Серия статей “Биогаз – енергетическая независимость Украины” СЕО АгроБиогаз к.т.н. Ольга Сидорчук изданию AgroExpert.
Биогазовые станции: больше преимуществ, чем проблем
Ольга Сидорчук, канд. техн. наук, генеральный директор AgroBiogas
Чего больше в биогазовом производстве — преимуществ с экономическим, экологическим эффектом, или трудностей, которые возникают в процессе строительства и эксплуатации?
Мы обратились к профессионалу отрасли, чтобы обобщить мнение о биогазовых станциях — объектах утилизации и энергетического преобразования органических отходов растительного и животного происхождения с производством возобновляемых источников энергии из биогаза – в электричество, тепло и биометан. Они появились в Украине сравнительно недавно, а потому до сих пор вызывают некоторое неприятие. – Все это связано с недостаточной информированностью, — так считает кандидат технических наук, генеральный директор компании «АгроБиогаз» Ольга СИДОРЧУК. Специалист максимально точно сгруппировала плюсы и минусы биогазового производства.
Не отходы – а универсальное сырье
Общим для цивилизованного мира становится осознание того, что органические отходы и остатки на самом деле не является отходами, а полноценным видом энергетического сырья, — отмечает Ольга Сидорчук. Этим должны проникнуться как те, кто еще не осознал этого неоспоримого факта, так и предприятия, и домохозяйства, которые уже не сомневаются относительно пользы энергетического использования побочного органического сырья, но еще не готовы к практическому внедрению возобновляемых технологий.
Время и экологические обстоятельства побуждают всех к обоснованной решимости.
Общим ключевым преимуществом биогазовых технологий является то, что они способствуют стабильному получению энергетических ресурсов из отходов и побочных сырья органического происхождения.
Биогазовые станции — реальное решение острой проблемы — утилизации органических отходов предприятиями, ведь любое производство основной продукции неизбежно сопровождается образованием отходов, а наращивание производственных мощностей, соответственно, и наращиванием объемов побочного сырья. Что касается биогазовых технологий для домохозяйств, то переработка органических отходов жизнедеятельности животных и растительных остатков позволяет достичь частичной или полноценной независимости от поставщиков электричества, тепла и природного газа.
- Биогазовое производство не просто позволяет решить проблему утилизации остатков производства, но и получить дополнительные энергетические источники из этих остатков. Такое вполне могут себе позволить не только крупные, но и мелкие бизнесы и хозяйства.
- Важным аспектом является универсальность биогазового производства. Ведь сырьевая база, пригодная для биогазовых технологий, очень разнообразна. Станции способны энергетически преобразовывать, утилизировать практически все органические отходы, несмотря на их тип, вид и особые характеристики, благодаря подбору соответствующего технологического решения под конкретные требования сырья. Эта универсальность делает биогазовые станции приспосабливаемыми к любым условиям и территориям. Ни одна другая технология не может похвастаться тем же.
- Стоит отметить и стабильность энергоносителя. Для государства недостаточно просто иметь носитель — он должен быть постоянным, стабильным. Биогазовые технологии являются надежным островком стабильности, благодаря которому поддерживаются другие виды энергии, в частности, солнечная и ветровая. Солнце не светит круглосуточно, а ветер не дует по графику. Соответственно, генерация ресурсов из них не может быть непрерывной. Зато энергия из биогаза обеспечивается постоянно, в режиме 24/7. Это позволяет не только производить электрическую, тепловую энергию, биометан — аналог природного газа, но и покрывать пиковые нагрузки в сетях, где задействованы солнечная и ветровая генерация.
Использование биогаза имеет широкий спектр, который не обеспечивает ни одна другая технология.
Для удобства восприятия, я всегда предлагаю условно разделять биогазовое производство на:
- собственно процесс сбраживания, результатом которого является образование определенных объемов биогаза и биоудобрений,
- дальнейшее использование биоудобрений и биогаза во всей его гамме: преобразование в электрическую и тепловую энергию, производство углекислоты, доочистки в биометан — аналог природного газа.
Убираем вредные выбросы
Катаклизмы последнего времени свидетельствуют о критической необходимости снижения негативного воздействия на окружающую среду.
Строительство и дальнейшая долгосрочная эксплуатация биогазовых станций способствует уменьшению выбросов парниковых газов, как углекислый газ, метан, аммиак, сероводород и другие. Все сырье, которое является источником таких опасных выбросов, в биогазовых станциях сосредотачивается в герметичных сооружениях — ферментерах. За период пребывания в них, сырье постепенно расщепляется с выделением биогаза — той же смеси газов, но не в окружающую среду, как это происходит с сырьем, которое накапливается на открытом воздухе, а в герметичный накопитель газа с последующей доочисткой его и преобразованием в возобновляемые источники энергии. Таким образом, биогазовое производство превращает насыщенное выбросами органическое сырье животного и растительного происхождения в безопасный биогаз и питательные биоудобрения.
