Биогаз на ферме

Биогазовая установка для частного дома: рекомендации по обустройству самоделки

Рачительный хозяин мечтает о дешевых энергоресурсах, эффективной утилизации отходов и получении удобрений. Домашняя биогазовая установка своими руками – это недорогой способ воплощения мечты в реальность.

Самостоятельная сборка такого оборудования обойдется в разумные деньги, а вырабатываемый газ станет хорошим подспорьем в хозяйстве: его можно использовать для приготовления пищи, отопления дома и других нужд.

Давайте попробуем разобраться в специфике работы этого оборудования, его преимуществах и недостатках. А также в том, возможно ли самостоятельно построить биогазовую установку и будет ли она эффективна.

Специфика получения биогаза

Биогаз образуется в результате брожения биологического субстрата. Его разлагают гидролизные, кислото- и метанообразующие бактерии. Смесь вырабатываемых бактериями газов получается горючей, т.к. содержит большой процент метана.

По своим свойствам она практически не отличается от природного газа, который используется для промышленных и бытовых нужд.

Биогаз – экологически чистое топливо, а технология его получения не оказывает особого влияния на окружающую среду. Более того, в качестве сырья для биогаза используют отходы жизнедеятельности, которые нуждаются в утилизации.

Их помещают в биореактор, где происходит переработка:

  • в течение некоторого времени биомасса подвергается воздействию бактерий. Срок брожения зависит от объема сырья;
  • в результате деятельности анаэробных бактерий выделяется горючая смесь газов, в состав которой входят метан (60%), углекислый газ (35%) и некоторые другие газы (5%). Также при брожении в небольших количествах выделяется потенциально опасный сероводород. Он ядовит, поэтому крайне нежелательно, чтобы люди подвергались его воздействию;
  • смесь газов из биореактора очищается и поступает в газгольдер, где хранится до момента использования по назначению;
  • газ из газгольдера можно использовать точно так же, как природный. Он поступает к бытовым приборам – газовым печам, отопительным котлам и т.п.;
  • разложившуюся биомассу необходимо регулярно удалять из ферментатора. Это дополнительные трудозатраты, однако усилия окупаются. После брожения сырье превращается в высококачественное удобрение, которое используют на полях и огородах.

Биогазовая установка выгодна для владельца частного дома только в том случае, если у него есть постоянный доступ к отходам животноводческих ферм. В среднем из 1 м.куб. субстрата можно получить 70-80 м.куб. биогаза, но выработка газа идет неравномерно и зависит от многих факторов, в т.ч. температуры биомассы. Это осложняет расчеты.

Чтобы процесс получения газа был стабильным и непрерывным, лучше всего строить несколько биогазовых установок, а субстрат в ферментаторы закладывать с разницей во времени. Такие установки работают параллельно, а сырье в них загружают последовательно.

Это гарантирует постоянную выработку газа, благодаря чему можно добиться его непрерывного поступления к бытовым приборам.

Самодельное биогазовое оборудование, собранное из подручных материалов, обходится гораздо дешевле установок промышленного производства. Его эффективность ниже, но вполне соответствует вложенным средствам. Если есть доступ к навозу и желание приложить собственные усилия для сборки и обслуживания конструкции, это очень выгодно.

Преимущества и недостатки системы

Биогазовые установки имеют немало преимуществ, но и недостатков хватает, поэтому перед началом проектирования и строительства следует все взвесить:

  • Утилизация отходов. Благодаря биогазовой установке можно получить максимум пользы от мусора, от которого все равно пришлось бы избавляться. Эта утилизация менее опасна для окружающей среды, чем закапывание отходов.
  • Возобновляемость сырья. Биомасса – это не уголь и не природный газ, добыча которых истощает запасы ресурсов. При ведении сельского хозяйства сырье появляется постоянно.
  • Относительная небольшое количество СО2. При получении газа окружающая среда не загрязняется, а вот при его использовании в атмосферу выделяется небольшое количество двуокиси углерода. Оно не опасно и не способно критично изменить экологию, т.к. его поглощают растения в процессе роста.
  • Умеренное выделение серы. При сгорании биогаза в атмосферу попадает небольшое количество серы. Это негативное явление, однако его масштабы познаются в сравнении: при сжигании природного газа загрязнение окружающей среды окислами серы гораздо больше.
  • Стабильная работа. Производство биогаза более стабильно, чем работа солнечных батарей или ветряков. Если энергией солнца и ветра нельзя управлять, то биогазовые установки зависят от деятельности человека.
  • Можно использовать несколько установок. Газ – это всегда риски. Чтобы снизить потенциальный ущерб в случае аварии, можно рассредоточить по участку несколько биогазовых установок. Если правильно спроектировать и собрать систему из нескольких ферментаторов, она будет работать стабильнее, чем один крупный биореактор.
  • Выгоды для сельского хозяйства. Для получения биомассы высаживают некоторые виды растений. Можно выбрать такие, которые улучшают состояние грунта. Например, сорго снижает эрозию почвы, улучшает ее качество.

У биогаза есть и недостатки. Хотя это относительно чистое топливо, оно все же загрязняет атмосферу. Также могут возникать проблемы с поставками растительной биомассы.

Безответственные владельцы установок нередко заготавливают ее так, что истощают землю и нарушают экологический баланс.

Расчет рентабельности установки

В качестве сырья для производства биогаза обычно используют коровий навоз. Одна взрослая корова может дать его столько, чтобы обеспечить 1.5 м.куб. топлива; свинья – 0.2 м.куб.; курица или кроль (в зависимости от массы тела) – 0.01-0.02 м.куб. Чтобы понять, много это или мало, можно сравнить с более привычными видами ресурсов.

Биогаз на ферме.

Вы здесь

Вопросы задавать можно только после регистрации. Войдите или зарегистрируйтесь, пожалуйста.

В октябре 1997 года на ферме И.Градяцкаса Пренайского района была построена первая в республике сельская биогазовая станция. Анаэробной переработке на ней стал подвергаться жидкий навоз с племенной свинофермы, рассчитанной на содержание до 30 свиноматок и 120—130 голов племенного молодняка разных возрастных групп.

Кормят животных там сухим комбикормом. В качестве подстилки свиньям насыпают опилки из расчета 100 кг/сут. на все поголовье. Навоз из станков вручную сталкивают в канал Скребкового транспортера ТСН-160, который перемещает его в заглубленную емкость вместимостью 12 м3. Из емкости навоз поступает в биореактор.

Биореактор изготовлен из железнодорожной цистерны. Дно у него двойное — это «тепловая рубашка» для циркуляции горячей воды, обогревающей содержимое цистерны.

Соответственно фазам протекания биохимических процессов анаэробной обработки — гидролизной (ионный обмен между различными веществами и водой), ацидофильной (заквашивание особыми бактериями) и метаногенной (метан образуется при гниении органических веществ без доступа воздуха) — полость биореактора разделена шлюзовыми перегородками на три секции. По продольной оси смонтирован вал механической мешалки с лопастями из стальных уголков, расположенными по винтовой линии.

Емкость цистерны 60 м3, полезная вместимость—50 м3. Температура анаэробной обработки 35—37 °С. Терморегулирование, то есть подача теплоносителя (воды), автоматизировано. Проектная доза суточной загрузки навоза —2,5 м3, проектный выход биогаза 50-60 м3/сут. Частота вращения мешалки 4 об/мин, привод от мотор-редуктора мощностью 3 кВт. Режим перемешивания циклический: работа — 1 мин, перерыв — 4 мин. Биореактор установлен под крышей и утеплен обивкой с древесными опилками.

Навоз из хранилища насосом НЖН-200 подается в биореактор. Одновременно удаляется его переработанное содержимое. Переливаясь через шлюзовые перегородки и газоотделяющий сифон, оно уходит по трубопроводу в накопитель органических удобрений — емкость, расположенную в навозном секторе свинофермы.
Вырабатываемый в биореакторе газ направляется в котельную. А термофикационная вода (теплоноситель) идет на обогрев биореактора и производственных помещений.

