Мировой опыт и неизбежность выработки биогаза из отходов свеклосахарного производства в России Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

ЭКОНОМИКА • УПРАВЛЕНИЕ

инжиниринговая компания

тш

Мировой опыт и неизбежность выработки биогаза из отходов свеклосахарного производства в России

М.В. СИДАК начальник службы аналитики сахарного департамента ГК «Сюкден» (Россия) (e-mail: msidak@sucden.ru)

Ещё одним потенциальным видом биотоплива, который можно получить из сахарной свёклы, является био-газ. В последнее время более быстрыми темпами стало развиваться производство биогаза из органических отходов сельскохозяйственного производства и сельскохозяйственных энергетических культур. Так, биогаз можно получить из зерновых, масличных, картофеля, свежей сахарной свёклы, а также её стружки или жома (см. табл.).

Максимальное количество биогазовых установок (далее БГУ) действует в Китае — более 15 млн, на втором месте находится Индия — около 10 млн, а на третьем ЕС — более 18 тыс. Однако доля сельского хозяйства в производстве биогаза у всех стран разная. Это зависит прежде всего от уровня его развития, обусловленным преимущественно климатическими условиями той или иной страны, а также от уровня развития технологий по переработке различных отходов.

Среди лидеров по производству биогаза в ЕС на первом месте стоит Германия, где в 2015 г. насчитывалось более 10 тыс. БГУ, 80% из которых принадлежали сельскому хозяйству (рис. 1, 2).

По данным исследования «АЕпе^у», общая потребность Российской Федерции в биогазовых заво-

Таблица. Выход биогаза из разных видов субстратов

Субстрат Сухое вещество, % Органическое сухое вещество, % Выход биогаза, м3/т Метан (CH4),%

Ячмень двухрядный 87,0 97,2 578,5 52,7

Кукуруза сухая 87,0 98,3 590,3 52,8

Овёс 87,0 96,7 501,1 54,1

Свекловичная,

паточная 89,6 92,0 569,0 51,9

стружка

Свежая сахарная свёкла 23,0 91,9 147,1 50,8

Стружка сахарной свёклы 91,6 94,6 594,3 50,6

Рожь 87,0 97,8 597,0 52,0

Подсолнечник 88,0 96,6 594,5 63,5

Пшеница 87,0 98,1 598,2 52,8

Горох 87,0 96,3 581,4 55,0

Рапс 88,0 95,5 644,5 65,7

Картофельные хлопья 88,0 94,7 556,3 50,6

Картофельный крахмал 83,6 99,5 605,6 50,0

Картофель свежий 26,0 93,4 177,1 51,4

дах оценивается в 20 тыс. предприятий. Так, в России ежегодно образуется 775 млн т отходов АПК, которые при современном уровне технологии могут обеспечить до 70 млрд м3 биогаза. Ключевыми регионами его производства могут выступить Южный, Поволжский и Центральный (рис. 3). При этом почти 2% биогаза от общего объёма его потенциала может производиться только одним свеклосахарным подкомплексом.

Расчёт потенциала производства биогаза из свежей сахарной свёклы проведём на основе следующих исходных данных:

75 работающих сахарных заводов;

1 110,4 тыс. га посевной площади;

97 тыс. шт на 1 га — густота насаждения;

300 г — средняя масса ботвы;

300 т/день отходов зелёной массы на 1 сахарном заводе (в среднем);

1 S

2010 2011 2012 2013 2014 ^т Количество биогазовых заводов Общая мощность

Рис. 1. Динамика развития биогазовых заводов в ЕС (по данным ЕВА)

Другие 16%

\ Швейцария 4%

Франция 4%

Британия 5%

Италия 9% Германия 62%

Рис. 2. Доли стран — членов ЕС в производстве биогаза

ОД ЩЕЛКОВО У1У АГРОХИМ www.betaren.ru

СЕМЕНА ГИБРИДОВ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ РОССИЙСКОГО ПРОИЗВОДСТВА

Высокий доход от каждого семени

КОМПЛЕКСНАЯ РЕКОНСТРУКЦИЯ САХйРНЫХ ЗйКОДОК

ЭКОНОМИКА • УПРАВЛЕНИЕ

100 дней — средняя продолжительность свекловичного сезона; 23% сухого вещества;