Получаем исключительно полезные удобрения
Продукты биогазовых станций очень ценные благодаря тому, что имеют весомый агротехнический эффект.
Все хорошо знают, что для получения высоких урожаев нужно вносить в почву питательные вещества. Для интенсификации земледелия применяются значительные объемы минеральных удобрений и значительно меньше — органических удобрений. Последние чаще всего накапливаются и хранятся на неподготовленных площадках, вызывают как вредные выбросы в атмосферу, так и утечки мочи и продуктов расщепления в почву и подземные воды, загрязнение питьевой воды и, соответственно, ухудшение состояния здоровья населения.
Понятно, что такая ситуация не может длиться вечно и вот уже европейское законодательство имеет четкие положения, обязывающие агропроизводителей осуществлять наращивание объемов использования органических удобрений, но обязательно предварительно подготовленных и обеззараженных. Определены и технологии, позволяющие получить качественные и безопасные биоудобрения — это технология биогазового производства.
На сегодня в развитых странах биогазовая установка уже является обязательным элементом замкнутого цикла производства.
Кроме того, на законодательном уровне для ведения органического производства разрешены именно органические удобрения после биогазовых станций, и понятно, ведь они обезврежены благодаря воздействию температур в течение определенного промежутка времени, в них отсутствует патогенная микрофлора. Семена сорных культур теряют способность к всхожести, сорность полей после таких подготовленных биоудобрений уменьшается на 80%.
Внесение биоудобрений после биогазового производства способствует постепенному восстановлению плодородного слоя почвы, а питательные вещества находятся в легкодоступной форме, поэтому легко усваиваются растениями.
Создаем дополнительные рабочие места
Биогазовые станции в структуре производственной цепи предприятия фактически образуют безотходный производственный цикл. Привлечение дополнительной рабочей силы необходимо как во время каждого этапа реализации объекта, так и в течение долгосрочного периода эксплуатации биогазовой станции, во время подготовки сырья к сбраживанию, контроля за процессом, и, собственно, на этапе внесения удобрений, возвращения питательных веществ в почву и т.д.
Замещаем ископаемое топливо. Меняем сознание
Произведенный биогаз замещает значительные объемы ископаемых топлив. В современных условиях развития общества, которое должно заботиться о своих ресурсах — это приоритетная задача.
Речь идет вообще об изменении мировоззрения. Еще каких-то 10 лет назад в Украине никто не задумывался о том, что органические отходы животноводства и растениеводства — это вовсе не отходы в смысле «образовались — выбросил», а — это сырье, ресурс, пригодный для стабильной выработки энергетического урожая.
Конечно, в первую очередь говорим об электрической и тепловой энергии. Изменение подходов к энергоснабжению невозможно, если не будут больше использоваться возобновляемые источники. Биогазовые технологии как раз вписываются в формат энергетического перехода от ископаемых к таким, которые постоянно и стабильно восстанавливаются. Мы их получаем из природы и в природу возвращаем. Это гармоничный устойчивый процесс. К нему и стремимся.
Потенциал биогаза в этом контексте невозможно переоценить.
Даже небольшое предприятие, которых большинство в Украине, генерируя до нескольких тысяч тонн органических отходов в год, может за счет собственной биогазовой станции полностью заместить свои потребности в тепловой энергии, или в электрической энергии, либо отказаться от закупки природного газа для производственных процессов.
Шанс обществу стать независимыми
В условиях политики децентрализации каждая территориальная община заинтересована стать энергетически независимой, наращивать энергетическую привлекательность своего региона.
Возобновляемые источники создают добавленную стоимость на местном уровне. Благодаря им есть реальная возможность получать экономическую выгоду, дополнительные источники прибыли. В частности, путем подачи в сеть «зеленой» энергии регионального производства.
Политика децентрализации логично подсказывает, что доходы от возобновляемой энергетики появятся тогда, когда общество будет активно внедрять решения, генерировать «зеленую» энергию.
Актуальной для местных общин является тема использования возобновляемых видов топлива для отопления и освещения помещений, подогрева воды, на фермах, в тепличном хозяйстве. вариантов множество.
Биогаз делает села энергетически независимыми. Не является ли это тем, чего все мы так стремимся?! Такая энергетическая независимость имеет целый спектр сопутствующих преимуществ, например, повышение имиджа региона, его инвестиционной привлекательности. Цепная реакция побуждает и соседей становиться такими, осуществляющих прогрессивный энергетический переход.
