Энергоустройство типа коровы

Наталья Бурдыкова
20 декабря 2010, 18:07
  Юг

К источникам альтернативной энергетики, которые начали осваивать в этом году на юге России, добавился биогаз. Сырья для его выработки — отходов животноводства и растениеводства — здесь более чем достаточно

Директор «Commit Юг» Андреас Тойбер намерен запустить биогазовые установки на всей территории ЮФО

Возможность выработки биогаза из отходов животноводства и растениеводства с получением из него электроэнергии и тепла  в последнее время становится всё более актуальной для юга России, имеющего самый большой объём органических отходов — 225 млн тонн в год, или 36% от общероссийского. К его рациональному использованию уже готовится инфраструктурная база: на рынок выходят европейские производители биогазовых установок, предлагают свои разработки и отечественные компании. Аграрии двумя руками «за», только не всем новый процесс по карману — пока что это могут себе позволить только крупные агрохолдинги. По мнению потенциальных участников рынка, подтолкнуть развитие ситуации может государство—путём законодательной и финансовой поддержки нового для России направления. Впрочем, первые шаги уже сделаны. Принят закон «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности», все ждут утверждения «зелёных» тарифов и возможной компенсации по ним. К освоению новых технологий получения энергии аграриев Юга подтолкнёт и рост цен на традиционные энергоносители — к 2014 году цена на нефть и газ приблизится к мировой.

По образу коровьему

В Европе, где привычные источники энергии дороги, уже давно осваивают производство биогаза. «Эта технология не нова,— говорит Андреас Тойбер, директор ООО «Commit Юг», представитель на Юге производителя биогазовых установок Schmack biogas GmbH (Viessmann group). — Ей уже 15 лет, но, конечно, биогазовые станции, которые выпускают сегодня, гораздо эффективнее тех, что были 15 лет назад».

Впрочем, технология эта гораздо старше и скопирована у природы: за основу работы биогазовой установки взята система пищеварения коровы. Сегодня для производства биогаза, большую часть которого составляет метан, используются различные отходы сельского хозяйства — зелёная часть растений, солома и, что особенно актуально с экологической (и экономической тоже) точки зрения — навоз крупного рогатого скота, свиной, а также птичий помёт. В процессе анаэробной ферментации образуются метан, углекислый газ и твёрдые отходы, из которых получаются экологически чистые удобрения. КПД таких установок достигает 80–90%.

Германия, где 15% энергии вырабатывается из возобновляемых источников энергии (ВИЭ), уже давно развивает технологии получения электричества и тепла из отходов сельского хозяйства. Что, впрочем, неудивительно: цена биогаза в Европе — 200 евро за 1 000 куб. м, а природного газа — 300—500 евро за 1 000 куб. м.

Но у России тоже есть свои резоны в освоении и этого ВИЭ. По подсчётам корпорации «Биогазэнергострой», ёмкость рынка органических отходов в России — 624,5 млн т. Это позволяет получить 31,2 млрд куб.м биогаза и выработать 68,7 ГВт электроэнергии. При этом юг России имеет самый большой потенциал — его доля в общем объёме — 36%, то есть 24,73 Гвт.

Поскольку сельское хозяйство в России потребляет 70 ГВт·ч электричества, то отечественный сельскохозяйственный сектор может быть энергетически независимым благодаря утилизации отходов. Более того, используя тепловые и электрические излишки, можно снабдить энергией всё сельское население России — а это 39 млн человек, которые потребляют 43 ГВт·ч электричества.

В странах, пользующихся биогазом, таких как Германия, процент отходов, переработанных в энергию, достигает пока 15%. Планируется, что в ближайшие годы этот показатель достигнет 30%. С учётом данных предварительных условий производство электричества из сельскохозяйственных отходов в России может доходить до 50 ГВт·ч электричества или 11,7 млн тонн бензина/дизельного топлива.

