Потенциал использования биомассы в Беларуси
Биогаз из отходов животноводства. Потенциал использования биомассы в Беларуси. Источинк: ОО "Белорусское Отделение Междунарожнгой Академии Экологии". 03.11.2006 г.
Биогаз возникает при ферментации органических веществ, таких как навозная жижа, навоз, жидкое навозное удобрение, растения, пищевые отходы. Если органический материал складируется без доступа воздуха (анаэробно), то при воздействии связывающих метан бактерий (кокки, палочки, спирали, спирохеты, микоплазмы и нитевые бактерии) начинается биологический процесс, при котором образуется газ. Это и есть биогаз.
Образующийся биогаз состоит в основном из:
ВЕЩЕСТВО ХИМ.ФОРМУЛА СОДЕРЖАНИЕ, %
Метан CH4 40-75
Углекислый газ CO2 25-55
Водяной пар Н2О 0-10
Азот N2 <5
Кислород O2 <2
Водород H2 <1
Сероводород H2S <2
Аммиак NH3 <1
Теплота сгорания на 1 м3 биогаза соответствует в зависимости от содержания метана 6,4 киловаттчасов (кВт·ч). Из этого количества можно произвести, в зависимости от эффективности блочной тепловой установки, до 2кВт·ч электрической энергии и 2кВт·ч тепла (за вычетом теплоты при процессе).
Рис. 8. Область применения биогаза
Биогазогенератор – устройство, в котором реализуется процесс преимущественного получения СН4 посредством анаэробного разложения исходной биомассы. Конструкции биогазогенераторов отличаются чрезвычайным разнообразием как по организации собственно технологического процесса анаэробной переработки биомассы, так и по составу исходного продукта (рис.9).
Рис. 9. Технологические схемы китайского биогазогенератора (а) и установки для промышленной переработки отходов животноводства (б):
1- ввод материала; 2- газопровод; 3 – съемная крышка; 4 – вывод переработанного материала; 5 – разделительная стенка; 6 – ферментатор; 7 – газ; 8 – ферма; 9 – навозоприемник; 10 – насос; 11 – метантенк; 12 – газгольдер; 13 – теплообменник; 14 – котел; 15 – переработанный остаток
Результаты испытаний биогазовых установок для производства биогаза из отходов животноводческих комплексов подтвердили требование комплексной оценки их эффективности, так как их использование только для получения биогаза экономически не конкурентоспособно с другими видами топлива. Основная составляющая эффекта состоит в том, что без дополнительных энергетических затрат можно получить экологически чистое высококачественное органическое удобрение и вследствие этого пропорционально сократить энергоемкое производство минеральных удобрений.
Применение биогазовых установок позволит существенно улучшить экологическую обстановку вблизи крупных ферм и животноводческих комплексов, а также на посевных площадях, куда в настоящее время сбрасываются отходы животноводства.
На данный момент в Беларуси смонтировано три биогазовые установки. Одна из установок мощностью 330 киловатт построена в районе города Заславля в птицеплемпредприятии "Белорусское", другая - мощностью 500 киловатт - в Брестской области в свинокомплексе "Западный", третья на Гомельской птицефабрике.
На Гомельской птицефабрике содержится около 500 тыс. кур-несушек, которые ежедневно производят 90 тонн помета. Учитывая результаты химического анализа навоза одной из белорусских птицефабрик, проведенного германскими специалистами, предполагается, что ежедневная
выработка биогаза превысит 4,5 тыс. кубических метров /куб.м./, а годовая составит около 1,7 млн. куб.м. Такого объема газа достаточно для производства 2863,4 МВт.ч электрической энергии и 3 690,5 МВт.ч тепловой. Помимо получения тепловой и электрической энергии, биогазовые установки позволяют без дополнительных затрат перерабатывать навоз в высококачественное и экологически чистое удобрение, не требующее дополнительной дезинфекции. (www.belaruspartisan.org)
Специалисты отметечают, что при реализации вырабатываемой электрической энергии в энергосистему, а тепловой - на поддержание техпроцесса предприятия срок окупаемости такой установки, без учета доходов от реализации органических удобрений, не превысит 5 лет.
Потенциал самообеспечения Беларуси возобновляемыми источниками энергии за счет использования биогаза, по прогнозам специалистов, составляет не менее 15% от нынешнего объема потребления традиционных источников энергии.
Отходы растениеводства
Потенциал использования биомассы в Беларуси. Источинк: ОО "Белорусское Отделение Междунарожнгой Академии Экологии". 03.11.2006 г.
Использование отходов растениеводства в качестве топлива является принципиально новым направлением энергосбережения. Практический опыт их применения в качестве энергоносителя накоплен в Бельгии и Скандинавских странах, а в нашей республике опыт массового применения отсутствует. Общий потенциал отходов растениеводства оценивается до 1,46 млн. т у т в год. Целесообразные объемы их сжигания для топливных целей следует решать в сопоставлении с конкретными нуждами хозяйств в индивидуальном порядке, а к концу прогнозируемого периода (2005 г.) эта величина не превысит 20 тыс. т у т.
Дрова и древесные отходы
Централизованная заготовка дров и отходов деревообработки осуществляется предприятиями Министерства лесного хозяйства и концерна "Беллесбумпром". Наряду с использованием отходов деревообработки для получения тепла целесообразно предусмотреть экономически обоснованное вовлечение лигнина в топливный баланс республики. В целом по республике годовой объем использования дров и отходов лесопиления составлял около 1,0-1,1 млн. тут. Часть дров поступает населению за счет самозаготовок, объем которых оценивается на уровне 0,3-0,4 млн. тут. Предельные возможности республики по использованию дров в качестве топлива можно определить, исходя из естественного годового прироста древесины, который приближенно оценивается в 25 млн. куб.м или 6,6 млн. тут. в год, в т.ч. в загрязненных районах Гомельской области 20 тыс.куб.м или 5,3 тыс.т У.т. Для использования древесины из данных районов в качестве топлива необходимо разработать и внедрить технологии и оборудование по газификации и параллельной дезактивации. Исходя из планируемого к 2015 г. роста заготовок древесины в 2 раза, а также с учетом увеличения объемов использования отходов деревообработки, лесопиления и переработки древесины прогнозируемый годовой объем древесного топлива к 2005 г. может возрасти до 1,6 млн. тут.
Фитомасса
В качестве сырья для получения жидкого и газообразного топлива можно применять периодически возобновляемый источник энергии фитомассу быстрорастущих растений и деревьев. В климатических условиях республики с 1 га энергетических плантаций собирается масса растений в количестве до 10 т сухого вещества, что эквивалентно примерно 5 тут. При дополнительных агроприемах продуктивность гектара может быть повышена в 2 раза. Из этого количества фитомассы можно получить 5-7 т жидких продуктов эквивалентных нефти. Наиболее целесообразно использовать для получения сырья площади выработанных торфяных месторождений, на которых отсутствуют условия для произрастания сельскохозяйственных культур. Площадь таких месторождений в республике составляет около 180 тыс.га, которая может стать стабильным, экологически чистым источником энергетического сырья в объеме до 1,3 млн. тут в год. Отсутствие опыта массового использования фитомассы для энергетических целей не позволяет сделать оценку затрат и будущих цен на топливо, т. к. для этой цели потребуется разработка специальной техники, дорожная инфраструктура, перерабатывающие предприятия и т.д. Однако по укрупненным расчетам цена составит около 35$/тут За счет названного источника к 2005 г. может быть получено не более 20 тыс. тут. Вопросы цены и объемов требуют уточнения после освоения опытных площадей, которые засеяны в Гомельской области.