CC BY
22ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ
УДК 332.135
CoKfipoccaxap - 20 лет на iuaia страны-!
Оценка перспектив модернизации сахарных заводов Республики Татарстан на основе использования биогазовых установок
Р.Е. МАНСУРОВ, канд. эконом. наук,
ЧОУ ВПО «Институт экономики, управления и права» (тел.: +7 (917) 266-17-89, e-mail: Russell_1@mail.ru)
Современная технология производства сахара-песка из сахарной свёклы предусматривает образование большого количества свекловичного жома. Он представляет собой продукт переработки сахарной свёклы в свекловичную стружку, толщина которой после удаления сахара — не более 2 мм [1]. Сейчас свежий свекловичный жом используется для откорма крупного рогатого скота (далее КРС) и свиней. Однако из-за большого содержания в нём воды (до 95%) его трудно транспортировать, особенно в зимних условиях. С целью повышения транспортабельности свекловичный жом перед отправкой потребителю прессуют и сушат. Но объём жома, используемого для откорма, невелик. С одной стороны, это связано с низким уровнем производства мяса КРС, свиней и молока в близлежащих к сахарным заводам районах вследствие того, что рядом с производством посевные площади стараются занимать сахарной свёклой, а не кормовыми культурами. С другой стороны, рацион КРС и свиней не может состоять исключительно из свекловичного жома. Всё это приводит к тому, что большое количество свекловичного жома, порядка 70—90% от веса переработанной сахарной свёклы, отправляется на длительное хранение в жомовую яму. Там он постепенно теряет свои полезные кормовые свойства.
В то же время зарубежный опыт [2], а также отечественные исследования [3] показывают, что свекловичный жом может быть использован в качестве сырья для биогазовых установок. Так,
с 2013 г. в Молдове на территории сахаропроизводящего предприятия компании Südzucker Moldova действует завод по производству биогаза из свекловичного жома. Проектная мощность данного завода составляет около 7,3 млн м3 биогаза. Инвестиционные вложения — 7,5 млн евро. Во время сезона сахароварения биогаз сжигается в ТЭЦ завода вместе с природным газом. При этом сокращение закупок природного газа составляет около 15%. В ремонтный период электроэнергия, произведённая из биогаза, используется для нужд Дрокиевского сахарного завода и поступает в общую энергосистему [9]. Также биогазовые установки получили широкое распространение в Европе. Самая крупная
установка по производству биогаза построена в Германии, в Баварии. Она является проектом компании E.ON и Schmack AG и работает на силосе из вторичной продукции растениеводства и травы, кукурузе. Продукция этой установки подаётся в газовую сеть в качестве природного биогаза. При этом он облагорожен до природного уровня. Ожидается, что к 2030 г. природный биогаз будет обеспечивать около 10% потребления природного газа в Германии [10]. В целом, развитие биогазовых технологий является очень актуальным направлением в России и мире.
Принципиальная технологическая схема завода, дополненная биогазовым комплексом, представлена на рисунке.
Ферментёр Резервуар Хранилище
> ■= последующего с брожения п
Высококачественное сельскохозяйственное удобрение
Принципиальная схема сахарного завода с биогазовым комплексом
Саю^рассахар - 20 лет на $лага страны-!
ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ
Свежий свекловичный жом с оптимальной для анаэробного сбраживания влажностью 90—95% поступает в приёмный резервуар биогазовой станции. Там его доводят до оптимальной для сбраживания температуры 37оС. Подогрев осуществляют горячей водой с ТЭЦ завода, которую в качестве теплоносителя пропускают через встроенную в стенки реактора сеть трубок. В блоке реактора происходит постепенное многоступенчатое анаэробное разложение жомовой массы, в результате которого выделяется биогаз и образуются высококачественные биологические удобрения. Далее биогаз очищают путём отделения метана от углекислого газа. Технология очистки в настоящее время хорошо отработана, она позволяет доводить качество биогаза до уровня природного газа и направлять его в общую систему газоснабжения. Убедительным примером могут служить исследования немецкой компании МТ-Епеще [2]. Далее газ из газовой сети используют в известко-во-газовой печи сахарного завода, а также на ТЭЦ завода. При этом основной экономический эффект получают за счёт снижения объёма используемого природного газа путём его замещения очищенным биогазом. Кроме того, дополнительный доход сахарный завод может получать при реализации излишков тепловой и электрической энергии, полученных из биогаза. В идеальном варианте для обеспечения оптимальных технико-экономических показателей выработки энергии ТЭЦ сахарного завода должна работать круглогодично.
Рассмотрим работу трёх сахарных заводов Республики Татарстан:
ОАО «Буинский сахарный завод» (далее БСЗ), расположенный в г. Буинск, с мощностью по переработке сахарной свёклы 4 500 т/сут.