Потенциал Кубани

Краснодарский край, где сегодня стартует ряд «пилотов» — крупнейший агропромышленный регион России, в котором сельскохозяйственное производство территориально сочетается с курортной зоной. В регионе ежегодно образуется несколько миллионов тонн навоза крупного рогатого скота, свиней и помёта птицы, которые скапливаются и хранятся в открытых лагунах и навозохранилищах, занимающих значительные площади плодородных земель. Для примера: фермы КРС на 4500 голов, дающие 175 тысяч куб. м жидких навозных стоков, должны иметь для их хранения и утилизации не менее 7 лагун ёмкостью 12 тысяч куб. м. Затраты только на вывозку переработанных стоков из лагун и зарывание их в землю составят более 1 млн рублей ежегодно. Не забудем и о налогах за размещение и хранение опасных отходов, и о штрафах за загрязнение среды.

В Краснодарском крае в 2009 году в результате сбора более 800 тысяч тонн риса образовалось около 700 тысяч тонн запасов рисовой соломы. Их переработка позволит обеспечить сырьём тепловую электростанцию электрической мощностью 105 МВт и тепловой мощностью 270 МВт, а также выработку более 102 тысяч тонн удобрений в год. А переработка отходов всех кубанских птицефабрик и птицеперерабатывающих заводов позволит обеспечить сырьём тепловую электростанцию электрической мощностью 150 МВт и тепловой мощностью 365 МВт, а также выработку более 151 тысячи тонн удобрений в год.

Перманентное повышение цен на нефть и газ сделает производство биогаза для сельхозпредприятий Юга не только привлекательным, но и востребованным. На сегодняшний день все имеющиеся технологии утилизации отходов, применяемые в ЮФО, предполагают энергетические затраты на этот процесс — и это в условиях энергодефицита. С учётом роста тарифов на электроэнергию финансовые затраты на утилизацию будут расти ежегодно.

«У России большой потенциал, но пока отсутствуют законодательные основы для стимулирования развития биоэнергетики, — считает г-н Тойбер. — Это могут быть государственные субсидии, «зелёные тарифы» для получаемого из отходов электричества, покупка такой энергии оптовыми сетями. Тем не менее, видно, что государство уже проявляет интерес к получению биоэнергии из отходов, поэтому, полагаю, законодательная база будет развиваться в этом направлении. Но пока биогаз в России дороже природного, такие проекты актуальны не раньше чем через три-четыре года».

Андреас Тойбер объясняет интерес европейских производителей биогазовых установок к югу России также и климатическими условиями. Процесс ферментации происходит при температуре +35–40оС. В связи с этим в северных широтах нужна дополнительная энергия для подогрева, а вот на юге России достаточно природного тепла.

Очистить пляжи от свалок

Югу России, где расположены основные запасы чернозёмов и туристско-рекреационные зоны, утилизация отходов животноводства, твёрдых бытовых отходов (ТБО), сточных вод необходима в гораздо большей степени, чем другим регионам страны.

В течение года на полигоны Кубани свозится  до 2 млн тонн ТБО. Из тонны сухого вещества ТБО образуется 170–200 куб. м биогаза, половину объёма которого составляет метан. Влияние свалочного метана ставится в один ряд с мощнейшими природными и техногенными источниками, его вклад в развитие парникового эффекта оценивается в 6%. По интенсивности выбросов метана с единицы площади поверхности —порядка 200 тонн в год с 1 га — полигоны ТБО превосходят все другие источники. Как уверяют эксперты, уменьшение выброса в атмосферу метана в 30 раз более эффективно, чем выбросов СО2. Переработка органической части 2 млн тонн ТБО, образующихся на полигонах Краснодарского края в течение года, позволит обеспечить сырьём тепловую электростанцию электрической мощностью 120 МВт и тепловой мощностью 305 МВт, а также выработку более 110 тысяч тонн удобрений в год.

