Активное развитие биогазовых технологий начиналось со сбраживания отходов животноводства, в частности птицеводства. Далее – несколько примеров создания закрытых безотходных циклов производства и достижения энергетической независимости предприятиями, что стало возможным за счет внедрения биогазовых станций.
История начала стремительных темпов развития биогазовых технологий берет начало с 1973 года и искусственно созданного тогда нефтяного кризиса. А еще за несколько лет до того начались активные поиски альтернативных источников энергии, тогда появилась одна из первых биогазовых станций, построенная фермером-любителем и основным сырьем для нее стал, что интересно, птичий помет. Результат его «попытки» оказался впечатляющим, ведь он начал эксплуатировать газовый котел на производимом биогазе из куриного помета. Это стало одним из показательных в тот период примеров достижения уровня полной энергонезависимости за счет органических отходов, генерируемых на предприятии: биогазовое производство покрывало свои энергетические потребности, а также потребности обогрева помещений фермы. Еще одним знаковым примером реализации биогазовых технологий и создания закрытого безотходного и энергонезависимого цикла производства является предприятие по производству яичных макаронных изделий в Германии (Бургенланд). Так, холдинг, объединяющий птицефабрику, кормопроизводство и завод яичных макаронных изделий с более чем 50-летней историей, в 2010 году построил биогазовую станцию, сырьевой базой для которого стали органические отходы предприятий холдинга, а также отходы соседних фермерских хозяйств. Положительный эффект реализации данного проекта не заставил себя долго ждать, ведь местная концентрация поставщиков сырья позволяла избежать затрат и воздействия на окружающую среду при существующих поставках сырья на длинные расстояния. Решение о строительстве биогазовой станции было принято, несмотря на идею утилизации в основном птичьего помета и сопутствующих отходов агропромышленного комплекса с последующим использованием образующегося биогаза для обеспечения энергетических потребностей, как электрических, так и тепловых, для производства макаронных изделий. В основу процессов биогазового производства заложен трехступенчатый процесс анаэробного сбраживания, то есть без доступа кислорода. Первый метантенк служит приемным резервуаром для куриного помета, травы, силоса кукурузы, зерна и других сельскохозяйственных отходов. Здесь субстраты перемешиваются, насыщаются бактериальной микрофлорой, здесь же происходит частичное расщепление целлюлозных, гемицеллюлозных соединений и лигнина. Далее смесь субстратов относительно низкой вязкости, перекачивается во второй резервуар, где происходит первая ступень энергетического расщепления органического вещества. После чего частично сброженный субстрат перекачивается в третий метантенк на следующие две недели, с последующим выгрузкой сброженного субстрата в резервуар-хранилище. Биоудобрения, которые образовались в результате анаэробного сбраживания, с щелочным показателем кислотности на уровне 7,8, частично используются в качестве рециркулята для перемешивания в первом, приемном резервуаре, а остаток — готовое к внесению под культуры высококачественное биоудобрение.
Горячая вода и горячий воздух из органических отходов предприятия
Образование биогаза происходит во всех метантенках. Он собирается трубопроводами и закачивается в буферный газгольдер объемом около 300 м³. Произведенный биогаз служит топливом для двух 12-цилиндровых двигателей внутреннего сгорания, к каждому из которых подключен генератор мощностью 360 кВт.
Охлаждение и отработанное тепло двух комбинированных теплоэлектростанций нагревает воду в двух контурах до 95 и 130 ° С. Горячий воздух направляется на процессы основного производства. Горячая вода применяется для поддержания постоянной температуры процесса анаэробного сбраживания отходов, производственных цехов предприятия и курятников.
Электроэнергией предприятия холдинга также обеспечивает биогазовая станция, а излишки подаются в сеть. Таким образом реализуется закрыт безотходный цикл производства.
По данным Научно-исследовательского института возобновляемой энергетики, внедрение биогазовой станции холдингом позволяет экономить около 1100 тонн CO2 по сравнению с предыдущей ситуацией. А на производстве одной пачки яичных макарон предприятие снижает выбросы углекислого газа более чем на 80 кг СО2.
Внедрение технологий утилизации органических отходов предприятия — это ответственное обращение с органическими отходами, получение энергетического урожая для обеспечения собственного производства энергетическими источниками и замещения ископаемых источников энергии возобновляемыми, в соответствии с нуждами процессов, а также получение высококачественных биоудобрений, внесение которых обеспечивает устойчивое улучшение состояния почв и качества урожаев.