2.2. Потенциал биоэнергетических ресурсов

Для Беларуси весьма перспективной и на будущее является биоэнергетика, основанная на использовании накопленной энергии в биомассе. Биомасса - это наиболее дешевая и крупнотоннажная форма аккумулирования воз­обновляемой энергии, представляющая собой сложный ком­плекс веществ, из которых состоят растения и животные.

В техническом смысле под биомассой понимают лю­бые материалы биологического происхождения, продук­ты жизнедеятельности и отходы органического проис­хождения. Биомасса будет на Земле до тех пор, пока на ней будет жизнь. Ежегодный прирост органического ве­щества на Земле по запасам энергии в 10 раз больше ее годового потребления всем человечеством.

В Беларуси источники биомассы подразделяются на несколько групп:

продукты естественной вегетации (древесина и дре­весные отходы, торф, листья и т. п.);

2. отходы сельскохозяйственного производства (навоз, птичий помет, ботва, солома и т. п.);

3. специально выращиваемые агрокультуры и растения;

4. отходы жизнедеятельности людей, включая и их производственную деятельность (коммунальные отхо­ды, другие отходы производства и потребления, шламы очистных сооружений и др.).

Специалисты считают, что в условиях Беларуси при правильном использовании древесины, древесных отхо­дов и быстрорастущих лесных насаждений может быть покрыто до 15 % потребностей в топливе. Известно, что с 1 га леса в среднем заготавливается 200 м³ дров. При современном объеме потребления это составит около 6 млн т у. т. По некоторым оценкам, с 1 га энергетиче­ских плантаций быстрорастущих растений и деревьев возможен сбор фитомассы растений до 10 т сухого веще­ства, что эквивалентно примерно 4 т у. т. За счет назван­ного источника может быть получено 50-70 тыс. т у. т.

Общий потенциал отходов растениеводства оценива­ется в Беларуси до 1,46 млн т у. т. и к 2012 г. предпола­гается использовать около 20-30 тыс. т у. т.

К горючим вторичным энергоресурсам относятся так­же технологические отходы производства с общим потен­циальным запасом 580 тыс. т у. т. в год. Самым много­тоннажным из них является лигнин Бобруйского и Ре-чицкого гидролизных заводов о накопленными запасами около 2 млн т.

Кроме того, Беларусь имеет значительный потенци­ал для производства топливного этанола и биодизельного топлива из рапса и сои. Общий потенциал оценивается до 1 млн т у. т./год. При активном внедрении этих про­цессов объем замещения традиционных топлив может составить около 20 000 т у. т./год.

Сейчас, когда запасы ископаемых топлив близки к ис­тощению, а расход энергии неудержимо растет, все боль­ший интерес представляют собой коммунальные отходы (КО), содержащие значительные количества горючих ве­ществ с теплотой сгорания от 3,8 до 8,7 МДж/кг. Так, 1 т КО может дать около 1 Гкал тепловой энергии, т. е. эко­номить 150 кг топлива. Годовое количество КО от города с численностью населения в 1 млн человек, составляющее 260 тыс. т, может обеспечить выработку 1 741,6-10⁶ Гкал теплоты или 392,4-10⁶ кВт-ч электроэнергии. Такое коли­чество энергии можно было бы получить, затратив для это­го 60 тыс. т у. т. При этом объем остатков после сжигания бытовых отходов не превышает 5 % от первоначального объема. Например, в Париже 80 % потребляемой энергии вырабатывается за счет сжигания отходов города.

Потенциальная энергия, заключенная в КО, образую­щихся на территории Беларуси, равноценна 470 тыс. т у. т. При их биопереработке в целях получения газа эффек­тивность составит не более 20-25 %, что эквивалентно 100-120 тыс. т у. т.

Ежегодно только в Минске образуется более 700 тыс. т твердых КО, из которых при сортировке извлекается око­ло 10-15 % вторичных ресурсов. В 2013 г. будет запущен мусороперерабатывающий завод мощностью 350 тыс. т, на котором отходы будут сортироваться с последующим сбраживанием органической массы в биореакторах. По­лученный биогаз будет сжигаться с выработкой тепловой и электрической энергии (около 7-8 МВт), которой будет достаточно для собственного потребления и отпуска дру­гим потребителям.

Кроме того, накопленные объемы шламов городских очистных сооружений, животноводческих комплексов, дру­гих органических отходов также могут быть переработа­ны путем их анаэробного разложения в биогаз, с после­дующим получением тепловой и электрической энергии. Потенциально возможное получение товарного биогаза от всех источников оценивается в 160 тыс. т у. т. в год.