Экспериментальную биогазовую станцию испытывали с октября 1997 по апрель 1998 года. За семь месяцев было переработано около 400 м3 жидкого навоза, из которого получено 3800 м3 биогаза. Средняя выработка «голубого топлива» 19 м3 в сутки — это 38 процентов проектной про-вод от мотор-редуктора мощностью 3 кВт. Режим перемешивания циклический: работа — 1 мин, перерыв — 4 мин. Биореактор установлен под крышей и утеплен обивкой с древесными опилками.

Навоз из хранилища насосом НЖН-200 подается в биореактор. Одновременно удаляется его переработанное содержимое. Переливаясь через шлюзовые перегородки и газоотделяющий сифон, оно уходит по трубопроводу в накопитель органических удобрений — емкость, расположенную в навозном секторе свинофермы.
Вырабатываемый в биореакторе газ направляется в котельную. А термофикационная вода (теплоноситель) идет на обогрев биореактора и производственных помещений.

Экспериментальную биогазовую станцию испытывали с октября 1997 по апрель 1998 года. За семь месяцев было переработано около 400 м3 жидкого навоза, из которого получено 3800 м3 биогаза. Средняя выработка «голубого топлива» 19 м3 в сутки — это 38 процентов проектной производительности биореактора. Небольшой выход биогаза обусловлен малочисленностью поголовья животных на ферме. Точнее, недостаточным количеством получаемого от свиней навоза и дефицитом в нем сухих органических веществ.

Исследованиями, параллельно выполненными в лабораторных условиях и в фермерском хозяйстве, установлено, что при кормлении свиней сухими концентратами на каждый съеденный килограмм приходится 0,3 м3 биогаза. Поэтому для обеспечения проектной производительности биореактора поголовье свинофермы следовало бы увеличить в 2—3 раза.

Вдохновленный экспериментами И.Градяцкас планирует расширить свою ферму, доведя число содержащихся там животных до 400 голов. Значит, есть предпосылки получения более высоких показателей и по выходу биогаза.


Биореактор экспериментальной газовой станции (утеплитель из древесных опилок условно не показан):
1 — бетонная подставка (2 шт.); 2 — теплоизоляционная «подушка» (2 шт.); 3— обогреватель с термофикационной водой («тепловая рубашка» базовой железнодорожной нефтецистерны); 4 — патрубок приема сырья; 5 — корпус биореактора (цистерна); 6— сырьё (жидкий навоз); 7 — вал мешалки с лопастями; 8 — шлюзовая перегородка (4 шт.); 9 — биогаз; 10 — газопроводный патрубок; 11 —переработанная биомасса; 12—сифонный затвор; 13 — патрубок трубопровода переработанной биомассы; 14— цепная передача; 15 — мотор-редуктор (220 В, 3 кВт)


Размещение оборудования биогазовой станции на крестьянской свиноферме (транспортер подачи навоза ТСН-160 условно не показан):
1 — насос НЖН-200; 2 -—накопитель отработанной биомассы (органических удобрений); 3 — дымоход; 4 — газовый котел (другие потребители биогаза условно не показаны); 5 — пульт управления; 6 — регулятор давления; 7 — счетчик биогаза; 8 — биореактор

Биогазовая установка

Альтернативные источники энергии все увереннее входят в повседневную жизнь современного человека. Люди научились использовать в своих целях энергию солнца, ветра, воды, недр земли, а также иные, альтернативные традиционным источникам энергии, виды топлива.

К таким, не обычным источникам энергии, относится биогаз, который получают в специальных установках и используют для получения различных видов энергии, используемых человеком в повседневной жизни (тепло, электричество и топливо для автомобилей).

Что это?

Биогаз, который является экологически чистым топливом, получают в биогазовых установках, агрегатах, представляющих из себя комплекс технических сооружений и аппаратов, объединенных в единый технологический цикл.

Комплектация биогазовой установки может быть различной, в зависимости от ее мощности, вида сырья и получаемого конечного продукта в виде тепловой или электрической энергии, обоих видов энергии или только биогаза, используемого в бытовых газовых плитах и в качестве топлива для автомобилей.

Стандартная установка, состоит из следующих узлов и агрегатов:

  • Емкость накопитель, в которой накапливается используемое, для получения биогаза, сырье;
  • Миксеры и мельницы различной конструкции, делящие крупные фракции сырья на более мелкие;
  • Газгольдер, герметично закрываемая емкость, служащая накопителем получаемого газа;
  • Реактор, емкость или резервуар, в котором происходит процесс образования биотоплива;
  • Системы подачи сырья в реактор установки;
  • Система передачи получаемого топлива от реактора и газгольдера, далее на этапы обработки и преобразования в другие виды энергии;
  • Системы автоматики, защиты и контроля за процессами производства газа и продуктов его переработки.

На выше приведенной схеме, условно показан технологический цикл производства биогаза с использованием жидкого и твердого сырья, с дальнейшей его переработкой и получением тепловой и электрической энергий.

Кому нужны биогазовые установки

В связи с тем, что современному человеку достаточно трудно обходиться без тепла и электричества, то биогазовые установки, которые являются агрегатами, производящими эти виды энергии, нужны всем и везде. Единственный фактор, который влияет на необходимость и возможность установки подобного агрегата в том или ином месте, это наличие достаточного количества органического сырья, необходимого для работы устройства.

К тому же, в наше время борьбы за чистоту окружающего мира, являясь экологически чистыми при производстве энергии и работающие на альтернативном топливе, данные установки, все более широко используются как в нашей стране, так и за ее пределами.

Принцип действия

Принцип работы подобный устройств основан на брожении и разложении органических отходов сельскохозяйственных и иных производств, осуществляемом в реакторе биогазовой установки, под воздействием особых гидролизных, кислотообразующих и метанобразующих бактерий. В результате разложения сырья получается биогаз, состоящий из смеси метана, углекислого газа и примесей прочих газов (аммиак, сероводород, азот и т.д.).

Работа биогазовой установки осуществляется следующим образом:

  • Продукты жизнедеятельности сельскохозяйственных животных (навоз), отходы пищевых и иных производств (лесопереработка), поступают в накопительные емкости;
  • При использовании сырья, требующего измельчения, выполняется и эта операция, после чего подготовленное сырье, путем устройства насосов, транспортеров (для твердых видов сырья), поступает в переходную емкость (на схеме кислототенк), где происходит дополнительный подогрев биомассы;
  • Подготовленное сырье поступает в биореактор, который должен быть прочным, кислотостойким и герметично закрытым, что определяет процесс производства биогаза;
  • Для создания оптимальных условий для разложения подготовленного сырья и ускорения процесса брожения, в реакторе, как правило, монтируются устройства, обеспечивающие его дополнительный нагрев и перемешивание продуктов разложения;
  • Оптимальный температурный режим, для работы биорекатора — +40,0 *С;
  • В результате разложения и брожения, через определенные промежуток времени, который зависит от исходного сырья и технических возможностей конкретной установки, образуется биогаз и биоудобрения;
  • Биогаз накапливается в газгольдере, который может быть отдельно стоящим от биореактора, или смонтирован в едином корпусе с ним;
  • Биоудобрения накапливаются в емкости самого биореактора и после завершения процесса брожения убираются для дальнейшего использования;
  • Биогаз, под давлением, создаваемом в газгольдере, поступает в систему очистки, после чего используется потребителями для получения электрической, тепловой энергии и для бытового потребления;
  • Биоудобрения поступают в емкость накопитель, затем путем сепарации, разделяются на твердые и жидкие, после чего используются по прямому назначению.

