Использование навоза и помёта в качестве биотоплива
 В современных условиях российские животноводческие предприятия
находятся в сложном положении - это и высокий уровень закредитованности отрасли,
и сильный - до 80% [4] износ основных фондов, и вступление в ВТО, которое
приводит к снижению закупочных цен на сельскохозяйственную продукцию, и
повышение цен на ГСМ, электроэнергию и газ.
С другой стороны в настоящее время повышается внимание к охране окружающей среды
и соблюдению норм, связанных с утилизацией навоза и помёта. Согласно планам
министерства природных ресурсов и экологии Российской Федерации, с 2021 года
начнёт действовать новая система нормирования вредных выбросов для предприятий,
основанная на концепции наилучших доступных технологий, предполагающая оценку
негативного воздействия различных технологий на окружающую среду и определение
платы в соответствии с используемыми на предприятии технологиями. В результате,
наименьшую плату за выбросы будет платить предприятие, использующее наилучшие
доступные технологии - технологии, имеющие наименьшее негативное воздействие на
окружающую среду.
В таких условиях, в поисках повышения эффективности производства
сельскохозяйственной продукции, часто рассматриваются технологии переработки
навоза и помёта, в процессе которых генерируется энергия - различные виды
сжигания и получение биогаза. Это позволяет и создать систему утилизации
навоза/помёта, надёжную с точки зрения защиты окружающей среды, и повысить
эффективность производства - снизив затраты на электроэнергию и тепловую
энергию.
Рассматривая различные технологии переработки навоза и помёта в процессе оценки
рентабельности, следует учитывать следующие факторы:
-
климатические условия;
-
качество и количество сырья;
-
стоимость оборудования;
-
стоимость эксплуатации;
-
наличие и условия государственной
поддержки предприятий; использующих технологии
возобновляемой энергетики;
-
объём спроса и уровень цен на
удобрения.
В российских условиях слабой
государственной поддержки возобновляемой энергетики,
малого спроса на органические удобрения и неготовности
предприятий к высоким капитальным затратам большинство
технологических решений нерентабельно или имеет низкую
рентабельность. Также следует учесть, что ряд
оборудования, не имеющий российских аналогов, с учётом
пошлин и транспортных расходов будет иметь в России
более высокую цену и возможно возникновение сложностей с
техническим обслуживанием. Таким образом, для
определения рентабельности технологического решения
необходимо учитывать условия конкретного хозяйства.
Отправной точкой для определения наилучшей технологии
является анализ качества и количества сырья. В случае
утилизации навоза/помёта методом сжигания у конкретных
технологий существует определённое требование к
влажности, например технология компании АГРО-3 по
сжиганию подстилочного навоза/помёта [5] позволяет
утилизировать навоз/помёт влажностью не более 50%. В
случае, если влажность выше, возможно реализовать
досушивание навоза/помёта до нужной степени, так,
технологический лидер в данной области, компания Дорсет
Грин [6] предлагает оборудование, позволяющее снизить
содержания воды до 20%! В случае оценки сырья для
биогазового производства его влажность должна быть не
менее 85%. В случае, если сырьё содержит влаги меньше,
воду необходимо добавлять, что увеличит объёмы дигестата
(переброженная масса) и повлечёт за собой увеличение
расходов на его хранение и транспортировку. С другой
стороны, важно содержание органического сухого вещества
в сырье - при малом значении (<4%) производство биогаза
нерентабельно [3]. Также, для получения биогаза
необходимо, чтобы отношение углерода к азоту в сырье
входило в диапазон от 10 до 20. Если данное значение
выходит за пределы диапазона, то необходимо добавление
различных дополнительных компонентов, таких, как опилки,
торф и т.п. с целью скорректировать отношение углерода к
азоту. В случае больших объёмов это может также
уменьшить привлекательность биогазового производства.
При биогазовом производстве полученный газ в большинстве
случаев преобразуется в электроэнергию и энергию тепла с
помощью когенерационной установки. При этом большая
часть энергии преобразуется в энергию тепла, поэтому
очень важно оценить наличие потребителей тепла и учесть
сезонные колебания потребности - наибольшие объёмы
тепловой энергии, как правило, потребляются в зимнее
время, однако когенерационная установка не может не
вырабатывать тепло, так что летом тепло также будет
вырабатываться, это необходимо учитывать.
При утилизации навоза/помёта методом сжигания возможны
два варианта - использование когенерационной установки и
получение только тепловой энергии. Последний вариант
менее рентабелен, но и требует меньших капитальных
затрат.
При утилизации навоза/помёта методом пиролиза КПД выше,
чем при сжигании, но существует технологическое
ограничение - сложно построить установку пиролиза малого
размера, как правило, мощность установки составляет не
менее 2 МВт электроэнергии и 4 МВт тепловой энергии.
Большое значение при выборе технологии переработки
навоза/помёта имеет объём спроса и уровень цен на
удобрения. Российские условия отличаются от общемировых
наличием недорогих минеральных удобрений, из-за чего
снижается привлекательность органических удобрений. Даже
при наличии спроса, хранение и транспортировка
минерального удобрения - золы, результата переработки
методом сжигания и пиролиза, более рентабельны, чем
хранение и транспортировка органического удобрения -
дигестата, образующегося при биогазовом производстве.
Фактически, биогазовое производство требует в 6-7 раз
больше складского и транспортного объёма из-за
необходимости хранить и перевозить содержащуюся в
удобрении воду.
Выводы
При выборе технологии утилизации навоза/помёта с
получением энергии необходимо учитывать ряд факторов, в
зависимости от которых уровень рентабельности может
сильно меняться.
В российских условиях рентабельность технологий ниже за
счёт меньшей поддержки государством возобновляемой
энергетики и меньшего спроса на удобрения.
В условиях низкого спроса на органические удобрения
целесообразно выбирать технологию, перерабатывающую
навоз/помёт в удобрение с высоким содержанием сухого
вещества.
И.А.Субботин, аспирант, ГНУ СЗНИИМЭСХ, Санкт-Петербург
Список литературы
1. Henning Lyngs0 Foged. Livestock Manure to Energy.
Status, Technologies and Innovation in Denmark. 2013 -
http://www.inbiom.dk/download/viden_biomasse/manure_to_energy_uk_web2.pdf
2. Барбара Эдер, Хайнц Шульц. Биогазовые установки.
Практическое пособие. 1996 -
http://zorgbiogas.ru/upload/pdf/Biogas_plants_Practics.pdf
3. Брюханов А.Ю., Субботин И.А. Автоматизированное
проектирование технологических линий приготовления
органических удобрений на основе навоза и помёта //
Вестник Всероссийского научно-исследовательского
института механизации животноводства, Подольск, №3,
2009. С. 222-227.
4. Бурмистрова А.А., Родионова Н.К., Кондрашова И.С..
Состояние и возможности развития сельского хозяйства в
России.// Материалы IV Международной конференции в
Македонии “Международный диалог: Восток-Запад”, 2012.
5.
http://www.agro3-ecology.ru/oborudovanie/manure.html
6.
http://www.dorset.nu/en/page/home-gm/applications/drying-poultrymanure.html
|
Идёт загрузка...