Научная статья на тему 'Потенциал использованияя биогаза в регионах аграрной специализации'

Потенциал использованияя биогаза в регионах аграрной специализации Текст научной статьи по специальности «Экологические биотехнологии»

CC BY
393
153
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
БИОТОПЛИВО / ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ / АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ЭНЕРГЕТИКА / АГРОПРОМЫШЛЕННЫЙ КОМПЛЕКС / АВТОНОМНОЕ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЕ / БИОГАЗ / АЛЬТЕРНАТИВНОЕ ТОПЛИВО / BIOGAS / BIOENERGY / RENEWABLE ENERGY / BIOFUEL / ENERGY-SAVING TECHNOLOGY / ARICULTURAL REGION

Аннотация научной статьи по экологическим биотехнологиям, автор научной работы — Фарков Андрей Георгиевич

В статье рассматриваются вопросы развития производства биогаза в Алтайском крае. Указывается на необходимость широкого внедрения в хозяйственную практику аграрных предприятий возобновляемых источников энергии. Приводятся сведения об основных типах существующих, в настоящее время биогазовых установок. Указывается, что наиболее апробированными, в технологическом плане, в настоящее время являются установки «мокрого» типа. Приводятся сведения об основных видах сырья и объемах удельного выхода топлива из него. Утверждается, что существует потенциальная обеспечить до 20-25% потребностей Алтайского края в газовом топливе.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

The potential of using biogas in the agricultural region

The article examines the development of biogas production in the Altai region. Indicates the need for wide implementation in ho-agricultural practice of farms renewable energy. Provides information about the main raw materials and specific yield volumes of fuel out of it. Argued that there is a potential for the construction of facilities for the production of biogas based on large and medium-sized livestock operations. This can provide up to 20-25% of the demand in the Altai region gas fuel. It is noted that the implementation of this project requires coordination of government support measures with the mandatory inclusion of livestock facilities for biogas in the construction or reconstruction of livestock enterprises. Also priority for biogas energy in the Altai region called the creation of biogas plants with low capacity. They can be used by individuals to meet the challenges of energy supply and heating. Refers to the importance of their implementation in some areas Altai region.

Текст научной работы на тему «Потенциал использованияя биогаза в регионах аграрной специализации»

Потенциал использования биогаза в регионах аграрной специализации

А.Г. Фарков

Вопросы газификации территорий аграрной специализации традиционно носят приоритетный характер. Однако, в настоящее время, на территории Российской Федерации сложилась устойчивая тенденция к повышению отпускных тарифов на природный газ на внутреннем рынке. Она имеет под собой объективные причины и, вероятно, и в дальнейшем, цены внутреннего рынка продолжат приближаться к мировым. Такая ситуация вынуждает обратиться к изучению возможностей использования альтернативных, возобновляемых источников газового топлива, а именно -биогаза. Основные характеристики биогаза как топлива представлены в таблице 1. [1, 2]

Таблица! - Основные характеристики биогаза

Характеристика Биогаз Природный газ

Запас энергии в 1 м3 6-6,5 кВт-ч 9,0-9,5 кВт-ч

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

Плотность 1,16-1,27 кг / 3 м 0,68-0,85 кг./м3

Температура возгорания 650-750 0С 650-7000С

В настоящее время в мире этот вид топлива активно используется во многих странах. По данным консалтинговой группы NOMURA International Limited за июль 2010 год, Китай производит 19 млрд. м биогаза в год, Индия производит 4.2 млрд. м биогаза в год, который используется в сновном для бытовых нужд. [3]

Выход биогаза зависит от большого количества местных факторов, усредненные показатели выхода биогаза из различных видов сырья, животного и растительного происхождения, представлены в таблице 2 [4]

Таблица 2 - Удельные объемы выхода биогаза и основных видов сырья

растительного и животного происхождения

Субстрат животного происхождения Выход 3 / м /т Субстрат растительного происхождения Выход 31 м /т

Навоз КРС (природный 8588% влажности) 54 Силос кукурузный 180

Навоз КРС самосплавный (95% влажности) 22 Свежая трава 200

Навоз свиной природный (85% влажности) 62 Молочная сыворотка 50

Навоз свиной самосплавный (95% влажности) 25 Фруктовый и овощной жом (80% влажности) 108

Птичий помет клеточный (75% влажности) 103 Свекольный жом (78% влажности) 119

Птичий помет подстилочный (60% влажности) 90 Меласса 633

Жир из жироловок (жировая пульпа) 250 Барда меласная ( 90% влажности) 50

Отходы бойни (только кровь, каныга, мягкие ткани) 300 Пивная дробина (82% влажности) 99

Рыбные отходы 300 Мезга кукурузная (80% влажности) 85

Твердые бытовые отходы 100 Мезга картофельная (91% влажности) 32

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. В первую очередь сюда можно отнести отходы свинокомплексов и птицефабрик, биологические отходы мясоперерабатывающих производств и т.п.