ЗАО «Нурлатский сахар» (далее НС), расположенный в г. Нурлат, с мощностью по переработке сахарной свёклы 1 700 т/сут.
ОАО «Заинский сахар» (далее ЗС), расположенный в г. Заинск, с мощностью по переработке 7 600 т/сут.
Рассчитаем основные технико-экономические показатели деятельности данных заводов с учётом возможной модернизации на основе использования биогазовых установок (табл.).
Установленная мощность по переработке сахарной свёклы в разрезе заводов была приведена ранее. Однако заметим, что в целях настоящего исследования в расчёт берётся максимальная мощность и не учитывается фактор недоза-грузки оборудования завода, например, в связи с отсутствием сырья — сахарной свёклы.
Выход жома при работе на периодической диффузионной батарее составляет 90% от веса переработанной сахарной свёклы, на непрерывно действующей батарее он составляет 70—80% [1]. В настоящем исследовании за выход жома примем среднее из приведённых значений — 85% и получим количественное значение выхода жома по каждому заводу.
По данным результатов исследований Дыгановой Р.Я. и Зайна-шевой З.Р. [3], выход биогаза из 1 т свекловичного жома составля-
ет 0,12 м3. Исходя из этой информации были рассчитаны значения выхода биогаза на каждом из заводов.
Далее на основе рекомендуемого некоторыми исследователями [1; 4; 5] значения оптимальной продолжительности сезона сахароварения — 100 сут.—рассчитаем годовой объём свекловичного жома и биогаза. Расход биогаза на собственные нужды установки (на выработку тепловой и электрической энергии для работы установки) составляет около 25% от общего количества.
Согласно данным отечественных исследований [3], из 1 м3 биогаза может быть получено 3,2 кВт*ч электрической энергии. Исходя из этого, оценим возможный годовой объём производства электрической энергии из полученного объёма биогаза.
Как было показано выше, основной экономический эффект от внедрения биогазовых технологий будет получен в результате замещения природного газа биогазом. Годовой экономический эффект по сахарным заводам республики был рассчитан с учётом того, что в настоящее время стоимость природного газа для промышленных потребителей составляет 4 366 руб. за 1 тыс. м3.
Основные технико-экономические показатели деятельности сахарных заводов Республики Татарстан при модернизации на основе использования биогазовых установок
Показатели БСЗ НС ЗС
Установленная мощность по переработке сахарной свёклы, т/сут. 4 500 1 700 7 600
Выход свекловичного жома, т/сут. 3 825 1 445 6 460
Выход биогаза, тыс. м3/сут. 459 173,4 775,2
Продолжительность сезона сахароварения, сут. 100
Годовой объём свекловичного жома, тыс. т 382,5 144,5 646
Годовой объём биогаза, тыс. м3 45 900 17 340 77 520
Годовой объём биогаза за вычетом расхода на собственные нужды установки, тыс. м3 34 425 13 005 58 140
Возможный годовой объём производства электрической энергии из полученного объёма биогаза, МВт*ч 110 160 41 616 186 048
Годовой экономический эффект от замещения природного газа биогазом, млн руб. 150,30 56,78 253,84
Инвестиционные вложения на модернизацию сахарных заводов с использованием биогазового комплекса, млн руб. 1 445,9 546,2 2 441,9
Срок окупаемости, лет 10 10 10
№ 4 • 2016 САХАР 27
ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ
Сша^россахар - 20 лет на $лага страны-!
Комментарий СОЮЗРОССАХАР. В связи с дороговизной природного газа в Европе многие свеклосахарные заводы там имеют биогазовые установки, сырьём для которых является сырой жом, ботва сахарной свёклы и другие органические отходы производства. Выработанный органический (или «зелёный») газ используется как на собственном производстве, так и поставляется в газораспределительные сети региона, либо продаётся в общественные газораспределительные сети. Также из этого газа вырабатывается метан, изобутанол, n-бутанол. Так, крупнейший в ЕС голландский сахарный завод Suiker Unie (500 тыс. т сахара в сезон) жом не сушит вообще, экономя при этом энергию, а перерабатывает его в биогаз. Поставляя в общественную сеть 30 млн кубометров биогаза в год, Suiker Unie является одним из крупнейших производителей биогаза в Нидерландах. Во многих странах, в том числе в Нидерландах, производство биогаза субсидируется государством (источник — www.suikerunie.nl ).
