Біогазові станції: більше переваг, аніж проблем - AgroBiogas

Серія статей “Біогаз – енергетична незалежність України”   СЕО АгроБіогаз к.т.н. Ольга Сидорчук виданню AgroExpert.

Журнал AgroExpert

 

Біогазові станції: більше переваг, аніж проблем

 Ольга Сидорчук, канд. техн. наук, генеральний директор AgroBiogas

 Чого більше у біогазовому виробництві – переваг з економічним, екологічним ефектом, чи труднощів, які виникають у процесі будівництва та експлуатації?

 Ми звернулися до професіонала галузі, щоби узагальнити думку про біогазові станції – об’єкти утилізації та енергетичного перетворення органічних відходів рослинного та тваринного походження із виробництвом відновлюваних джерел енергії з біогазу – електрики, тепла та біометану. Вони з’явилися в Україні порівняно недавно, а тому досі викликають деяке несприйняття. Через недостатню інформованість, – так вважає кандидат технічних наук, генеральний директор компанії «АгроБіогаз» Ольга СИДОРЧУК. Спеціаліст максимально точно згрупувала плюси та мінуси біогазового виробництва.

 Не відходи – а універсальна сировина

 Загальним для цивілізованого світу стає усвідомлення того, що органічні відходи та рештки насправді не є відходами, зайвиною, а повноцінним видом енергетичної сировини, – наголошує Ольга Сидорчук. Цим мають пройнятись як ті, хто досі не усвідомив цього незаперечного факту, так і ті підприємства та домогосподарства, які вже не мають сумнівів щодо користі енергетичного використання побічної органічної сировини, але ще не готові до практичного впровадження відновлюваних технологій.

Час й екологічні обставини спонукають усіх до обґрунтованої рішучості.

Загальною ключовою перевагою біогазових технологій є те, що вони уможливлюють стабільне отримання енергетичних ресурсів з відходів та побічної сировини органічного походження. Біогазові станції – реальне рішення гострої проблеми – утилізації органічних відходів підприємствами, адже будь-яке виробництво основної продукції неминуче супроводжується утворенням відходів, а нарощування виробничих потужностей, відповідно, і нарощуванням обсягів побічної сировини. Щодо біогазових технологій для домогосподарств, то переробка органічних відходів життєдіяльності худоби та рослинних решток дозволяє досягнути часткової або повноцінної незалежності від постачальників електрики, тепла та природного газу.

  • Біогазове виробництво не просто дозволяє розв’язати проблему утилізації решток виробництва, але ще й отримати додаткові енергетичні джерела з цих решток. Таке цілком можуть собі дозволити не лише крупні, а й дрібні бізнеси та господарства.
  • Важливим аспектом є універсальність біогазового виробництва. Адже сировинна база, придатна для біогазових технологій, дуже різноманітна. Станції здатні енергетично переробити, утилізувати практично всі органічні відходи, не зважаючи на їх тип, вид та особливі характеристики, завдяки підбору відповідного технологічного рішення під конкретні вимоги сировини. Ця універсальність робить біогазові станції пристосовуваними до будь-яких умов і територій. Жодна інша технологія не може похвалитися тим самим.
  • Варто наголосити й на стабільність енергоносія. Для держави недостатньо просто мати носій – він повинен бути постійним, стабільним. Біогазові технології є надійним острівцем стабільності, завдяки якій підтримуються інші види енергії, зокрема, сонячна і вітрова. Сонце не світить цілодобово, а вітер не дме за графіком. Відповідно, генерація ресурсів з них не може бути безперервною. Натомість біогазова забезпечується постійно, у режимі 24/7. Це дозволяє не тільки виробляти електричну, теплову енергію, біометан – аналог природного газу, але й покривати пікові навантаження у мережах, де задіяна сонячна та вітрова генерація.

Використання біогазу має широкий спектр, який не забезпечує жодна інша технологія.

Для зручності сприйняття, я завжди пропоную умовно розділяти біогазове виробництво на:

  • власне процес зброджування, результатом якого є утворення певних обсягів біогазу та біодобрив,
  • подальше використання біодобрив та біогазу у всій його гаммі: перетворення в електричну та теплову енергію, виробництво вуглекислоти, доочищення до біометану – аналогу природного газу.

Забираємо шкідливі викиди

 Катаклізми останнього часу свідчать про критичну необхідність зниження негативного впливу на довкілля.

Будівництво та подальша довгострокова експлуатація біогазових станцій сприяє зменшенню викидів парникових газів, як вуглекислий газ, метан, аміак, сірководень та інші. Уся сировина, яка є джерелом таких небезпечних викидів, у біогазових станціях зосереджується в герметичних спорудах – ферментерах. За період перебування у них, сировина поступово розщеплюється із виділенням біогазу – тої самої суміші газів, але не у навколишнє середовище, як це відбувається з сировиною, що накопичується на відкритому повітрі, а у герметичний накопичувач газу із наступним доочищенням його та перетворенням у відновлювані джерела енергії. Таким чином, біогазове виробництво перетворює насичену викидами органічну сировину тваринного та рослинного походження на безпечний біогаз і поживні біодобрива.

