

434

225

1082

Усть-Янский

63

101

89

106

Хангаласский

226

2125

12

192

1808

878

8268

1297

12213

Чурапчинский

41

825

133

384

7743

17907

1320

26607

Эвено-

Бытантайский

160

298

13

270

503

438

814

г. Нерюнгри с п.т.

83

133

10

216

г. Якутск с п.т.

246

1149

38

120

560

643

3001

1017

4748

ВСЕГО

3798

47255

8828

2994

4306

63357

10611

119750

27600

233280

5

5

2

7

2

2

3

6

2

6

2

7

9

3

5

6

5

7

7

4

6

8

Согласно статистическим данным на 1.08.2012 г. на территории Республики Саха (Якутия) в 35 районах и 2 городах с их прилегающими территориями насчитывается 233 280 голов поголовья крупного рогатого скота (табл. 1). При этом больше половины поголовья в хозяйствах содержатся по 10 и 15 голов. Большая часть поголовья крупного рогатого скота сосредоточена в Центральных (Хангаласский - 12213 гол., Нам-ский - 13089 гол.), заречных (Чурапчинский - 26607 гол., Усть-Алдан-ский - 17220гол., Таттинский - 18220., Мегино-Кангаласский - 24355., Амгинский - 14059 гол.) и Вилюйских районах (Верхневилюй-

ский - 13180 гол., Вилюйский - 13786 гол., Сунтарский - 18072 гол.).

По результатам многочисленных исследований российских и зару-

о

бежных ученых, из 1 кг навоза можно получать в среднем 0,04 м3 биогаза. Если считать, что от 1 головы КРС (усредненный показатель по возрастным группам) в сутки выход навоза составит 20 кг, то за стойловый период общий выход навоза составит 4665,6 тонн навоза, тогда выход биогаза составит 186624 м3.

Биогаз, как и альтернативный вид энергии имеет следующие экви-

о

валентные показатели: из 1 м3 биогаза получают 2 кВт электроэнергии,

о

0,8 м3 природного газа; 0,84 л дизельного топлива; 0,74 л бензина; 1,5 кг дров (в абсолютно сухом состоянии).

При условии обеспечения всех фермерских (крестьянских) хозяйств установками по выработке биогаза, можно ежегодно получать следующие показатели выхода биогаза и его эквивалентных значений (табл. 2).

Как мы видим из таблицы, ежегодный прирост биомассы в виде отходов животноводства республики составляет 1119744 тонн, что эк-

о

вивалентно: Природному газу в объеме 35831808 м°, дизельному топливу - 37623398,4 литров, бензину - 33144422,4 литров, дровам для топки в печах - 67184640 кг или электроэнергии в размере 89579520 кВт.

Таблица 2

Выход биогаза и его эквивалентные показатели

Показатель Выход/выработка

В день В год

Количество навоза, тонн 6998,4 1119744

Количество биогаза, м3 314928 44789760

№ Наименова- ние Ед изм Коэф фи- циент Объем производства в день Объем производства в год Цена, руб/ед продук- ции Стоимость, тыс. руб в день Стоимость, тыс. руб в год

Эквивалентный показатель Природный газ м3 0,8 149299,2 35831808 5,5 821,1 197074,9

Диз. топливо кг 0,84 156764,16 37623398,4 40 6270,6 1504935,9

Бензин л 0,74 138101,76 33144422,4 38 5247,9 1259488,1

Дрова кг 1,5 279936 67184640 3 839,8 201553,9

Эл/энергия кВт 2 373248 89579520 3 1119,7 268738,6

Таким образом, мы видим возможность использования биогазовой технологии в Республике Саха (Якутия). Оптимально спроектированный процесс переработки навоза крупного рогатого скота и правильно подобранное оборудование для северных условий позволит:

- обустроить сельских жителей современными санитарногигиеническими системами;

- оказать существенную помощь в решении проблем топливноэнергетических ресурсов;

- полностью решит проблему органических удобрений для растениеводства и кормовых добавок в рацион животных.

Список использованных источников

1. World Energy Outlook. МЭА, 2009. [Электронный ресурс] URL:http:// www.iea.org/publications/free_new_Desc. asp?PUBS_ID=2160

2. Российское энергетическое агентст-

во. Развитие рынка биотоплива в мире и в Российской Федерации. 2012.

3. Национальный стандарт Российской Федерации. ГОСТ Р 52808-2007. Введен в действие 01.01.2009.

4. Сельское хозяйство в республике Саха (Якутия): Сб. стат. Якутск, 2012. 173 с.