Сравнение биогаза с другими источниками энергии

При сравнении производства биогаза, служащего топливом для получения различных видов энергии, с другими видами получения альтернативной энергии, как то, солнечные электростанции и ветровые генераторы, то видно, что данные установки, обладают одним преимуществом, это способность работать, вне зависимости от внешних факторов (погода, сезонность и т.д.) в круглосуточном и круглогодичном циклах.
Еще один аспект использования биогазовых установок, как то, возможность использовать в полном объеме установленную мощность агрегатов, сопоставляет их с традиционными устройствами получения энергии (нефть, газ и т.д.) и гарантирует их использование в ближайшей и долгосрочной перспективах.

Читайте также:  Самодельная вращающаяся круглая поверхность для видеосъёмки предметов

Внутренняя энергия 1,0 м3 биогаза, сопоставима с:

  1. 0,6 м3 природного газа;
  2. 0,74 л нефти;
  3. 0,65 л дизельного топлива;
  4. 0,48 л бензина.

При сжигании 1,0 м3 биогаза выделяется 9,0 кВт тепловой энергии, что позволяет произвести до 1,5 кВт электрической энергии или обогреть помещение площадью до 80,0 м2 в течение нескольких часов.

Характеристики горючести биогаза и прочих горючих газов несколько разняться, для сравнения они приведены в ниже следующей таблице:

характеристикиГаз
Единица измеренияБиогазПриродный газПропанМетан
Теплота сгораниякВт*ч/м36,010,026,010,0
Плотностькг/м31,20,72,010,72
Соотношение плотности с воздухомкг/м30,90,541,510,55
Температура воспламенения700650470650
Скорость распространения пламени в воздухем/с0,250,390,420,37
Предел воспламенения пламени в воздухе%6,0 – 12,05,0 – 15,02,0 – 10,05,0 – 15,0

Биогаз – это альтернативный вид топлива, постепенно завоевывающий рынок возобновляемых источников энергии в разных странах и на разных континентах нашей планеты.

Биогазовая установка для частного дома

В связи с тем, что в личном подсобном хозяйстве, количество образующихся органических отходов и продуктов деревообработки и переработки сельскохозяйственных культур, ограничено, то в качестве основного и единственного источника энергии, вне зависимости от направленности (тепловая, электрическая, газ), биогазовые установки рассматривать не целесообразно.

К тому же, необходимо учитывать, что при работе подобных устройств, выделяется целая группа прочих газов (сероводород, аммиак и т.д.), которым свойственен специфический неприятный запах, что требует выполнять монтаж установки на некотором удалении от жилых помещений.

Конструктивно, подобная установка может выглядеть следующим образом:

  • Главный элемент — это реактор, в качестве которого выступает емкость, соответствующая объемами сырья. Емкость может быть установлена в различном исполнении (подземная, наземная и частично заглубленная конструкция).
  • В емкости должны быть предусмотрены загрузочный люк, отводная труба или штуцер для отвода газа, люк для удаления переработанного сырья (может совмещаться с загрузочным) и механизм перемешивания, при необходимости. Монтируемые узлы и элементы должны герметично закрываться и держать определенное давление.
  • К штуцеру отводной трубы подсоединяется отводящий трубопровод, на котором устанавливается запорный вентиль и манометр, для контроля за давлением получаемого газа.
  • При необходимости, может быть установлен электрический привод на мешалке установки, а также насос и транспортер в системах подачи сырья.

Для фермерского хозяйства

При наличии у фермерского хозяйства, или иного не крупного предприятия, среднее количество органических отходов (пилорама, тепличное хозяйство, птицеферма и т.д.), появляется возможность смонтировать более крупную установку, позволяющую обеспечить собственные потребности в тепловой и электрической энергиях.
В этом случае процесс производства топлива аналогичен процессу, при использовании в частном порядке, отличие лишь в мощности агрегатов и соответственно, объемах перерабатываемого сырья.

Конструктивно, это может выглядеть следующим образом:

На данной схеме представлены:

  • 1 – емкость накопитель продуктов жизнедеятельности сельскохозяйственных животных (навоз);
  • 2 – фекальный насос, обеспечивающий подачу навоза для переработки;
  • 3 – котел (реактор), агрегат в котором происходит процесс разложения и брожения сырья;
  • 4 – элемент, обеспечивающий отвод переработанного сырья;
  • 5 – отводящий трубопровод;
  • 6 – газгольдер, накопитель биогаза;
  • 7 – устройство по преобразовании газа в тепловую энергию (газовая горелка);
  • 8 – получаемая тепловая энергия;
  • 9 – устройство по преобразованию газа в электрическую энергию (газогенератор);
  • 10 и 11 – электрическая и тепловая энергии, получаемые при работе газогенератора.

Биогазовая установка для предприятия

Когда крупное предприятие, имеющее значительный объем отходов производства, строит биогазовую установку, то сам процесс ничем не отличается от выше перечисленных вариантов (личное и фермерское хозяйства).

Разница лишь в мощности установки, ее геометрических размерах, наличии средств автоматики и защиты. Вариант такой установки, для крупного предприятия, может выглядеть следующим образом:

Как правило, на крупные биогазовых установка, кроме стандартных операций, рассмотренных в выше рассмотренных вариантах комплектации, применяются и дополнительные, это:

  1. несколько ступеней очистки газа;
  2. подготовка газа перед подачей на переработку;
  3. охлаждение перед подачей на газогенератор;
  4. прочие системы, в зависимости от конструкции установки и видов используемого сырья.

Средние цены

В настоящее время, биогазовые установки изготавливаются рядом отечественных и зарубежных компаний.

Наиболее популярны среди различных групп пользователей, следующие модели, это:

  • Мини биогазовая установка БУГ-М, производства Россия. В комплект установки входит оборудование емкостью 1,0 м3 (100 л) перерабатываемого сырья и выходом готового продукта в виде биогаза в объеме 1,0 м3/сутки и удобрения – 100 л/сутки.
    Стоимость комплекта – от 170000,00 рублей.
  • Биогазовая установка «BioMash-20», производство Россия.

Объем перерабатываемого сырья составляет 700,0 кг/сутки, при этом выход готового продукта составляет:

  1. Электрической энергии – до 20,0 кВт/час;
  2. Тепловой энергии – до 2,4 Гкал/сутки.
    Данная модель может быть использована на животноводческих фермах по содержанию до 12 голов крупного рогатого скота, 250 свиней или до 1200 птиц, различных видов. Стоимость комплекта оборудования – от 2000000,00 рублей.
  • Биогазовые комплексы различной производительности, компании Rucons Gobal UG (Германия).
    Все оборудование изготавливается из нержавеющей стали и монтируется в отдельных технологических модулях (ферментация, смешивание, брожение, автоматика и управление и т.д.).
    Стоимость комплекта, в зависимости от производительности — от 2500000,00 рублей.

Как сделать своими руками

Умея работать с различным ручным инструментом, имея навыки сантехнических и сварочных работ, а также свободное время и желание, можно изготовить биогазовую установку малой мощности своими руками.

Работы выполняются в соответствии с ниже приведенной схемой и в следующей последовательности:

  1. Монтируется корпус реактора, в котором будет происходить брожение. Для этого используется металлическая емкость или сооружается бетонная конструкция (№1 на схеме), произвольной формы.
  2. В верхней части реактора изготавливается крышка (№3 на схеме), а в боковых стенках – отверстия для загрузки сырья (№2 на схеме) и выгрузки переработанного материала (№% на схеме). Крышка и отверстия должны быть герметичны по отношению к окружающей среде.
  3. Отдельно устанавливается газгольдер, устройство, служащее накопителем биогаза (№4 на схеме).
  4. От газгольдера до места потребления монтируется трубопровод (№6 на схеме), с устройством вентилей и элементов защиты (клапана и задвижки).

Плюсы и минусы

Топливо, получаемое в биогазовых установках (биогаз), является возобновляемым и альтернативным традиционным, источником энергии.

