Сетевое издание
Международный студенческий научный вестник
ISSN 2409-529X

БИОГАЗОВЫЕ УСТАНОВКИ КАК ПЕРСПЕКТИВНОЕ НАПРАВЛЕНИЕ РАЗВИТИЯ БИОЭНЕРГЕТИКИ

Абросимова С.А. 1 Рыдалина Н.В. 1
1 Тюменский государственный архитектурно-строительный университет
1. Амерханов Р.А. Теплоэнергетические установки и системы сельского хозяйства / Р.А. Амерханов, А.С. Бессараб, С.П. Драганов, Г.Г. Шишко. – М.: Колос-Пресс, 2002. – 424 с.
2. ГОСТ 5542-2014 Газы горючие природные промышленного и коммунально-бытового назначения. Технические условия.
3. Егоров И. Приемущества и недостатки биогазовой энергетики// АгроРынок. – 2013. – №6. – http://www.agrorinok.ru
4. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии: учебное пособие / под ред. В.В. Денисова. – Ростов н/Д: Феникс, 2015. – 382 с.
5. Осадчий Г.Б. Биогазовые установки и их модернизация // Энергия: экономика, техника, экологи». – 2015. – № 3. – 57-68 с.
6. Сибикин Ю.Д. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии: учеб. Пособие / Ю.Д. Сибикин, М.Ю. Сибикин. – М.: КНОРУС, 2012. – 240 с.
7. Справочник экономиста-аграрника [таблицы] / Т.М. Василькова [и др.] – М.: «КолосС», 2005, – 444 с.
8. Электронное приложение к учебнику. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии: учебное пособие / под ред. В.В. Денисова. – Ростов н/Д: Феникс, 2015. – 382 с.

На современном этапе накопление промышленных и сельскохозяйственных отходов и трудности с их утилизацией, снижение плодородия почв, ежегодный рост тарифов на газ и электроэнергию, истощение легкодоступных запасов традиционных источников энергии являются предпосылками к поиску альтернативных путей решения представленных проблем.

Биогазовые установки представляют собой комплексное решение утилизации органических отходов для получения тепло- и электроэнергии, удобрений и чистой воды, а также сокращения выбросов парниковых газов в атмосферу.

Биогазовые установки используют для получения биогаза. В российских условиях главное преимущество биогаза, по сравнению с прочими видами возобновляемых источников энергии и традиционными энергоносителями – доступность сырья, полное отсутствие топливных затрат. В 95 % случаев отходы достаются предпринимателю безвозмездно.

Биогаз является смесью газов метана, двуокиси углерода, а так же содержит в небольшом количестве сероводород, азот, кислород. Калорийность биогаза зависит от содержания метана в нем. Содержание метана в биогазе 70– 80 %, в зависимости от вида органического сырья.

Средняя теплотворная способность биогаза составляет примерно 28 МДж/м3. Для сравнения, теплота сгорания газа согласно ГОСТ 5542-2014 составляет 31,80 МДж/м3 (при Т=20оС и Т=101,325 кПа).

На рис. 1 представлена схема производства биогаза в животноводческом хозяйстве. Сырье (навоз или помет птиц) подается в емкость сбора жидкого сырья. Откуда поступает в реактор. Реактор представляет собой герметичный сосуд, который крепится в двойном корпусе, подогревается до температуры = 20–55оС, создается давление рсреды=1 – 1,2 атм. В условиях полной анаэробности и отсутствия света происходит разложение органических веществ с последующим выходом биогаза. Биогаз скапливается в хранилище (газгольдере), далее проходит систему очистки и подается к потребителям (котел или электрогенератор). Отработанная масса удаляется из реактора в сборник для получения органических удобрений.

Из тонны навоза КРС получается 30-50 м3 биогаза с содержанием метана 60 %. Фактически одна корова способна обеспечить получение 2,5 м3 газа в сутки. В среднем из 1 м3 биогаза можно получить 1,5–2,5 кВтч электроэнергии, 2,8 – 4,1 кВтч тепловой энергии, 4,0 – 4,5 кг сухого вещества биоудобрений (гумус), 4– 20 л. воды. Специалисты замечают, что полученный биогумус – это экологически чистое удобрение, лишенное нитритов, семян сорняков, болезнетворной микрофлоры, специфических запахов. Расход этих удобрений составляет 1–5 т вместо 60 т необработанного навоза для обработки 1 га земли. Испытания показывают увеличение урожайности в 2 и более раза.

tepl1.tif

Схема производства биогаза в животноводческом хозяйстве

Стоимость строительства биогазовой станции зависит от ее мощности, вида перерабатываемого сырья, а так же от варианта исполнения. Срок окупаемости биогазовой установки составляет от 6 до 8 лет, а если учесть стоимость получаемых удобрений, то срок окупаемости сократится до 3-5 лет. Чем больше биогазовая установка, тем выше ее рентабельность и короче сроки окупаемости.

По наличию отходов экономически обоснованные биогазовые проекты возможно реализовать на следующих объектах:

- свинокомплексах с содержанием от 70 тыс. животных;

- птицефабриках с поголовьем от 1 млн.;

- в хозяйствах с содержанием крупного рогатого скота не менее 8 тыс. голов;

- мясоперерабатывающих предприятиях с отходами бойни от 80 т в сутки;

- спиртовых заводах с отходами от 130 т в сутки;

- сахарных заводах с отходами от 220 т в сутки;

- пивоваренных заводах с отходами от 150 т в сутки;

- городских водоканалах, обслуживающих население от 300 тыс. человек, с отходами от 150 т осадков сточных вод в сутки;

- в хозяйствах с зерноотходами в объеме от 30 т в сутки.

Существует проблема финансирования таких проектов – ни фермер, ни сельскохозяйственный кооператив не в состоянии предоставить обеспечение по столь масштабным кредитам. В настоящее время такие крупные проекты могли бы осуществиться только при соответствующей государственной или региональной поддержке. Внимание к экологической составляющей биогазовых проектов должно стать основой господдержки в нашей стране.

Преимущества использования биогазовых установок:

- утилизация отходов;

- выработка биогаза для получения электроэнергии и теплоснабжения;

- производство удобрений;

- энергообеспечение собственных нужд биокомплекса и инфраструктуры фермы;

- снижение энергоемкости бизнеса;

- уменьшение интенсивности запахов.

Таким образом, внедрение биогазовых установок является перспективным направлением развития биоэнергетики на современном этапе.


Библиографическая ссылка

Абросимова С.А., Рыдалина Н.В. БИОГАЗОВЫЕ УСТАНОВКИ КАК ПЕРСПЕКТИВНОЕ НАПРАВЛЕНИЕ РАЗВИТИЯ БИОЭНЕРГЕТИКИ // Международный студенческий научный вестник. – 2016. – № 3-1. ;
URL: https://eduherald.ru/ru/article/view?id=14779 (дата обращения: 30.11.2022).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074