Размещено на http://www.allbest.ru/

ПРИМЕНЕНИЕ БИОГАЗОВЫХ УСТАНОВОК НА ПРЕДПРИЯТИЯХ АПК

Магистрант МАХМУДОВ С.Б. (ФГБОУ ВО СПбГАУ)

Магистрант НАЗИРОВ Д. Н. (ФГБОУ ВО СПбГАУ)

Бакалавр ЗОИРОВ ДЖ. Ш. (ФГБОУ ВО СПбГАУ)

В настоящее время технологии переработки биологического сырья нашли широкое применение для решения проблемы утилизации органических отходов, уменьшения загрязнения окружающей среды, а также получения альтернативного источника энергии [1, 2,3].

Биогаз, образующийся в специальных реакторах-ферментерах, является естественным продуктом распада, возникающим в процессе анаэробного сбраживания органических веществ, и по своим характеристикам и эффективности использования не уступает природному газу. Состав биогаза: CH4 - 45-87%, CO2 - 13-55%, незначительные примеси Н2 и H2S. После очистки биогаза от СО2 получается биометан - полный аналог природного газа (отличие только в происхождении). Теплота сгорания биогаза составляет 2027 МДж/м3, биометана 35-40 МДж/м3.

Необходимым условием получения биогаза является наличие в биомассе метаногенов - бактерий, которые образуют метан как побочный продукт метаболизма в бескислородных условиях. Они широко распространены в заболоченных территориях, где образуется метан (болотный газ), и в кишечниках жвачных млекопитающих и человека.

В качестве сырья для производства биогаза могут быть использованы отходы животноводческих ферм, а также любая органическая масса (корма, отходы бойни, рыбного цеха, пищевого производства). В таблице приведены основные показатели биогазовой станции, оборудованной когенерационной энергоустановкой, в зависимости от типа утилизируемых отходов.

Кроме биогаза в биореакторах получают органическое удобрение, которое может быть использовано непосредственно в полевом севообороте, тепличных хозяйствах, либо в качестве экспортного продукта.

Применение биогазовых технологий позволяет решить ряд экологических проблем [4]:

• уменьшается количество выбросов метана в атмосферу (по некоторым данным, метан оказывает влияние на парниковый эффект в 21 раз более сильное, чем СО2, и находится в атмосфере 12 лет);

• отсутствуют загрязнения воздушного бассейна, почвы и грунтовых вод в районе агропромышленного предприятия;

• происходит существенное сокращение санитарно-защитной зоны вокруг агропромышленного предприятия;

• происходит обеззараживание органических отходов животноводства и птицеферм;

• становится возможным замещение части минеральных удобрений и гербицидов при использовании готовых органических удобрений

сырье биологический утилизация

Таблица 1- Основные показатели работы биогазовой станции в зависимости от типа утилизируемых отходов

Помимо всего этого биогаз можно преобразовать в электроэнергию и тепловую энергию. При содержании метана 45-50% биогаз теоретически демонстрирует энергетический потенциал в размере 5 кВтч/м3.

При применении биогаза обеспечивается следующий выход энергии:

• в форме моторного топлива с получением электроэнергии - 34-36%;

• в форме котельного топлива 89-93%;

• в форме моторного топлива с обеспечением когенерации

(одновременной выработки) тепловой, электрической энергии - 74- 88%.

К ряду самых перспективных проектов в настоящее время относят когенерационные электростанции, функционирующие на базе микротурбинного оборудования. Интерес к подобным установкам вызван их уникальными техническими свойствами, например, возможностью их работы без газоподготовки на разнообразных типах топлива. Микротурбинное оборудование, функционирующее в когенерационном режиме, позволяет почти на четверть нарастить эффективность использования топлива и вдвое снизить эксплуатационные затраты (в сравнении с традиционными газопоршневыми устройствами).

Показатель себестоимости получения из биологического газа по схеме когенерации 1 кВтч электрической энергии составляет 0,16-0,25 руб. Однако, если применять газ исключительно для выработки электричества, то его себестоимость превысит себестоимость сетевой электроэнергии примерно на 35 %. Гораздо выгоднее обеспечить переработку отходов на биогазовой установке с обеспечением одновременного получения:

• газа;

• тепла;

• электричества; ? топлива для автомашин;

• биологических удобрений.

Что касается инвестиционного аспекта производства электроэнергии из биогаза, то капитальные затраты на 1 кВт базовой мощности биогазовой установки находятся в диапазоне €2000-4500 и зависят от типа биомассы и размеров установки. Станции значительной мощности (свыше 10 МВт), функционирующие на сахарном жоме либо жировых отходах, демонстрируют капитальные затраты на 1 кВт в размере около €1500-1800. Капитальные затраты на малые станции (до 1 МВт), применяющие навоз КРС, могут достигать €7000 на 1 кВт.

При условии применения биогаза в качестве основной энергии в предприятиях АПК можно значительно сократит расходы на потребление энергии как на электричество так и на тепло. При существенном росте тарифов на электроэнергию и увеличивающихся экологических платежах биогазовые проекты демонстрируют высокую рентабельность и быструю окупаемость.

Список использованных источников

1. Беззубцева М.М., Волков В.С., Котов А.В. Энергоэффективные электротехнологии в агроинженерном сервисе и природопользовании - учебное пособие , 2012. - СПб.: СПбГАУ. - 260 с.

2. Беззубцева М.М., Ковалев М.Э. Электротехнологии переработки и хранения сельскохозяйственной продукции - учебное пособие , 2012. - СПб.: СПбГАУ. - 242 с.

3. Громова Е.А., Громова Н.Ю., Салова Т.Ю. Моделирование процесса биоконверсии твердых отходов и получения биогаза // Известия международной академии аграрного образования. СПб.: СПбГАУ, - № 1, -2013

4. http://www.combienergy.ru/stat/1247-Rossiyskiy-opyt-vnedreniya-biogazovyhtehnologiy-dlya/

Размещено на Allbest.ru