VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

Агропромышленный комплекс России сегодня сталкивается с проблемой утилизации огромного количества отходов – чаще всего они просто вывозятся с территорий ферм и складируются. Это приводит к проблемам окисления почв, отчуждению сельскохозяйственных земель (более 2 млн га сельскохозяйственных земель заняты под хранение навоза), загрязнению грунтовых вод и выбросам в атмосферу метана – парникового газа. Если на государственном уровне ставится задача интенсивного развития сельского хозяйства с высоким уровнем эффективности и глубины переработки, эту проблему необходимо решать.

Отходы АПК, которые необходимо утилизировать, сами по себе являются существенным энергетическим ресурсом, так как с разной степенью эффективности возможно получение биогаза почти из всех видов сельскохозяйственных отходов. Таким образом, развитие биогазовой энергетики – это не только возможное решение проблемы отходов, но и еще решение энергетических проблем сельского хозяйства [4].

А эти проблемы существуют: большая часть регионов с развитым сельским хозяйством, соответственно, с высокой концентрацией ресурсов для производства биогаза (Белгородская область, Краснодарский край, Алтайский край и др.) являются энергодефицитными и энергоснабжение сельхозпроизводителей здесь осуществляется по остаточному принципу. Во всех сельскохозяйственных регионах существует проблема крайне низкой степени доступности объектов энергетической инфраструктуры, в частности только 37% крупных и средних сельхозпроизводителей имеют доступ к сетевому газу.

В количественном выражении, суммарный энергетический потенциал отходов АПК РФ достигает 81 млн т.у.т. Если весь биогаз будет перерабатываться на когенерационныхустановках, это позволит на 23% обеспечить суммарные потребности экономики в электроэнергии, на 15% – в тепловой энергии и на 14% – в газовом топливе или же полностью обеспечить сельские районы доступом к природному газу и тепловой мощности.

В некоторых регионах не ждут дотаций из центра, они строят биогазовые установки (БГУ), поскольку забота об экологии выходит на первый план. В Белгородской области сдали в эксплуатацию сразу два биогазовых завода. ОАО «Региональный центр биотехнологий» с помощью немецких компаний «Lipp» и «Muche» построил метатенк ёмкостью 3700 м³ (работает на отходах свиноводства и кукурузном силосе). ГК «Агро-Белогорье» в содружестве с немецкой компанией «Big Datchman» на оборудовании фирмы «Evonik» соорудил почти такой же ферментер у СГЦ по свиноводству. Руководство области поддерживает пилотные проекты тем, что обязывает энергетиков принимать в свои сети «лишнюю» электроэнергию, помогает развивать инфраструктуру.

На производственной площадке агрохолдинга «Агро-Белогорье» в Яковлевском районе и в селе Байцуры Борисовского района станция вырабатывает мощность 526 кВт·ч электроэнергии (1918 тыс. м³/год биогаза). Основным сырьём для объекта служат свиноводческие стоки площадки откорма Стригуновского свинокомплекса.

Биометан – это газовое топливо, полученное путем глубокой переработки биогаза. Производство биометана представляет собой следующую цепочку: биомасса–биогаз–биометан.

Промежуточное звено этой цепи – биогаз, получается посредством анаэробной переработки органической массы: навоза, канализационных вод, бытовых отходов, отходов пищевой промышленности и др.

Основной продукт – биометан – это результат вторичной переработки биогаза, получаемый путем удаления из него СО₂ и других примесей, с целью улучшения работы двигателей внутреннего сгорания автотранспортных средств – основных потребителей биометана [1].

Выгода от производства и применения биометана очевидна:

– снижение энергетической напряженности в странах или регионах, где отсутствуют природные источники энергии;

– решение проблем с утилизацией органических отходов;

– резкое снижение концентрации вредных веществ в выхлопных газах автомобилей;

– увеличение срока службы двигателей внутреннего сгорания автомобилей, за счет несмываемой масляной пленки.

Основные региональные задачи программы на территории Белгородской области:

– повышение экологической безопасности территорий Белгородской области (атмосферы и земельных угодий) путем переработки отходов животноводства и птицеводства существующих и планируемых к созданию производств;

– поиск и реализация технологий утилизации биоотходов на основе биоэнергетики с использованием альтернативных возобновляемых источников энергии и производством электрической и тепловой энергии;

– производство и внедрение в рыночный оборот области органических удобрений с замещением применения минеральных удобрений, приобретаемых за пределами области.