Использование подобных агрегатов позволяет добиться положительных результатов в различных составляющих их применения, это:

  • Экологическая – при устройстве подобных установок вблизи предприятий, являющихся поставщиками сырья, уменьшается защитная санитарная зона вокруг них. Снижаются выбросы вредных веществ в атмосферу.
  • Энергетическая – имея доступное сырье по минимальным ценам, а иногда и без таковой (бесплатно), в результате потребитель получает различные виды энергии и топлива с низкой себестоимостью.
  • Экономическая – монтаж биогазовых установок позволяет избежать строительства очистных сооружений и заградительных устройств (растекание навоза на животноводческих комплексах), и затрат по утилизации мусора.

Достоинствами подобных агрегатов, также являются:

  1. Доступность различного вида сырья.
  2. Неисчерпаемость сырьевой базы, обеспеченная ростом сельскохозяйственного производства и объемов продукции пищевой отрасли.
  3. Обеспечивает утилизацию отходов жизнедеятельности животных и органического мусора.

Недостатками являются:

  1. Являясь экологически чистым видом топлива, биогаз, тем не менее, при сжигании, выделяет определенное количество вредных веществ в атмосферу.
  2. Территориальная зависимость места размещения установки от района нахождения источников сырья (крупные животноводческие комплексы, перерабатывающие предприятия и объекты сельскохозяйственного производства).
  3. Высокая стоимость комплекта оборудования и соответственно продолжительные сроки его окупаемости.


Биогаз из биомасс. Часть II

Уже почти три года назад я делал статью про биогазовые исследования, которые мы проводили в Томске. Статья в то время вызвала значительный интерес и даже сейчас мне на почту приходят письма с просьбой подробней рассказать об этой технологии и перспективах её практического внедрения. Мы не бросили развивать эту тему, накопилось много интересных мыслей и новостей, о которых хочется рассказать, поэтому заинтересованных милости просим под кат.

Что нового?

Самая главная новость — тема до сих пор жива. Идея перерабатывать отходы в что-то полезное и даже выгодное сама по себе греет душу. Напоминаю, что биогазовые технологии позволяют переработать органические отходы (навоз, канализационные стоки и т.п.) в горючий газ и биоудобрение.

Получаемое удобрение можно использовать для увеличения урожайности практически любых растений. К примеру, увеличение урожайности пшеницы, которое было зафиксировано в независимых испытаниях на Алтае по сравнению с контрольными участками где удобрение не использовалось, составило порядка 30 процентов.

На треть! При этом затраты на удобрения составили не более 10 процентов от суммы дополнительно полученной прибыли, что само по себе отличный результат.

В последнее время появились патенты по технологии ускорения получения биогаза, однако применить их в реальных установках пока не представляется возможным, но тот факт, что в этой области продолжаются разработки, безусловно, радует. Самой успешной (на наш взгляд) является технология, описанная в другом патенте, суть которого заключается в добавлении на разных стадиях процесса простой воды, но с измененным окислительно-восстановительным потенциалом. Авторы молодцы, что досконально разобрались в биологической сути процесса.

Биогаз или биоудобрения?

Как и ранее я остаюсь сторонником того, что биогазовые технологии трудно позиционировать как исключительно энергетические. В первую очередь, эти технологии хороши для облегчения экологической ситуации, связанной с утилизацией биологических отходов, которых вокруг сельскохозяйственных предприятий скапливается огромное количество. Это настоящая проблема, которая помимо экологического вреда часто является катализатором вспышек опасных инфекций.

Конечно, в процессе переработки выделяется большое количество биогаза, но он требует тщательной очистки, осушения, сжатия и с ним больше хлопот, чем выгод. Это, в первую очередь, связано с получением из биогаза электричества, что требует огромных затрат. Поэтому разумнее всего, особенно в России, утилизировать биогаз до тепла, которое можно использовать для поддержания самого биогазового процесса и для отопления зданий и сооружений. Мы — холодная страна и тепло будет необходимо всегда. Если не использовать биогаз для генерации электричества, то становится более выгодно строительство и самих биогазовых станций.

Исследовательская установка

Так случилось, что в процессе наших исследований для экспериментальной установки нам требовался навоз в количестве 40-50 кг в сутки. Живем мы в городе, коров у нас нет, как источник биомассы мы себя рассматривали в самом крайнем случае и мы стали искать поставщика навоза. Пришлось навоз возить с пригорода. Приезжаем в деревню и находим подворье с коровами. Зима. Стучимся в дверь, открывает хозяин и мы просим у него навоза. Изумление в глазах. Оно вам зачем, ребята? Говорим, мол, ученые, делаем эксперименты. Надо. Идите, говорит дедок, по добру по здорову. А если будем покупать? По 50 рублей за ведро? Через некоторое время в деревушке под Томском стали ходить легенды о том, что из города ездят чудаки, которые платят деньги за… Ну вы поняли. Но проблемы с сырьем решены.

Установка состоит из трех специализированных ёмкостей, связанных собой трубопроводами с запорной (управляемой) арматурой (задвижками). Основой установки является специализированная ёмкость определенного объема, называемой ферментером, также установка содержит ёмкость для пробоподготовки сырья, систему контроля и автоматизации процесса. Система автоматизации и управления установкой — собственной разработки. Ничего особо сложного в ней нет.


Управление процессом осуществляет головной контроллер ГК АСУ, который имеет экран вывода технической информации и всей необходимой телеметрии для нормальной работы оборудования. ГК АСУ связывает все блоки установки через последовательную ассиметричную шину данных. АСУ осуществляет непрерывную телеметрию и управление блока биогазовой обработки (БГО), в том числе снимает следующие данные:

— Температуру обрабатываемой биомассы в камере гомогенизации и стерилизации КГиС (предел 55 гр.С)
— Осуществляет управление насосами для перемешивания и подачи биомассы в основной ферментер ОФ
— Контролирует температуру течения биологического процесса анаэробного брожения в пределе 39 гр.С (блок нагрева установки БНУ содержит электрокотел, твердотельное реле 40 А и температурный датчик DS18B20 с допустимой температурой котла не более 85 гр.С)
— Осуществляет сбор данных с датчиков проводимости, окислительно-восстановительного потенциала и pH (RedOx потенциал не более -100 мВ, pH анаэробной стадии процесса — 6,2)
— Ведёт логгирование всех данных
— Имеет кнопку принудительного перемешивания биомассы при необходимости.
— Имеет датчик утечек метана и систему аварийного отключения оборудования при различных сценариях развития событий, к примеру, от краткосрочных отключений электроэнергии или потери надежного заземления, перенапряжений в сети и т.п.

Конечно, выход биогаза зависит от качества исходного сырья, если можно применить термин «качество» к навозу. Но на самом деле, исходное сырье имеет важнейшее значение. Лучше всего, чтобы сырье было без примесей, посторонних загрязнений, без плесени и ПАВов. Главный закон биогазовой установки — путь сырья к загрузке должен быть как можно короче. Выход биогаза из навоза различных животных, конечно, разный. Это зависит от особенностей пищеварения, что определяет состав и структуру отходов.

В биогазовую станцию может быть добавлены другие органические отходы, такие как очистки овощей, фруктов, свежая трава, хозяйственные стоки и т.п. Это даже лучше, чтобы сырье для станции было смесью различных отходов. Это улучшает процесс переработки, делает его более стабильным, а выход биогаза — больше. При этом на однотипном сырье, к примеру, на чистых свиных стоках или курином помете процесс вообще может остановиться, так как эти субстраты сильно токсичны и их обязательно надо разбавлять другими отходами, обеспечивая буферизацию сырья.

Выходящий из установки газ называется биогазом. Это горючий газ сложного состава. В нем две трети метан, остальное — углекислый газ, сероводород, примеси водорода, аммиака, пары воды. Накапливается газ в специальном газонепроницаемом мягком мешке — газгольдере.