Отримуємо виключно корисне добриво

Продукти біогазових станцій дуже цінні завдяки тому, що мають вагомий агротехнічний ефект.

Усі добре знають, що для отримання високих врожаїв потрібно вносити у ґрунт поживні речовини. Для інтенсифікації землеробства застосовуються значні обсяги мінеральних добрив і значно менше – органічних добрив. Останні найчастіше накопичуються та зберігаються на непідготовлених майданчиках, що спричиняє як шкідливі викиди у атмосферу, так і просочування сечі та продуктів розщеплення у ґрунт та підземні води, забруднення питної води і, відповідно, погіршення стану здоров’я населення.

Зрозуміло, що така ситуація не може тривати вічно і от вже європейське законодавство має чіткі положення, що зобов’язують агровиробників здійснювати нарощування обсягів використання органічних добрив, але обов’язково попередньо підготовленими й знезараженими. Визначено й технологією, що дозволяє отримати якісні та безпечні біодобрива – це технологія біогазового виробництва.

На сьогодні, у розвинених країнах біогазова установка вже є обов’язковим елементом замкненого циклу виробництва.

Крім того, на законодавчому рівні для ведення органічного виробництва дозволені саме органічні добрива після біогазових станцій, що і зрозуміло, адже вони знезаражені завдяки дії температур впродовж певного проміжку часу, у них відсутня патогенна мікрофлора. Насіння сорних культур втрачає здатність до схожості, сорність полів після таких підготовлених біодобрив зменшується на 80%.

Внесення біодобрив після біогазового виробництва сприяє поступовому відновленню родючого шару грунтів, а поживні речовини їх перебувають у легкодоступній формі, тому легко засвоюються рослинами.

Створюємо додаткові робочі місця

 Біогазові станції у структурі виробничого ланцюгу підприємства фактично утворюють безвідходний виробничий цикл. А залучення додаткової робочої сили необхідне як під час кожного етапу реалізації об’єкту, так і протягом довгострокового періоду експлуатації біогазової станції, під час підготовки сировини до зброджування, контролю за процесом, власне на етапі внесення добрив, повернення поживних речовин у ґрунти тощо.

Заміщуємо викопні палива. Змінюємо свідомість

Вироблений біогаз заміщує значні обсяги викопних палив. У сучасних умовах розвитку суспільства, яке мусить дбати про свої ресурси, – це пріоритетна задача.

Йдеться взагалі про зміну світогляду. Ще якихось 10 років тому в Україні ніхто не задумувався над тим, що органічні відходи тваринництва та рослинництва – це зовсім не відходи у розумінні «утворились – викинув», натомість – це сировина, ресурс, придатний для стабільного продукування енергетичного врожаю.

Звісно, найперше говоримо про електричну та теплову енергію. Зміна підходів до енергопостачання неможлива, якщо не будемо чим більше використовувати відновлювані джерела. Біогазові технології якраз вписуються у формат енергетичного переходу від викопних до таких, які постійно й стабільно відновлюються. Ми їх отримуємо з природи і в природу повертаємо. Це є гармонійний стійкий процес. До нього й прагнемо.

Потенціал біогазу в цьому контексті неможливо переоцінити.

Навіть невелике підприємство, яких більшість в Україні, генеруючи до кількох тисяч тонн органічних відходів на рік, може за рахунок власної біогазової станції повністю замістити свої потреби у тепловій енергії, або в електричній енергії, або відмовитися від закупівлі природного газу для виробничих процесів.

Шанс громадам стати незалежними

В умовах політики децентралізації кожна територіальна громада зацікавлена стати енергетично незалежною, нарощувати енергетичну привабливість свого регіону.

Відновлювані джерела створюють додану вартість на місцевому рівні. Завдяки ним є реальна можливість отримувати економічний зиск, додаткові джерела прибутку. Зокрема, шляхом подачі в мережу «зеленої» енергії регіонального виробництва.

Політика децентралізації логічно підказує, що прибутки від відновлюваної енергетики з’являться тоді, коли громада активно впроваджуватиме рішення, які генеруватимуть «зелену» енергію.

Актуальною для місцевих громад є тема використання відновлюваних видів палива для опалення та освітлення приміщень, підігріву води, на фермах, у тепличному господарстві. Варіантів безліч.

 Біогаз робить села енергетично незалежними. Чи це не є тим, чого усі ми так прагнемо?! Така енергетична незалежність має цілий спектр супутніх переваг, приміром, підвищення іміджу регіону, його інвестиційної привабливості. Ланцюгова реакція спонукає й сусідів ставати такими, що здійснюють прогресивний енергетичний перехід.