Создание двигателей автотранспортных средств, работающих на газе с низкой теплотой сгорания, как у биогаза, представляет определенные трудности. Поэтому целесообразнее использовать не биогаз, а получаемый из него биометан. Для этого из биогаза удаляют СО₂ и другие примеси. Получаемый газ имеет однородный состав (биометан), содержащий 90-97 % СН4 с теплотой сгорания 35–40 МДж/м³.

Сегодня в сфере оказания транспортных услуг по перевозке пассажиров в Белгородской агломерации МУП «ГПТ» является крупнейшим перевозчиком. Предприятие имеет собственный парк автобусов и троллейбусов, включающий в себя более 200 единиц техники (из которых 150 единиц – автобусы, работающие на метане) [2].

В таблице 1 приведен расчет экономии использования биометана на примере автобусного парка МУП «ГПТ».

Таблица 1 - Расчет экономии на примере автобусного парка г. Белгорода

Наименование показателя	Величина	Единица измерения
Количество автобусов	150	шт.
Пробег одного автобуса за 1 день	250	км
Количество рабочих дней в году	300	дней
Пробег всех автобусов в день	37 500	км
Пробег всех автобусов в год	11 250 000	км
Расход дизельного топлива на 100 км пути	35	л
Расход газового топлива (биометан) на 100 км пути	36	м3
Расход биометана в день	13 500	м3/день
Расход биометана в год	4 050 000	м3/год
Стоимость дизельного топлива (рыночная)	30,00	руб/л
Стоимость биометана (расчетная)*	14,00	руб/м3
Стоимость метана (рыночная)	13,00	руб/м3
Стоимость топлива на 100 км пробега:
Дизельное топливо	1 050,00	руб/100 км
Биометан	504,00	руб/100 км
Метан	468,00	руб/100 км
Экономия от использования Биометана (98% метана) вместо дизельного топлива	546,00	руб/100 км
Общая экономия от использования Биогаза (98% метана) в год	61 425 000,0	руб/год

* Приведена расчетная стоимость биометана в соответствии с опытом иностранных продаж (цена 1 л биометана равна 0,3 евро)

Таким образом, проанализировав все доводы можно сделать вывод о том, что помощь развитию данной отрасли могло бы оказать продление программы субсидирования закупок субъектами РФ автобусов на газомоторном топливе, работавшей в 2012-2013 годах.

Биометан как моторное топливо должен применяться в транспортных двигателях либо в сжатом, либо в сжиженном состоянии. Однако основным сдерживающим фактором широко применения сжатого биометана в качестве моторного топлива, как и в случае со сжатым природным газом, является транспортировка значительной массы топливных баллонов. Использование сжиженного биометана для собственного автотранспорта животноводческих и птицеводческих предприятий, фермерских хозяйств и сельскохозяйственных кооперативов, а также общественного и грузового городского транспорта позволит решить вопросы обеспечения местным моторным топливом с более высокими экологическими характеристиками, замещающим значительную часть традиционного топлива, и дать существенный экономический эффект.

Во всем мире производству биометана уделяется огромное внимание (США, страны Западной Европы, Китай и др.), так как он считается топливом будущего, ведь это топливо, добываемое практически из ничего, а скорее из того, что представляет большую угрозу для человечества – из отходов. Применение биометана сможет полностью обеспечить внутренние потребности производства в электроэнергии и тепле или пойдет на обеспечение общественного транспорта качественным биотопливом [3].

Библиографический список

1. http://www.tp-bioenergy.ru/biometan/

2. http://mupgpt31.ru

3. Жмарин Е.Н., Рыбаков В.А. ЛСТК – инструмент для реализации программы «Доступное и комфортное жилье» //Журнал для профессионалов «СтройПРОФИль», № 5(60), стр. 166-167; 2007.

4. Биогаз как топливо / Панцхава Е.С., Шипилов М.М., Пауков А.П., Ковалев Н.Д. // ЖКХ. - 2008. - N 2, ч.1. - С.59-64.

5. http://himmot.jimdo.com/архив-конференций/20-21-марта-2014-года/сборник-научных-трудов/

© Солодовников Д.Н., Мерзликина К.И., 2014

Код для цитирования: Скопировать