Если накопленный газ очистить от углекислоты и других опасных примесей получаем биометан — полный аналог природного газа. Однако, очистка биогаза дорогая процедура и направлена, в первую очередь, для того, чтобы получать электричество или заправлять автомобили. Если такая задача не стоит — то биогаз можно использовать без особой очистки для получения тепла и горячей воды. Именно для этих целей (по нашему мнению) целесообразней всего использовать биогазовые установки в наших условиях.

Читайте также:  Соковыжималка для фруктов

Перспективы биогазовых технологий

Для России. И, конечно, это мое частное мнение. Для начала я бы разделил этот вопрос на две части. Промышленное использование биогазовой технологии и различные частные практики.

Промышленное использование биогазовых технологий слабо развивается в принципе из-за практического отсутствия добротных технологий, правового вакуума в законодательстве и жесточайшей коррупции. Безусловно, без бюджетного плеча такие технологии достойно развить не удастся, но как быть с тем, чтобы под маркой развития биогаза не проворачивались коррупционные схемы различных деятелей от инноваций — я не знаю. Остается направление использования биогазовых станций частниками. Вот здесь наблюдается некий наш российский феномен, о котором хочется поговорить особо. Во-первых, в природе нашего человека заложен принцип по возможности никогда ни за что не платить. По крайней мере существенные деньги. А лучше всего халява! Вот это свойство используют всякие жулики, которые завалили интернет видео и сайтами с предложениями за три копейки построить биогазовую станцию, получать биогаз в неограниченных объемах и забыть про все проблемы. Именно такие деятели дискредитировали саму тему биогаза в России, которая, кстати, очень активно развивается сейчас во всем мире. Особенно в Китае. Биогазовая установка не может стоить дешево.

Это все-же биотехнология, которая имеет ряд особенностей, требует современного контроллинга, определенной квалификации операторов и т.д. Это не сарайная технология, она требует нового понимания сути сельскохозяйственного производства, принципа неразрывности всех процессов — от подготовки сырья, транспортировки, ветеринарных манипуляций, навозоудаления, заканчивая маркетингом биоудобрений и энергетическим аудитом производства. Только в этом случае биогазовые технологии дадут необходимый эффект. Какой смысл городить биогазовые станции в старых коровниках и на СХ предприятиях прошлого века? Почему не делать новые проекты крупных животноводческих комплексов с интеграцией всех наиболее перспективных и интересных технологий, которые существуют? Ведь очевидно, что именно здесь заложен будущий успех. Опять же — это мое мнение.

Эффект кулака

С одной стороны мы видим большое количество самоделок биогазовых станций, с другой — наблюдается иной феномен. Эффект кулака. Что я имею ввиду? Есть люди, которые занимаются фермерским хозяйством. Такие вот современные кулаки. Хозяйственные и ответственные с одной стороны, но и независимые с другой.

Такие люди дают другой запрос. Они через биогазовую установку хотят приобрести независимость. Газ для себя, никому не кланяться в ноги. Такие люди готовы покупать установки хорошего качества и дорого. Именно на этот необычный сегмент потребителей стоит обратить особое внимание. В этой связи сейчас наша группа ориентирована на создание комплексного решения — минифермы для частного фермера с установкой биогазового синтеза на 500-600 м 3 газа в месяц. Для решения этой задачи хватит дюжины дойных коров. Проект самого коровника уже есть, остается его связать с биогазовой установкой, зарегистрировать и придать четкий технический и юридический статус этого животноводческого комплекса.

Почему такой подход? Поясняю. Станция предназначена для независимого отопления усадьбы фермера (до 200м 3 ) и обеспечения горячей водой как его дома, так и на производстве. Электричество из биогаза получать не предусматривается — дорого. Поддержкой проекта (помимо биогаза) является использование биоудобрения. Как для себя, так и для продажи под единым торговым брендом, который набирает обороты сейчас.

Это помогает формально окупить установку за два-три года. Не за два-три месяца, как в рекламе в Интернет или на YouTube, а именно за пару-тройку лет. Чтобы проект такой минифермы довести до ума, нужны электронщики, специалисты по промышленной автоматизации, специалисты- проектировщики легкий зданий и сооружений, эксперты по пожарной безопасности, люди, которые хорошо знают особенности технических регламентов, всяких ГОСТов, СНИПОВ, нужен хороший юрист (на всякий случай), маркетолог, патентовед, конструкторы. Мы делаем этот проект открытым, желающие могут предложить свои компетенции. Так часто бывало, что только всем миром можно что-то сделать. Что-то стоящее. Напишите мне asmtomsk@gmail.com если вам эта тема интересна и( или) есть собственные идеи.

Только зарегистрированные пользователи могут участвовать в опросе. Войдите, пожалуйста.

Биогаз на ферме

Февральский выпуск журнала – уже на сайте!

Биогазовые установки, использующие отходы агропроизводств, — модная европейская идея, но вряд ли хорошее инвестиционное решение в России. Их строительство не субсидируется, возможность продавать «зеленую» энергию с премией к рынку отсутствует, за нарушение экологического законодательства почти не наказывают. Вывод: затраты и риски очевидны, а перспективы окупаемости неясны.

Несколько лет подряд в России продолжается активный рост промышленного свино- и птицеводства. Этот год тоже не исключение: по данным Росстата , в течение января-сентября сельхозорганизации произвели в живом весе 5,3 млн т скота и птицы, против 4,7 млн т за аналогичные месяцы 2011-го. То есть рост составил 13%. Вместе с производством мяса растут объемы отходов животноводства. В 2012 году, по данным Российского энергетического агентства, в России образуется 773 млн т органических отходов сельского хозяйства. Ущерб от этой деятельности — стоки, загрязнение почвы и окружающей среды, неправильная утилизация и др.-Константин Самсонов, директор по развитию “Биокомплекса” оценивает в 450 млдр руб.

Наращивание мощностей промышленных животноводческих комплексов — молочных ферм, птицефабрик и свинокомплексов — заставляет задуматься об утилизации отходов. Государство и участники рынка пока не занимаются решением этой проблемы: основные инвестиции и бюджетные средства вкладываются в рост производств. Нивелированием негативных последствий этого роста в нашей стране только начинают заниматься. А между тем при таких, как сейчас, темпах интенсификации скоро не будет хватать доступных сельхозугодий, на которые можно вносить органические удобрения, предупреждает коммерческий директор компании «Агробиотех» Иван Егоров.

Белгородская область — регион с самой высокой концентрацией индустриальных мясных производств. В 2011 году местные свиноводческие предприятия поставили на российский рынок 25% общего объема полученной в стране товарной свинины. За тот же год в области, по данным замгендиректора компании «Региональный Центр Биотехнологий» Алексея Орехова, образовалось до 12 млн т отходов одних только свиноводческих комплексов. «В ближайшие годы регион должен примерно на 16% увеличить производство свинины, что приведет к серьезному увеличению объема отходов», — указывает он.

При этом образующийся навоз внести на поля сразу нельзя: свиной навоз должен до полугода отстаиваться в лагуне — он является отходом третьей категории опасности, содержащим парниковый газ — метан. И потом, даже готовый к внесению навоз разрешается вывозить в поле только весной или осенью. Конечно, многие производители, наращивая поголовье, игнорируют законодательство, понимает Орехов, — вносят опасные отходы на поля сразу, в любое время года По его словам, экономия при таком хозяйствовании спорная: можно обойти или минимизировать санкции, но окисляются почвы, сельскохозяйственные земли отчуждаются под хранение навоза, загрязняются грунтовые воды, а в атмосферу выбрасывается метан — парниковый газ. Кстати, последствия экологических нарушений уже сказываются, уверен Орехов: за последнее десятилетие ухудшилось качество белгородских черноземов.

Европа, раньше развившая индустриальное животноводство, раньше столкнулась и с проблемой утилизации органических отходов сельского хозяйства, тем более что в странах ЕС, по сравнению с Россией, мало сельхозземель. Одним из решений стало использование биогазовых установок. Они вырабатывают электроэнергию, тепло, удобрение, а при установке системы очистки стоков можно получать еще и чистую воду.