Оценим необходимые инвестиционные вложения для модернизации сахарных заводов республики на основе использования биогазового комплекса. Анализ ряда предложений различных компаний, занимающихся производством и монтажом биогазовых установок [2; 6; 7; 8], показал, что готового решения, отвечающего заданным требованиям, в настоящий момент не существует. Понадобится конкретная и детальная проработка проекта, включающая в том числе проектно-изыскательские работы. В результате оценки предложений производителей, проведённой в рамках нашего исследования, был выведен средний условный показатель стоимости производства 1 м3 биогаза в сутки — 42 руб. На основе этого получаем, что для модернизации БСЗ потребуется 1 445,6 млн руб., НС - 546,2 млн руб., ЗС -2 441,9 млн руб. Сопоставим данные цифры с ранее рассчитанным экономическим эффектом и получаем период окупаемости. Для того, чтобы не усложнять расчёты, дисконтирование в данном случае осознанно не учитываем. Таким образом, получаем, что в среднем на сахарных заводах Республики Татарстан данные инвестиционные проекты могут окупиться в пределах 10 лет.
В заключение, подводя итог сказанному, отметим, что модернизация сахарных заводов с использованием биогазовых и биоэнергетических установок является очень перспективным направлением, дающим экологический, социаль-
ный и экономический эффекты. В то же время, данная статья не претендует на полноту и безаппе-ляционность полученных выводов, а лишь обозначает основные контуры и направления дальнейших исследований и практической проработки поднятой темы.
Список литературы
1. Сапронов А.А. Технология сахарного производства / А.А. Сапронов. — М. : Колос, 1999. - 495 с.
2. MT-Energie — один из ведущих производителей биогазовых установок: презентация компании MT-Energie. — [Электронный ресурс] — Режим доступа: http://www. bio-prom.net/fileadmin/BIO-PROM/CB/ CB_RU/ 1_CB_RU_3_-_MT-Energie.pdf — Загл. с экрана. (дата обращения 02.03.2016).
3. Дыганова Р.Я, Зайнашева З.Р. Технология переработки свекловичного жома с использованием биоэнергетической установки / Р.Я. Дыганова, З.Р. Зайнашева //
Учёные записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана. — Казань, 2015.— Т. 221, № 1 — С. 64—67.
4. Карамнова Н.В. Организационно-технологическая оценка деятельности предприятий сахарной промышленности / Н.В. Карамнова // Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК — продукты здорового питания. 2014. — № 3. — С. 82—88.
5. Апасов И.В. Основные направления повышения эффективности свеклосахарного комплекса России в современных условиях / И.В. Апасов // Сахарная свёкла. 2012. — № 3. — С. 6—10.
6. Объём капитальных затрат на строительство Российских биогазовых установок производства ООО «Агробиогаз» [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http:// www.agrobiogaz.ru/price.php — Загл. с экрана. (дата обращения 02.03.2016).
7. Производство биогаза [Электронный ресурс] — Режим доступа: http://www. bioenergosila.ru/services/biogas/biogas/ — Загл. с экрана. (дата обращения 02.03.2016).
8. Биогазовые установки для сельского хозяйства [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://itk-energo.narod.ru/ Predlogenie2.2.htm — Загл. с экрана. (дата обращения 02.03.2016).
9. В Молдове открыт первый завод по производству биогаза из свекловичного жома [Электронный ресурс]. — Режим доступа: — http://www.suedzucker.md. —
— Заглавие с экрана. — (Дата обращения: 02.03.2016).
10. Опыт ЕС в использовании биогаза в энергетике [Электронный ресурс]. — Режим доступа: — http://zeleneet.com. — Заглавие с экрана. — (Дата обращения: 02.03.2016).
Аннотация. В статье проведена технико-экономическая оценка возможности модернизации сахарных заводов за счёт внедрения биогазовых технологий. Свекловичный жом, который получается в большом количестве при переработке сахарной свёклы, не может быть полностью использован на кормовые и другие цели. В то же время метанизация свекловичного жома является достаточно перспективной с точки зрения дальнейшего использования полученного биогаза в газовой сети сахарного завода. Экономический эффект при этом достигается за счёт замещения биогазом используемого в технологии производства сахара природного газа. Оценочный технико-экономический анализ сахарных заводов Республики Татарстан показал экономическую перспективность практической проработки данного вопроса на Буинском, Нурлатском и Заинском сахарных заводах.
Ключевые слова: биогаз, биогазовые установки, свекловичный жом, биоэнергетические установки, сахарные заводы
Summary. The article carried out a feasibility assessment of the possible modernisation of sugar factories through implementation of biogas technology. Beet pulp obtained in large quantities in sugar beet processing often cannot be fully used for feed and other purposes. At the same time methanation of beet pulp is quite promising from the viewpoint of further use of the obtained biogas in the gas network of a sugar factory. The economic effect is achieved due to the substitution used in the technology of sugar production of natural gas by biogas. Detailed techno-economic analysis of the sugar factories of the Republic of Tatarstan showed economic prospects of practical consideration for the Buinsk, Nurlat and Zainsk sugar factories. Keywords: biogas, biogas plant, sugar beet pulp, bioenergy plants, sugar mills.