Основным способом использования биогаза является его сжигание в теплофикационных или электрогенерирующих установках. Для производства теплоэнергии обычно используются водогрейные и паровые котлы, предназначенные для работы на природном газе, без каких-либо дополнительных переделок. [5] Генерация электроэнергии может

осуществляться с применением газопоршневых, или, реже, газотурбинных электростанций. Из 1 м3 биогаза, в этом случае, вырабатывается одновременно 2,4 кВт-ч электрической +2,5 кВт-ч тепловой энергии. [6]

Возможная отдача энергии от основных отраслей животноводства по Алтайскому краю, рассчитанная на основе статистических данных по поголовью сельскохозяйственных животных за 2009 г., представлена в таблице 3.

Таблица 3 - Потенциал выработки биогаза (в пересчете на биометан) по основным отраслям животноводства Алтайского края (по крупным и средним сельхозпредприятиям)

Отрасль животноводства Выход биогаза, 3 тыс. м Выработка электроэнергии, тыс. кВт-ч Выработка теплоэнергии, Гкал

- крупный рогатый скот 332880,0 630720,0 2803200,0

- свиньи 6570,0 12380,0 54750,0

- птица 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.

Следует отметить, что особую значимость развитие биогазовых установок приобретает в контексте приоритета развития крупных индустриальных комплексов птицеводства и животноводства. [7] Эти объекты несут потенциальную экологическую угрозу, ввиду высокой концентрации сельскохозяйственных животных на небольшой площади. Особенно это касается предприятий такого профиля, расположенных вблизи крупных рек, или иных водоемов - несмотря на наличие водоохранной зоны, тем не менее сохраняется риск попадания биологических отходов в поверхностные воды. Внедрение биогазовых установок позволит безопасно утилизировать биологически активные отходы, получая при этом еще и коммерческую выгоду. Это касается не только отходов животноводства, но и отходов убойных цехов, утилизация отходов которых является весьма актуальной проблемой для большинства предприятий индустриального животноводства и птицеводства. [8]

Следует заметить, что в противоположность абсолютному большинству природоохранных мероприятий, внедрение биогазовых установок является коммерчески эффективным. [9] Так, в частности, за счет использования биогаза возможно обеспечить до 50-60% потребностей сельхозпредприятий края в электроэнергии. [10]

Для повсеместного распространения биогазовых установок необходимо создание на территории региона соответствующей инжиниринговой инфраструктуры, включающей в себя комплекс предприятий по проектированию, монтажу и сервису биогазовых установок. В настоящее время в Алтайском крае такая инфраструктура полностью отсутствует.

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 биогаза, 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 природного газа в регионе;

5) для широкого внедрения биогаза как вида топлива необходимо создание на территории края инжиниринговой инфраструктуры, представленной предприятиями, специализирующимися в области проектирования, сооружения и эксплуатации биогазовых установок.

Литература:

1) В.Баадер, Е. Доне, М. Брендеффер Биогаз. Теория и практика. [текст] /

В.Баадер, Е. Доне, / пер. с нем. - М.: «Колос», 1982. - 182с.

2) C. Pan Alternative Energy: Global power & utilities [Электронный ресурс] // Nomura Internetional Limited - Режим доступа: http://www.nomuranow.com/ research/ globalresearchportal/getpub.aspx? pid= 3791 90 (доступ свободный) -Загл. с экрана. - Яз. англ.

3) A Biogas: Roadmap for Europe (Brochure) // European Biomass Association [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.aebiom.org/IMG/pdf/ Brochure_ BiogasRoadmap_WEB.pdf (доступ свободный) - Загл. с экрана. -Яз. англ.

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

5) Благутина В.В. Биоресурсы // Химия и жизнь - 2007. - №1. - С. 36-39

6) Малофеев В.М. Биотехнология и охрана окружающей среды: Учебное пособие. - М.: Издательство Арктос, 1998. - 188 с.

7) Мариненко Е.Е. Основы получения и использования биотоплива для

решения вопросов энергосбережения и охраны окружающей среды в жилищно-коммунальном и сельском хозяйстве: Учебное пособие. -

Волгоград: ВолгГАСА, 2003. - 100 с.

8) Стребков Д.С., Ковалев А.А. Биогазовые установки для обработки отходов животноводства. // Техника и оборудование для села - 2006. - №11. - С.28-30.

9) М.Л. Самсонова Учет экологических факторов при разработке

инновационного бизнес-плана [Электронный ресурс] // «Инженерный

вестник Дона», 2012, №4 (часть 2). - Режим доступа:

http://ivdon.ru/magazine/archive/n4p2y2012/1424 (доступ свободный) - Загл. с экрана. - Яз. рус.

10) Н.А. Страхова, П. А. Лебединский Анализ энергетической эффективности экономики России [Электронный ресурс] // «Инженерный вестник Дона», 2012, №3 - Режим доступа: http://ivdon.ru/magazine/archive/n3y2012/999 (доступ свободный) - Загл. с экрана. - Яз. рус.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.