Установка представляет собой анаэробный биореактор, описывает Орехов. Туда подается сырье — навоз, помет, отходы бойни Полученная из них масса нагревается до 37-40 градусов, при которых начинают размножаться бактерии, способствующие ферментации сырья, в результате которой вырабатывается биогаз. Его можно сжигать для снабжения теплом близлежащих потребителей — теплиц, жилых домов, производственных построек. Если присоеднить к биогазовой станции когенерационную установку (так часто делают в Европе), то биогазовая станция становится поставщиком электроэнергии на рынок. Переработанная обеззараженная масса, или дигистат, вносится на поля.

Успех работающих с биогазовыми установками европейских фермеров заинтересовал российских аграриев, считающих энергоносители неоправданно дорогими и сетующих на постоянную индексацию тарифов. По наблюдениям Егорова из «Агробиотеха», за последние три года число заинтересованных в постройке таких мощностей хозяйств выросло «в десятки раз». Однако этот интерес, как правило, импульсивный: до стадии разработки бизнес-плана, а тем более до ввода в действие мощностей дело доходит нечасто. В компанию «Биокомплекс» за последний год обращалось 3 тыс. хозяйств, желающих сделать биогазовую установку. «Серьезная проработка» проектов, не говоря об их запуске, ведется только с тремя, разводит руками директор по развитию «Биокомплекса» Константин Самсонов.

По данным «Агробиотеха», реально работающих на сельхозотходах биогазовых установок в России сейчас не более пяти. В их числе — «Байцуры» и «Лучки», перерабатывающие сырье «Агро-Белогорья» (Белгородская область; второй по объемам российский производитель свинины). Свои установки имеют калужский «МосМедыньАгропром» и подмосковный «Мортадель». Электроэнергию в промышленных масштабах — 2,4 мВт/час — производит только «Лучки», обращает внимание Егоров.

Ни продать, ни обменять

Владельцы биогазовых мощностей не могут продавать излишки энергии в общую сеть (то есть сбытовым компаниям), так как нет установленного специально для них тарифа. «Подключиться к сетям сбытовых компаний и реализовать энергию проблем нет, вопрос в другом — по какой цене ее продавать, — разъясняет замгендиректора «Российского энергетического агентства» Владимир Басков. — То есть вас могут подключить к сетям и закупать электроэнергию по цене традиционной. Потому что энергетики руководствуются федеральным законом №35, где записано, что электроэнергия из «возобновляемого» источника может закупаться «по установленному тарифу» для компенсации потерь в электросетях. Однако закон действует, а тариф не установлен». И потом, в законе написано «может» закупаться, а не «обязана», обращает внимание Орехов. Проблема, по его мнению, не только в отсутствии специального тарифа, как в Европе. Как правило, техусловия, на которых сбытовая компания готова присоединить производителя альтернативной энергии, а также требования по строительству подстанции, прокладке линий делают заведомо нерентабельными вложения в продажу возобновляемой энергии. Построив электростанцию мощностью 12 МВт, на подключение к сетям (с учетом всех разрешений) нужно потратить сумму, равную 50-60% стоимости объекта, подсчитал президент «ГазЭнергоСтроя» Сергей Чернин.

В отличие от европейского фермера, владелец российской биогазовой установки не может не только продать энергию, но даже обменять ее, сожалеет Самсонов. Биогазовая электростанция вырабатывает постоянное по времени число киловатт, и в какой-то период (сезон) аграрий не может потребить их полностью — например, летом, когда тепло и увеличивается световой день. В ЕС можно передать излишек энергии в сеть (без оплаты), а потом так же безвозмездно выбрать отданное число киловатт, причем в удобной фермеру точке подключения.

Ни одного крупного производства альтернативной энергии в России сейчас нет — в том числе и потому, что себестоимость строительства индустриальных биогазовых электростанций в пять-семь раз выше в расчете на кВт/час, чем традиционных. То, что есть, — это не бизнес-проекты, которые бы окупались и генерировали прибыль, а пилотные мощности, демонстрирующие возможности альтернативной энергетики. Вводят их продающие энергетическое оборудование компании вблизи сельхозпроизводств — источников сырья. К примеру, установка «МосМедыньАгропрома», открывшаяся в 2009 году, построена компанией «БиоГазЭнергоСтрой», которой предоставлен кредит производителя оборудования Landesbank Berlin € 750 млн на 18 лет. Инвестиции в установку «БиоГазЭнергоСтрой» не раскрывает. По расчетам участников рынка, они на уровне €100 млн. Однако опыт получился непоказательным: станция задействована на 50% мощности: вместо расчетных 600 кВт/час производит 350кВт/час. Как объясняет гендиректор «МосМедыньАгропрома» Валерий Пучков, фактически отсутствует возможность подключиться к сети и продавать излишки, поэтому альтернативной энергией обеспечиваются только животноводческие помещения, вблизи которых находится установка, и вспомогательные системы — шнеки, насосы и пр.

Более удачен опыт пилотных проектов в Белгородской области, но там успех обеспечивает региональная администрация. Пример — биогазовая станция «Байцуры» недалеко от принадлежащего «Агро-Белогорью» свинокомплекса «Стригуновский», открытая в апреле (см. врез «Спасибо губернатору»). Станция имеет возможность поставлять энергию в сеть по 9 руб. за кВт/час, тогда как сбытовая компания продает ее конечному потребителю Белгородской области примерно по 4 руб. но даже при таком тарифе проект выйдет на самоокупаемость через 8-9 лет, а если бы киловатты закупались по рыночной цене, то деньги вернулись бы минимум через 15 лет. Орехов из «Регионального Центра Биотехнологий» прогнозирует, что после выхода на самоокупаемость себестоимость производства киловатта составит 2 руб. — не намного дороже, чем у традиционных поставщиков.

Белгородскую биогазовую станцию «Лучки» в этом году запустила компания «АльтЭнерго», входящая в « Агро-Белогорье ». Как рассказывает руководитель станции Илья Мейлах, это тоже пилотный проект. В год будет перерабатываться 14,6 тыс. т отходов мясоперерабатывающего завода, 26 тыс. т стоков свинокомплексов, 1,8 тыс. т канализационных отходов (шлама) и 26 тыс. т силоса. Расчетная годовая выработка составит 19,6 млн кВт/ч электроэнергии, 18,2 тыс. Гкал тепловой энергии и 66,8 тыс. т органических удобрений. Инвестиции в проект компания оценивает более чем в €10 млн, срок окупаемости — до семи лет. По оценке Егорова из «Агробиотеха», окупаемость биогазовых проектов зависит от сырья, которое перерабатывается. Если это сахарный жом, отходы бойни и другие продукты с высоким содержанием жиров, то установка может стоить до €2 тыс. за кВт/ч установленной мощности. При менее эффективных отходах, таких как навоз КРС с длительным временем брожения, большой влажностью и низким (менее 20 куб. м/т) выходом биогаза, стоимость киловатта уже составит € 6-7 тыс. В среднем, по подсчетам Егорова, инвестиции в оборудование для производства киловатта альтернативной электроэнергии («под ключ» и с когенерационой установкой, со строительством и проектированием) находятся на уровне € 3-5 тыс.

Приобретение биогазовой установки решает проблему экологической безопасности, но не накопления отходов животноводческих производств. Объем дегистата (продукта переработки навоза), прошедшего через биореактор, всего на 5% меньше исходного количества навоза. Если для роста выработки энергии добавить к навозу силосной массы, то дегистата будет на 30% больше навоза, то есть объем отходов увеличится. «Дегистат, — добавляет Самсонов из «Биокомплекса», — не решает проблемы хранения отходов. До внесения на поля, разрешенного осенью и весной, его нужно где-то складировать. Конечно, сроки хранения, по сравнению с навозом, уменьшаются (не требуется выдержка для обеззараживания), но все равно потребность в емкостях уменьшается, а не исчезает полностью». Окупить затраты на эту логистику можно, продавая дегистат другим сельхозпроизводителям, советует Самсонов. Еще один вариант — установить линию по производству из него сухих удобрений, но затраты на такое оборудование увеличат стоимость биогазовой установки. Егоров рекомендует оснащать биогазовую установку сепаратором и разделять жидкую переброженную массу на комплексные микробиологические удобрения и чистую воду. Ее можно сливать в реки или использовать на ферме для производственных нужд, а удобрения — продавать.