«Мы ещё и освобождаем ценные южные земли от свалок,— говорит Рафаэль Зурнаджян, генеральный директор ООО «Черноморская энергетическая компания» (Новороссийск) — Так, Алексинские очистные Новороссийска, где будет установлен “БИОЧЭК” (см. врезку. — «Эксперт ЮГ»), — это около семи гектаров земли на самом берегу Чёрного моря, которые сегодня заняты под иловые площадки. А ведь это могли бы быть прекрасные пляжи. Мы предложили не только полностью переработать биоил в электричество, но и таким образом освободить эти семь гектаров. Возможно, инвесторы, которые захотят построить на берегу Чёрного моря дома отдыха, здравницы, отели, проинвестируют для этого сначала строительство биогазовых установок».

По мнению самих игроков рынка, установки рентабельны при мощности от 750 кВт. По словам Андреаса Тойбера, установки компании Schmack на юге России могут позволить себе только крупные агрохолдинги. Первые ласточки уже есть. Так, в следующем году планирует установить биогазовую станцию Schmack ЗАО «Агрокомплекс» (Выселковский район Краснодарского края). В 2012 году агрохолдинг «Кубань» намерен запустить биогазовую станцию на своём свинокомплексе.

Кроме того, администрация Краснодарского края выделила 4 площадки, где Черноморской энергетической компанией будут введены в действие установки «БИОЧЭК». До конца года они будут официально оформлены как пилотные инвестиционные площадки. Это очистные сооружения Новороссийска, где будет перерабатываться биоил очистных сооружений, новороссийская птицефабрика, источником энергии для которой станет куриный помёт, свиноводческий комплекс в станице Елизаветинской, а также Ангелинский элеватор с возможностью переработки рисовой шелухи. «Краевая администрация поддержала наши проекты не только выделением инвестиционных площадок,— говорит Рафаэль Зурнаджян. — В рамках краевой программы по развитию ВИЭ мы получили бюджетное финансирование на изготовление бизнес-планов. Они уже готовы, а после презентации наших проектов на “Зелёной неделе” в Берлине мы начнём поиск инвесторов». Объём инвестиций в каждый из проектов — от 2 до 10 млн евро в зависимости от мощности. Вообще же необходимый объём инвестиций в биогазовые установки зависит от объёмов перерабатываемого сырья и мощности и находится в диапазоне от 1 до 45 млн евро. Период окупаемости таких проектов — от 2 до 6 лет.

«Конечно, такое количество проектов — это очень мало,—считает Андреас Тойбер. — Но это показатель того, что направление будет развиваться и через 10 лет в России появится уже 100 установок. Так биоэнергетика развивалась в Германии, так же будет и в России. И хотя в России нет пока законодательства, обеспечивающего финансовую поддержку биоэнергии, есть пилотные проекты, которые показывают эффективность применения биогазовых установок хотя бы для удовлетворения собственных нужд сельхозпредприятий. Думаю, в течение нескольких лет такого эффекта будет достаточно».

Гиацинтовая технология

Оригинальная технология выработки биогаза разработана новороссийской «Черноморской энергетической компанией». Она заключается в использовании в процессе переработки отходов свойств водного гиацинта — эйхорнии, проявляющей исключительные адсорбционные свойства и способности к очищению воды, переработке иловых отложений, подавлению болезнетворных бактерий и микроорганизмов, ускорению разложения нефтепродуктов и др. «Наша технология учитывает не только свойства эйхорнии как поглотителя, но и её уникальные возможности как производителя биогаза — она является уникальным симбионтом бактерий метанообразования, — поясняет Рафаэль Зурнаджян. —Сущность нашей технологии заключается в создании биоэнергетического комплекса “БИОЧЭК”, реализующего не имеющую аналогов технологию круглогодичной глубокой биологической переработки отходов, ила и других загрязнений с самодостаточным для процесса автономной работы комплекса производством электрической и тепловой энергии, которое обеспечивается метаном, выработанным при взаимодействии биомассы эйхорнии с отходами».