147,1 м3/т — выход биогаза из свежей сахарной свёклы. Расчёт потенциала производства биогаза:

1) сколько тонн ботвы с 1 га:

0,3 х 97 000 = 29 100 кг, или 29,1 т/га;

2) сколько всего тонн ботвы за сезон с учётом посевной площади:

29,1 х 1 050 = 30 555 тыс. т; с учётом сухого вещества: 30 555 х 23% = 7 028 тыс. т;

3) сколько тонн отходов зелёной массы за сезон: 300 х 100 х 75 = 2 250 тыс. т;

с учётом сухого вещества: 2 250 х 23% = 517,5 тыс. т; итого органики за сезон: 7 028 + 517,5 = 7 545,5 тыс. т;

4) потенциал производства биогаза: 7 545,5 х 147,1 = 1 110 млн м3.

Аналогичным образом рассчитывается потенциал производства биогаза российским свеклосахарным подкомплексом из стружки сахарной свёклы, где исходными данными будут: 41 млн т — объём переработки сахарной свёклы за сезон; 594,3 м3/т — выход биогаза из стружки сахарной свёклы; 0,8 — коэффициент выхода стружки с 1 т свёклы; 91,6% сухого вещества. Расчёт потенциала производства биогаза:

1) сколько всего тонн стружки за сезон с учётом общего объёма переработки сахарной свёклы:

41 000 х 0,8 = 32 800 тыс. т; с учётом сухого вещества: 32 800 х 91,6% = 30 045 тыс. т;

2) потенциал производства биогаза: 30 045 х 594,3 = 17 856 млн м3.

На сегодня существует два пути использования этого потенциала: 1) конструирование собственных биогазовых установок на сахарных заводах; 2) реализация сырья производителям биотоплива, владельцам БГУ. Однако и

первый и второй способы имеют определённые риски. Так, при конструировании собственных биогазовых установок в условиях некомплексного использования продукции биогазовой станции срок окупаемости таких проектов может превысить пять лет. Второй случай требует тщательно продуманной логистики, поскольку отсутствие таковой может привести как к количественным, так и качественным потерям сырья, которое быстро портится.

В то же время наряду с рисками использование БГУ сахарными заводами имеет ряд преимуществ:

экономические:

— снижение экологических платежей;

— собственная генерация электроэнергии и тепла на сахарных заводах;

— безотходное производство;

экологические:

— решение проблемы утилизации отходов производства;

— сокращение выбросов в атмосферу парниковых газов — метана и С02 как напрямую (за счёт переработки), так и косвенно (за счёт замещения углеводородов в энергобалансе).

Если говорить о выгодах использования биогазовых технологий для энергетической промышленности в целом, то в этом случае можно выделить целый ряд таковых:

экономические:

— оптимизация энергетического баланса;

— высвобождение дополнительных объёмов природного газа для экспорта на европейские рынки, где цены выше;

— снижение нагрузки на сети и генерирующие мощности;

— снижение затрат на развитие и ремонт сетевого хозяйства;

экологические:

— биогазовые проекты решают проблемы утилизации сельскохозяйственных отходов и ТБО, а также ведут к сокращению выбросов в атмосферу парниковых газов — метана и С02;

социальные:

— решение проблемы занятости в сельских районах и повышение реальных доходов населения за счёт развития энергетической инфраструктуры села;

энергетические:

— переработка всего биогаза на когенерационных установках позволит на 23% обеспечить суммарные потребности экономики в электроэнергии, на 15% в тепловой энергии и на 14% в природном газе или же полностью обеспечить сельским районам доступ к природному газу и тепловой мощности.

Таким образом, российский свеклосахарный подкомплекс создаёт огромный потенциал для производства биогаза. И наша задача — использовать его и развивать. Для этого необходимо прежде всего строительство биогазовых установок на сахарных заводах, которое, в свою очередь, возможно при господдержке в виде налоговых льгот.

№ 1. 2017 САХАР 45

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ВЕГЕТАЦИЕЙ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ: эффективные ХСЗР, [3] ЩЕЛКОВО

W V^ агрохимикаты, высококачественные семена, полный цикл агросопровождения b^J АГРОХИМ

controlled vegetation system WWW.betaren.rU