Читайте также:  Биогаз из бытовых отходов

В виду отсутствия специального тарифа на продажу «зеленой» энергии внутренние цены на газ также делают длительной окупаемость больших биогазовых установок. Он стоит около $150 за 1 тыс. куб. м, а при таком тарифе оборудование не окупится раньше, чем через семь лет, говорит Егоров. Вот если «Газпром», который стремится к равнодоходности экспортных и внутренних продаж, постепенно увеличит российский тариф до паритетного с Европой — $250 за 1 тыс. куб. м, то у производителей альтернативной энергии появится шанс стать конкурентоспособными, объясняет он.

А в Европе биогаз, произведенный из органических отходов, уже сейчас оценивается более чем в $1 тыс. за 1 тыс. куб. м. Тариф привлекательный, и, теоретически, построив в России обеспеченную собственными отходами мощную установку, ее владелец может даже сейчас продавать газ в ЕС, пройдя сертификацию. Но кроме сертификации, есть монополизм: чтобы сделать это, нужно договориться с единственным оператором экспорта газа — компанией «Газпром» – о передаче своих объемов в страны Европы. Вряд ли такое сотрудничество интересно «Газпрому».

Похожую схему продаж, просчитывая биогазовый проект на 500 кВт/час, имел в виду курский агрокомплекс «Мансурово» (молочная ферма на 1,2 тыс. КРС и комплекс на 50 тыс./год свиней). Как рассказывает гендиректор Наталья Харитонова, компания хотела минимизировать экологические риски и продавать полученный биогаз на рынке, а не использовать на своих производствах. Европейский платежеспособный спрос есть, поняли топ-менеджеры «Мансурово»: законодательство ЕС предусматривает ежегодное увеличение потребления электроэнергии, полученной из возобновляемых источников. Однако, изучив российское законодательство, в компании поняли, что сделать проект прибыльным сейчас невозможно.

«Благодаря поддержке администрации Белгородской области и «пилотному» статусу проекта «Байцуры» мы имеем возможность поставлять сетевым компаниям всю нашу энергию с надбавкой около 5% [по информации участников рынка, получается 9 руб. за кВт/ч — «Агроинвестор”], — рассказывает Орехов из компании «Региональный Центр Биотехнологий». — Сейчас мощность нашей станции — 0,5 тыс. кВт. К концу 2013 года увеличим ее до 1 тыс. кВт». Сырьем для выработки энергии являются 106 куб. м/сут. свиного навоза (содержание сухого вещества — 5%) и 21 т/сут. кукурузного силоса (35%). За год перерабатывается 38,7 тыс. м3 навоза и 7,6 тыс. т силоса. Биогаза производится 4,1 тыс. куб. м биогаза в день. Полезный отпуск электроэнергии, говорит Орехов, рассчитан на 3,7 млн кВт/ч сейчас и на 7,4 млн кВт/ч — к концу 2013 года.
Инвестиции в проект составили 160 млн руб. Окупить его планируется в течение 10 лет.

Уже сейчас могут быть перспективны проекты малой альтернативной энергетики, рассчитанные только на электроснабжение собственных мощностей агрокомпаний (то есть автономные, без присоединения к традиционным сетям и выхода на оптовый рынок), считают эксперты. Один из немногих пока примеров таких проектов приводит директор по производству пермской компании «ЭнергоРежим» Владимир Рашин. Компания создает биогазовые станции шестой год подряд, ее установки есть в Удмуртии, Оренбургской, Ростовской областях и в Пермском крае. Первым проектом Рашина была биогазовая установка объемом 10 куб. м (18 кВт/ч), смонтированная им на своей небольшой перепелиной ферме (10 тыс. птиц).
«Такие установки могут успешно окупиться там, где объемы отходов сельхозпроизводства небольшие, а вся электроэнергия полностью потребляется этим производством», — говорит он. Оптимальными Рашин называет установки объемом 25−100 куб. м, способные сгенерировать максимум 100 кВт/час и за сутки освоить 2,5−10 т органики. Столько отходов получается от коровника на 160−400 КРС или свинофермы на 250−500 животных, прикидывает топ-менеджер. Стоимость установки («под ключ») на 25 куб. м Рашин оценивает в 3,5 млн руб. Она утилизирует отходы повышенного класса опасности, а на выходе получается концентрированное органическое удобрение. Агрофирму, которая введет такую установку, устроит даже нулевая рентабельность ее работы, утверждает Рашин: не нужно инвестировать в электросети, зависеть от повышения энерготарифов и перепадов напряжения.

Экогорошек – уголь дробленый, мелкофракционный, для автоматических твердотопливных котлов

Биогазовые установки – это комплексное решение утилизации отходов пищевой промышленности, агропромышленного комплекса, производство тепловой, электрической энергии, и удобрений. Производство метана в установке для производства биогаза, является – реализацией биологического процесса. Поскольку каждая установка, как и каждый клиент, имеет индивидуальные требования, биоэнергетическая станция создается по методу модульного строительства. Это позволяет найти индивидуальные и гибкие решения, от небольшой установки, до управляемых компьютерными системами, мощностью в диапазоне мегават. Успешный проект по производству биогаза базируется на обширных знаниях в различных областях.

Немецкая компания разрабатывает и производит комплектные установки для производства биогаза и продает их во всем мире. Построены, запущены и успешно работают более 300 заводов по производству биогаза в Германии, Франции, Нидерландах, Греции, Великобритании, Швеции, Испании, Люксембурге, Чехии, Литве, США, Японии и на Кипре. Предлагаемые установки – это не экспериментальное, а работающее, проверенное и надежное немецкое оборудование, сертифицированное по ISO и изготовленное в комплекте на собственном заводе.

Мы продемонстрируем Вам, каким образом Вы сможете, осмысленно и экономично использовать биоэнергию.

Биогаз – это газ, состоящий примерно из 60% метана (СН4) и 40% углекислого газа. Синонимами для биогаза являются канализационный газ, шахтный газ и болотный газ, газ-метан. Если в качестве примера рассмотреть навоз, то, если на предприятии образуется 1 т такого «биоотхода» в день, то это означает, что из него может быть получено 50 м3 газа или 100 кВт электроэнергии, или замещено 35 л дизельного топлива . Срок окупаемости оборудования для переработки навоза находится в пределах 2-3 лет, а для некоторых других видов сырья еще ниже и достигает 1,5 года. Кроме прямых денежных выгод, постройка биогазовой установки имеет косвенные выгоды. Она, например, обходится дешевле, чем протяжка газопровода, линии электропередач, резервных дизель генераторов и создание лагун. В таблице представлен выход газа для различных видов сырья.