 Свідомо готуватися до змін клімату

 Зміни клімату вже очевидні. Це факт. А тому думаючі суспільства активно впроваджують і закликають інших до швидшого енергетичного переходу на відновлювальні та альтернативні джерела енергії.

Біогазове виробництво у цьому сенсі – ключове. Разом із сонцем і вітром створить замкнену систему, позбавлену пікових навантажень. Реально отримати таким чином стабільну систему відновлюваного енергопостачання.

В контексті зміни клімату біогазове виробництво має суттєві переваги:

  • Паливо, отримане в результаті біогазового виробництва, є СО2-нейтральним. Використання цього палива не впливає на вміст вуглекислого газу в атмосфері. Біогазова установка виробляє у понад 4 рази менше вуглекислого газу на кВт*год порівняно із вугільною електростанцією.
  • На відміну від інших відновлюваних джерел, біогаз можна зберігати: накопичувати у спеціальних ємностях і використовувати, коли в ньому є потреба. Забезпечується не тільки безперебійність, але й гнучкість виробництва.
  • Обсяги біогазового виробництва є фактично досяжними і необмеженими. Адже сировина для нього є нескінченною – це основна його відмінність від викопних видів палива. Там, де ведеться сільське господарство, завжди накопичується величезна кількість органічних відходів та решток – тваринного та рослинного походження.

У довготривалій перспективі, окрім відходів, відіграватимуть важливу роль ще й енергетичні культури, які спеціально вирощуватимуться для енергетичних потреб.

У більшості країн вже активно використовується теплова енергія з біогазу. У нас поки що така практика рідкісна. Хоча у такий спосіб можна забезпечити на місцевому рівні тепло у школах, дитсадках, амбулаторіях, клубах, інших бюджетних установах.

Енергію в комунальний сектор може передавати як біогазова установка місцевого підприємства, так і комунальна біогазова станція.

Потрібна точність технології та сировини

 Організація біогазового виробництва потребує підбору відповідного технологічного рішення – це є запорукою ефективності об’єкту на довгі роки. Технології галузі біогазового виробництва доволі розвинені, тому на сьогодні можливість вибору оптимального рішення не викликає питань. Натомість на перше місце виходить реальна компетенція фахівців, що здійснюють підбір технологічного рішення.

Принципово знати: технологічне рішення напряму залежить від специфічних вимог сировинної бази і не інакше.

Проблема виникає тоді, коли не технологія задовольняє вимогам сировини, а коли параметри сировини підганяються під наявну технологію.

Ефективна біогазова технологія потребує відповідного устаткування, професійного якісного та оперативного обслуговування, декількох рівнів контролю і варта кожного центу.

Слід зазначити, що біогазові технології для домогосподарств є більш простими у виконанні, помірно коштують та варті уваги родин, що проживають у приміських та сільських місцевостях задля незалежного енергозабезпечення.

Потужні біогазові станції, що утилізують значні обсяги органічної сировини підприємств та націлені на постачання зеленого палива в мережу, потребують значних інвестицій, повернення яких гарантовано підбором відповідного технологічного рішення.

Отриманий біогаз потребує доочищення

Слід наголосити на важливості якісного очищення біогазу перед його подальшим перетворенням у енергетичні джерела. Блок газоочистки є невід’ємною частиною виробничого процесу, а якість та глибина очистки залежить передусім від зброджуваної сировини. Так, до прикладу, біогаз, утворений з суміші, до складу якої входить пташиний послід потребує більш глибокої очистки у порівнянні із біогазом, отриманим із суміші з гноєм ВРХ.

Технологія залежить від температури

Біогазове виробництво реалізується метаногенними мікроорганізмами, які фактично перетравлюють органічну сировину, а біогаз є продуктом їх життєдіяльності. Для підтримання життєздатності біотехнологічної системи біогазової станції, технологією передбачено постійне підтримання відповідної температури виробничих процесів. Значимістю дотримання температурного проміжку не можна нехтувати, адже температурне коливання 0,5-10С здатне пригнітити життєздатність мікроорганізмів і, відповідно, ефективність загального виробничого процесу.

Даний нюанс завжди враховується підбором відповідного рішення та із врахуванням особливостей клімату, властивому території розташування біогазової станції.

Прискіплива логістика

 Безперебійна експлуатація біогазової станції потребує відповідної території для розміщення необхідних запасів обсягів сировини. Зрозуміло, що потужні біогазові станції потребують більших територій, тому їх не будують у густонаселених місцях, натомість обирають приміські території та місцевість, яка знаходиться у логістично привабливій зоні до підприємств-постачальників сировинної бази для біогазової станції.

Розміщення ж біогазових станцій у домогосподарствах практично не має обмежень, знову ж таки, за рахунок їх помірних габаритів і часто відсутності потреби у накопиченні сировинної бази.

У будь-кому разі слід налаштовуватись та переходити на мінімізацію викидів у навколишнє середовище та організацію оптимального безвідходного виробництва, як підприємствами, так і домогосподарствами.