Большой интерес для биогазовой технологии представ­ляют органические отходы животноводства и промышлен­ного птицеводства (табл. 5).

Таблица 5.

Потенциал энергосбережения объектов сельскохозяйственного производства

Пред- приятие	Количе- ство голов	Объем отходов в сутки, кг	Объем биогаза, м3		Выработка электроэнергии за год, МВт-ч
			Сутки	Год
Птице- фабрика	2513000	220000	13000	4,8*106	3200
Ферма КРС	1400	2800	900	3,2*105	216

При анаэробном термофильном сбраживании навоза в биореакторах-метантенках через 7-10 суток образуется биогаз, который можно использовать как для бытовых нужд, так и для получения электрической и тепловой энергии. Из 1 м³ навоза извлекается до 25 м³ биогаза. Кро­ме того, при реализации этой технологии в качестве от­ходов образуются высококачественные органические удоб­рения без следов болезнетворной микрофлоры, нитратов, нитритов и семян сорняков, которыми богат исходный на­воз. Как показывает сельскохозяйственная практика, одна тонна такого органического удобрения эквивалентна 60 т навоза. Широкое использование таких установок в Бела­руси позволило бы не только повысить энергоэффектив­ность сельскохозяйственного производства, но и решить сложные экологические проблемы на животноводческих и птицеводческих комплексах, в том числе улучшить са­нитарное состояние территорий.

В соответствии с постановлением Совета Министров Республики Беларусь от 09.06.2010 № 885 до 2012 г. в стране будет создано производство и введено в эксплуа­тацию 39 биогазовых установок суммарной мощностью 40,4 МВт, работающих на КО, иловых осадках, отходах сельскохозяйственного и промышленного производства. Это позволит ежегодно вырабатывать около 340 ГВт-ч электрической энергии и замещать природный газ в объ­еме более 145 тыс. т у. т. Кстати в Германии ежегодно вводится в эксплуатацию более 500 таких биогазовых комплексов.

Наиболее крупнотоннажным полимерсодержащим от­ходом, практически не подверженным естественному раз­ложению, являются изношенные шины различных транс­портных средств (автотракторной техники, троллейбусов, самолетов и др.). По нашим оценкам, их накоплено на территории республики более 100 тыс. т.

В настоящее время этот вид отходов производства и потребления складируется на территории предприятий, полигонах коммунальных отходов и является существен­ным источником загрязнения окружающей среды.

Во-первых, несмотря на то, что шины не подвергаются биологическому разложению, по мнению ряда исследователей, из резины в местах складирования шин может вымываться целый ряд токсичных органических соединений, таких как азулен, бензотиазол, фенантрен, 2-метилбензотиазол, дефи-ниламин и множество других в зависимости от состава ис­пользуемых при производстве автошин мягчителей, ускори­телей вулканизации и других добавок. Поступление таких трудноразрушаемых веществ в окружающую среду может приводить к загрязнению подземных вод.

Во-вторых, большое скопление шин на территории пред­приятия создает повышенную пожарную опасность объекта. При горении шин в воздух попадают такие вредные продук­ты сгорания, как сажа, сернистый газ, пирен, фенантрен, антрацен, флуорантен, нафталин, бифенил, аценафтилен, флуорен, бензопирен и другие канцерогенные вещества.

В-третьих, при складировании изношенные шины слу­жат идеальным местом размножения грызунов и кровосо­сущих насекомых, которые являются переносчиками це­лого ряда тяжелых инфекционных заболеваний.

Однако изношенные автошины являются ценным по­лимерным сырьем, в каждой тонне которого содержится более 700 кг резины и 100-150 кг высококачественного ме­талла. В свою очередь резина содержит 45-55 % каучука и 25-35 % технического углерода. По низшей теплоте сгорания 1 кг изношенных шин почти эквивалентен 1 м³ природного газа, т. е. потенциал запасенной энергии в изношенных шинах на территории Республики Беларусь оценивается более 100 тыс. т у. т.

В современных условиях постоянного повышения цен на энергоносители замена части видов технологического топлива, таких как природный газ и мазут, углеводород-содержащими отходами, в том числе использованными автомобильными шинами, является чрезвычайно акту­альной.

В настоящее время на ОАО «Красносельскстроймате-риалы», ПРУП «Белорусский цементный завод» внедрен процесс сжигания изношенных автопокрышек в цемент­ных печах.