Выход газа м3 на тонну сырья

Навоз коровий38-52Навоз свиной52-88Помет птичий47-94Отходы бойни250-500Жир1300Барда послеспиртовая50-100Зерно400-500Силос200-400Трава300-500Свекольный жом30-40Глицерин технический400-600Дробина пивная40-60

Важная область применения уста­новок по производству биогаза – это круп­ные агропромышленные комплексы, фермы КРС, птицефабрики, рыбные заводы, хлебобулочные комбинатам, предприятия пищевой промышленности, мясокомбинаты, спиртовые заводы, пивоваренные заводы, молочные заводы, растениеводческие предприятия, сахарные заводы, крахмалопаточные заводы, предприятиям по производству дрожжей, и не только в качестве альтернатив­ного источника энергии, но и как эф­фективного метода утилизации наво­за (помета) и производства дешевого удобрения, как для собственных нужд, так и для продажи на рынке. Биогазовая установка производит биогаз и биоудобрения из органических отходов сельского хозяйства и пище­вой промышленности путем бескисло­родного брожения, что обеспечивает самую активную систему очистки. В качестве сырья может использо­ваться навоз КРС, навоз свиней, пти­чий помет, отходы бойни (кровь, жир, кишки, кости), отходы растений, силос, прогнившее зерно, канализационные стоки, жиры, биомусор, отходы пище­вой промышленности, садовые отходы, солодовый осадок, выжимка, спирто­вая барда, свекольный жом, техничес­кий глицерин (от производства биоди­зеля). Большинство видов сырья мож­но смешивать друг с другом. Переработка отходов – это в пер­вую очередь система очистки, кото­рая сама себя окупает и приносит при­быль. На выходе установки из отходов образуется одновременно и в больших количествах: биогаз, электричество, тепло и удобрения.

Все перечисленное выше произво­дится по нулевой себестоимости. Ведь навоз бесплатен, а сама установка на себя потребляет всего 10-15% энер­гии. Для работы мощной установки достаточно одного человека два ча­са в день. Биогазовые установки пол­ностью автоматизированы и соответс­твенно затраты на оплату труда мини­мальны.

ТЕХНОЛОГИЯ И ПРИНЦИП РАБОТЫ БИОГАЗОВОЙ УСТАНОВКИ

Биогазовая установка производит биогаз и биоудобрения из биологических отходов сельского хозяйства и пищевой промышленности путем бескислородного брожения. Биогаз является продуктом жизнедеятельности полезных метанобразующих бактерий. Микроорганизмы метаболизируют углерод из органических субстратов в бескислородных условиях (анаэробно). Этот процесс, называемый гниением или бескислородным брожением, следует за цепью питания.

Состав типовой биогазовой установки:

  1. Участок хранения биотходо в
  2. Система загрузки биомассы
  3. Реактор
  4. Реактор дображивания
  5. Субстратер
  6. Система отопления
  7. Силовая установка
  8. Система автоматики и контроля
  9. Система газопроводов

Биоотходы могут доставляться грузовиками или же перекачиваться на биогазовую установку насосами. Сначала коферменты высыпаются (перемалываются), гомогенизируются и перемешиваются с навозом (пометом). Гомогенизация чаще всего выполняется при температуре 70 С в течение одного часа при размере максимальной частицы 1 см. Гомогенизация с навозом производится в перемешивающем резервуаре с мощными мешалками.

Реактор является газонепроницаемым, полностью герметичным резервуаром. Это конструкция теплоизолируется, потому что внутри резервуара должна быть фиксированная для микроорганизмов температура. Внутри реактора находится миксер, предназначенный для полного перемешивания содержимого реактора. Создаются условия для отсутствия плавающих слоев и/или осадка.

Микроорганизмы должны быть обеспечены всеми необходимыми питательными веществами. Свежее сырьё должно подаваться в реактор небольшими порциями несколько раз в день. Среднее время гидравлического отстаивания внутри реактора (в зависимости от субстратов) 20- 40 дней. На протяжении этого времени органические вещества внутри биомассы метаболизируются (преобразовываются) микроорганизмами. На выходе установки образуется два продукта: биогаз и субстрат (компостированный и жидкий).

Биогаз сохраняется в емкости для хранения газа газгольдере, в котором выравниваются давление и состав газа. Из газгольдера идет непрерывная подача газа в газовый двигатель генератор. Здесь уже производится тепло и электричество. При необходимости биогаз дочищается до природного газа (95% метана) после такой очистки, полученный газ – аналог природного газа (90-95 % метана CH4). Отличие только в его происхождении.

Биогазовые установки работают 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, круглый год. Такой режим работы является еще одним их преимуществом. Всей системой управляет система автоматики. Для управления достаточно всего один человек два часа в день.

Этот сотрудник ведет контроль с помощью обыкновенного компьютера, а также работает на тракторе для подачи биомассы. После 2-х недельного обучения на установке может работать человек без особых навыков, т.е. со средним или средним специальным образованием.

  • Биогаз.
  • Собственная биоэнергетическая станция.
  • Правильная утилизацию органических отходов. Отходы в доходы!
  • Биоудобрения. При использовании удобрений, полу­ченных на биогазовых установках, уро­жайность может быть повышена на 30-­50%. Обычный навоз, барду или другие отходы нельзя эффективно использовать в качестве удобрения 3-5 лет. При исполь­зовании же биогазовой установки биоот­ходы перебраживают и, переброженная масса тут же может использоваться как высокоэффективное биоудобрение. Переброженная масса – это готовые экологически чистые жидкие и твердые биоудобрения, лишенные нитри­тов, семян сорняков, патогенной микро­флоры, яиц гельминтов, специфических запахов. При использовании таких сба­лансированных биоудобрений урожай­ность значительно повышается.
  • Электроэнергия. Установив био­газовую установку, предприятие бу­дете иметь свою, по сути, бесплатную электроэнергию, а значит, существен­ное снижение себестоимости продук­ции, что в свою очередь позволит пос­леднему получить дополнительные конкурентные преимущества.
  • Тепло. Тепло от охлаждения генератора или от сжигания биогаза можно ис­пользовать для обогрева предпри­ятия, теплиц, технологических целей, полу­чения пара, сушки семян, сушки дров, получения кипяченой воды для содер­жания скота. Предприятие получает газ, электроэнергию, тепло, удобрения и обеспечивает замкнутый цикл производства. Проект окупается за счет уменьшения себестоимости производимой предприятием продукции, поскольку снижаются затраты на покупку газа, электроэнергии, горячей воды и удобрений.
  • Дополнительная прибыль может быть направлена на погашение кредита и на развитие производства. Уменьшение энергетической зависимости, умень­шение выбросов парниковых газов, уменьшение загрязнения окружа­ющей среды отходами сельскохозяйс­твенного производства, отсутствие на предприятии неприятного запаха.

Строительство био­газовой установки актуально не только для вновь создаваемых ферм, но и для старых. Ведь часто старые лагуны пе­реполнены, и их ремонт требует значи­тельных средств. Если некоторые отхо­ды можно просто хранить в отстойниках, то на утилизацию некоторых (например, на отходы бойни) необходимо затрачи­вать энергию и средства. Требования к площадке. Установка может располагаться на месте отстойников, лагун или ста­рой свалки. Средние размеры площад­ки под установку 40х70 м.

ЦЕНА БИОГАЗОВОЙ УСТАНОВКИ

Каждое предприятие индивидуально, поэтому в каждом случае финансовые затраты будут рассчитываться специалистами.

Мы приводим пример средних затрат и доходов при установке биогазового оборудования.
Калькуляция затрат и доходов на примере биогазовой установки для спиртового завода. Стоимость установки 1280 тыс. евро. Все услуги и работы включены. Производительность по зерновой барде 100 т в сутки.

Влажность сепарированной барды 70%. Средний срок окупаемости проекта 2-3 года. А при полном использовании возможностей установки окупаемость может быть 1,5-1,8 года. Использование возможностей – это добавление коферментов, использование тепла в теплицах, продажа полностью всех производимых удобрений.

Затраты на энергоносители – одна из основных статей издержек, которая существенно влияет на себестоимость продукции. Очистные сооружения потребляют около 50% энергии, а при постройке биогазовой установки происходит экономия этих 50%. Предприятие получает газ, электроэнергию, тепло, удобрения и обеспечивает замкнутый цикл производства.

Проект окупается за счет уменьшения себестоимости продукции, поскольку снижаются затраты на покупку газа, электроэнергии, горячей воды и удобрений. Дополнительная прибыль может быть направлена на погашение кредита и на развитие производства.

Ссылка на основную публикацию