Сознательная подготовка к изменениям климата
Изменения климата уже очевидны. Это факт. Поэтому думающие общества активно внедряют и призывают других к быстрому энергетическому переходу на возобновляемые и альтернативные источники энергии.
Биогазовое производство в этом смысле — ключевое. Вместе с солнцем и ветром создается замкнутая система, лишенная пиковых нагрузок. Реально получить таким образом стабильную систему восстановительного энергоснабжения.
В контексте изменения климата биогазовое производство обладает существенными преимуществами:
- Топливо, полученное в результате биогазового производства, является СО2-нейтральным. Использование этого топлива не влияет на содержание углекислого газа в атмосфере. Биогазовая установка производит более чем 4 раза меньше углекислого газа на кВт*ч по сравнению с угольной электростанцией.
- В отличие от других возобновляемых источников, биогаз можно хранить: накапливать в специальных емкостях и использовать, когда в нем есть необходимость. Обеспечивается не только бесперебойность, но и гибкость производства.
- Объемы биогазового производства фактически достижимыми и неограниченными. Ведь сырье для него бесконечно — это основное его отличие от ископаемых видов топлива. Там, где ведется сельское хозяйство, всегда накапливается огромное количество органических отходов и остатков — животного и растительного происхождения.
В долгосрочной перспективе, кроме отходов, важную роль играют еще и энергетические культуры, которые специально выращиваться для энергетических нужд.
В большинстве стран уже активно используется тепловая энергия из биогаза. У нас пока такая практика редка. Хотя таким образом можно обеспечить на местном уровне тепло в школах, детских садах, амбулаториях, клубах, других бюджетных учреждениях.
Энергию в коммунальный сектор может передавать, как биогазовая установка местного предприятия, так и коммунальная биогазовая станция.
Нужна точность технологии и качество сырья
Организация биогазового производства требует подбора соответствующего технологического решения — это является залогом эффективности объекта на долгие годы. Технологии биогазового производства достаточно развиты, поэтому сегодня возможность выбора оптимального решения не вызывает вопросов. Зато на первое место выходит реальная компетенция специалистов, осуществляющих подбор технологического решения.
Важно знать: технологическое решение напрямую зависит от специфических требований сырьевой базы и не иначе.
Проблема возникает тогда, когда не технология удовлетворяет требованиям сырья, а когда параметры сырья подгоняются под имеющуюся технологию.
Эффективная биогазовая технология требует соответствующего оборудования, профессионального качественного и оперативного обслуживания, нескольких уровней контроля и стоит каждого цента.
Следует отметить, что биогазовые технологии для домохозяйств являются более простыми в исполнении, умеренно стоят и заслуживают внимания семей, проживающих в пригородных и сельских местностях для независимого энергообеспечения.
Мощные биогазовые станции, утилизируют значительные объемы органического сырья предприятий и нацелены на поставку зеленого топлива в сеть, требуют значительных инвестиций, возврат которых гарантирован подбором соответствующего технологического решения.
Полученный биогаз требует доочистки
Следует подчеркнуть важность качественной очистки биогаза перед его дальнейшим преобразованием в энергетические источники. Блок газоочистки является неотъемлемой частью производственного процесса, а качество и глубина очистки зависит прежде всего от сбраживаемого сырья. Так, к примеру, биогаз, образующийся из смеси, в состав которой входит птичий помет требует более глубокой очистки по сравнению с биогазом, полученным из смеси с навозом КРС.
Технология зависит от температуры
Биогазовое производство реализуется метаногенными микроорганизмами, которые фактически переваривают органическое сырье, а биогаз является продуктом их жизнедеятельности. Для поддержания жизнеспособности биотехнологической системы биогазовой станции, технологией предусмотрено постоянное поддержание соответствующей температуры производственных процессов. Значимостью соблюдения температурного промежутка нельзя пренебрегать, ведь температурное колебание в 0,5-1,0 градус способно подавить жизнеспособность и, соответственно, эффективность общего производственного процесса.
Данный нюанс всегда учитывается подбором соответствующего решения и с учетом особенностей климата, присущего территории расположения биогазовой станции.
Пристальная логистика
Бесперебойная эксплуатация биогазовой станции требует соответствующей территории для размещения необходимых запасов объемов сырья. Понятно, что мощные биогазовые станции требуют больших территорий, поэтому их строят в густонаселенных местах, выбирают местность, которая находится в логистически привлекательной зоне до предприятий-поставщиков сырьевой базы для биогазовой станции.
Размещение же биогазовых станций в домохозяйствах практически не имеет ограничений, опять же, за счет их умеренных габаритов и часто отсутствия потребности в накоплении сырьевой базы.
В любому случае следует настраиваться и переходить на минимизацию выбросов в окружающую среду и организацию оптимального безотходного производства, как предприятиями, так и домохозяйствами.