1.1 Преимущества использования энергии биоотходов в качестве виэ

К достоинствам внедрения переработки органических отходов животного и растительного происхождения путем метанового брожения можно отнести следующие факторы:

С экологической точки зрения:

1) Уменьшение эмиссии парниковых газов, метана (CH₄) и закиси азота (N₂O), в атмосферу, выделяющихся при длительном хранении отходов животноводства (CO₂-эквивалент для CH₄ – 21, для N₂O – 310 по отношению к СО₂).

2) Уменьшение загрязнения воздушного бассейна, почвы, грунтовых вод, а также сокращение специфических запахов ~80% в районе агропромышленного предприятия или отдельно размещенных навозохранилищ.

3) Обеззараживание органических отходов животноводства и птицеферм, которые являются опасным источником возбудителей инфекций для животных, а также для человека. Навоз КРС, свиной навоз перепревший, помет куриный перепревший относятся к 4 классу опасности, свиной навоз и куриный помет в свежем состоянии относят к 3 классу опасности.

4) Энергетическое использование биогаза по сравнению со сжиганием природного газа, сжиженного газа, нефти и угля является нейтральным по отношению к СО₂, поскольку выделяемый СО₂ пребывает в пределах естественного круговорота углерода и потребляется растениями на протяжении вегетационного периода. Круговорот углерода схематически изображен на рис. 1.2. Таким образом, концентрация СО₂ в атмосфере по сравнению с использованием других видов топлива увеличивается незначительно.

5) Возможность замещения части минеральных удобрений и гербицидов при использовании органических биоудобрений.

С экономической точки зрения:

1) Сокращение количества площадей, занимаемых под хранение отходов агропромышленного комплекса.

2) Использование получаемого биогаза по нескольким направлениям: для выработки электрической и тепловой энергии, в качестве бытового газа, а также в виде альтернативного вида моторного топлива.

3) Биогазовые установки могут частично или полностью заменить устаревшие региональные ТЭЦ, котельные и обеспечить электроэнергией и теплом близлежащие населенные пункты.

4) Производство высококачественных биоудобрений с высоким содержанием азотной и фосфорной составляющей. Переброженная масса ‒ это жидкие и твердые биоудобрения, лишенные нитритов, семян сорняков, патогенной микрофлоры, яиц гельминтов, специфических запахов. При использовании таких сбалансированных биоудобрений урожайность повышается на 10–20 %.

5) Экономия затрат на очистных сооружениях [7, 8].

Рисунок 1.2 – Круговорот СО₂ при сжигании биогаза

С целью развития биогазовых технологий в России, формирования региональных программ создания централизованных и распределенных систем энергоснабжения с использованием энергии отходов животного и растительного происхождения, обоснования экономической эффективности применения биогазовых комплексов проводится оценка потенциала энергии отходов животноводства на всей территории РФ.

1.2 Виды потенциалов энергии биоотходов животного и растительного происхождения

Для оценки потенциала энергии биоотходов используются понятия:

1. Топливного потенциала.

2. Теплоэнергетического потенциала.

3. Электроэнергетического потенциала.

4. Потенциала ресурсосбережения.

5. Экологического потенциала.

Топливный потенциал – величина потенциала энергии биотходов в тоннах условного топлива.

Теплоэнергетический потенциал оценивает количество тепловой энергии в Гкал, которое можно произвести путем преобразования энергии биотходов в тепло, и соответственно экономию тепловой энергии, получаемой при сжигании органических топлив.

Электроэнергетический потенциал – количество электрической энергии в кВт·ч, получаемой при использовании энергии биотходов, а, следовательно, снижение расхода электрической энергии, производимой из ископаемых видов топлива.

Потенциал ресурсосбережения характеризует в натуральном (т/год, тысяч м³/год) и стоимостном выражении (руб./год) количество ископаемых видов топлива (газ, мазут и уголь), которое пришлось бы использовать при получении энергии традиционными методами в количестве, соответствующем энергетическому потенциалу энергии биологических отходов животного и растительного происхождения.

Экологический потенциал (потенциал предотвращения воздействия) – величина (т/год) предотвращаемых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу (т/год), образующихся в топках электростанций и котельных в процессе сжигания газа, мазута, и угля для получения энергии в количестве, соответствующем энергетическому потенциалу энергии биоотходов. Также оцениваются размеры предотвращенного эколого-экономического ущерба (руб./год) от загрязнения атмосферы.