258
успешно заменять санитарно-ветеринарную станцию. Оборудование по получению метана из
биомассы несложное и можно сэкономить огромные средства, благодаря тому, что отпадает
необходимость в подведении таких инженерных коммуникаций как линии электропередач и
газопровода. Капитальные затраты на введение установки в эксплуатацию снижаются, как
минимум на 20%. Биогаз может разрешить им если не всю, то на 90% потребность в элек-
трической и тепловой энергии [2]. Изучая далее материалы сайта РосБиогаза, мы нашли ин-
формацию о том, что одним из первопроходцев в области массового применения биогазовых
технологий является Китай. Технологии получения биогаза, энергии и тепла в этой стране
начали активно развиваться еще полвека назад. За эти пятьдесят лет на территории страны
построено около 12 миллионов установок с разным объемом производства [3].
Далее, в материалах этого сайта мы нашли схему химических процессов, происходя-
щих во время ферментации органического субстрата [4].
В статье «Химические и физические свойства биогаза»,
мы нашли подробно описанные
особенности биогаза [5].
В статье «Размеры биогазовых установок» показано относительное статистическое
распределение размеров биореактора (ферментатора) установленной мощности по выработке
электрической и тепловой энергии [6]. Мы также изучили отдельные казахстанские материа-
лы в интернете и публикации прессы (
см. ниже).
2. Экологические и экономические преимущества биоэнергетики
(по примерам зарубежной и отечественной практики)
Переступив рубежи второго тысячелетия, люди, наконец, начали задумываться о полу-
чении энергии из экономически выгодных и экологически чистых, возобновляемых ресур-
сов. К неисчерпаемым и возобновляемым ресурсам относится ветровая и солнечная энергия,
геотермальная энергия, энергия воды и биоэнергетика. Последняя специализируется на по-
лучении возобновляемого, экологически чистого горючего биогаза и считается одной из са-
мых перспективных отраслей, так как имеет ряд преимуществ по сравнению с другими воз-
обновляемыми видами ресурсов [1]. Во-первых, в тех регионах, где используется и произво-
дится биогаз, заметно улучшается экологическая обстановка. Во-вторых, производство био-
газа невероятно выгодно с экономической точки зрения. Установленная
биогазовая установ-
ка больше не потребует каких либо неокупаемых инвестиций, а обслуживание ее стоит отно-
сительно дешево. При постоянно растущих ценах на энергоносители, реализованный на
фермерском хозяйстве проект по производству и использованию биогаза из отходов, начнет
приносить прибыль через 3–5 лет после старта.
В-третьих, при наличии достаточного количества сырья, постройка биогазовой станции
станет великолепной альтернативой любому из проектов традиционной энергетики, таких
как строительство газопровода, котельной на угле или солярке и так далее [7]. К плюсам
биотоплива, полученного способом переработки отходов, является его доступность, особен-
но для сельских жителей, которые могут организовать замкнутый цикл производства в хо-
зяйстве. Еще одно достоинство биогаза: богатая, практически не истощаемая, самовоспол-
няющаяся сырьевая база. Сырьем для биогазовых установок является: органические отходы
ферм крупно-рогатого скота, свиноферм, птицеферм, отходы кормового стола, отходы бой-
ни, отходы после переработки зерна и картофеля, органический мусор и так далее.
Благодаря такой «всеядности», биогазовая установка может эффективно использовать-
ся как в больших мегаполисах, в качестве дополнительного источника энергии в комбиниро-
ванных, экологически чистых системах, так и на небольших сельскохозяйственных предпри-
ятиях, удовлетворяя все его потребности в электроэнергии и тепле. Из отработанной после
получения биогаза биомассы можно получить сухие высококачественные биогумусные
удобрения низкой себестоимости, имеющих на рынке стоимость 1400-2000 тенге за тонну.
Их можно продавать или использовать на плантациях предприятия [2].
2.1. Основные химические и физические свойства биогаза
Биогаз является весьма ценным энергоносителем, а это означает то, что его легко мож-
но применять в самых различных целях с весьма высокой эффективностью. В первую оче-
259
редь, биогаз сегодня используется для выработки электроэнергии, для приготовления пищи,
для отопления и обогрева, и многого другого. Каковы свойства этого уникального вещества?
Теплота сгорания биогаза напрямую зависит от содержания в нем метана. В среднем,
данная величина составляет 6,0 кВт ч/м³. Результаты сравнения биогаза с другими горючими
газами показали, что обычный биогазимеет немного более низкую теплоту сгорания в срав-
нении с пропаном, что обуславливается его объемом, однако эта температура в два раза вы-
ше чем у водорода (
см. рис.1).
При плотности 1,2 кг/м³, биогаз несколько легче воздуха. Этот факт очень важен, по-
скольку по этой причине, вытекающий биогаз не собирается у пола или в углублениях, как
более тяжелый пропан. При утечке он быстро смешивается с воздухом, поднимается вверх,
благодаря чему уменьшается вероятность взрыва. Но данный факт не должен стать причиной
халатного обращения с биогазом. В силу присутствия в биогазе балластного углекислого газа
(CO
2
), он имеет довольно узкие пределы зажигания. В сравнении с ним водовод и пропан
имеют более широкие пределы воспламенения, а значит они более опасны.
Сопоставление биогаза с другими источниками энергии, убеждает о энергетической
значимости биогаза (см.рисунок 1).
Рисунок 1. Сравнение энергии биогаза с другими энергоносителями
2.1.1. Горючесть и взрывоопасность биогаза
Биогаз сам по себе, равно как и иные горючие газы, не загорается, а воспламеняется
только лишь в таких случаях, когда имеется соответствующая смесь из биогаза и воздуха в
пределах его воспламенения. Говоря более просто, он воспламеняется, когда имеется нужное
соотношение биогаза и воздуха. Это было проверено на практике – прямо в газгольдере с
биогазом пробовали зажечь спичку, но она всегда сразу же затухала из-за отсутствия возду-
ха. Такие свойства биогаза исключают пожар или взрыв.
Но все равно, следует проявлять большую осторожность в тех случаях, когда биогаз
вытекает из газгольдера через отверстие, ведь в таком случае может образоваться горючая
смесь из газа и воздуха. Подобная опасность существует как в закрытых помещениях, так и в
непосредственной близости от места утечки. При проведении пробы на поджог, газ выпуска-
ли из газгольдера и затем поджигали. Опасности что пламя сможет попасть через шланг в
газгольдер не существует, можно увидеть, что светло-голубое пламя появляется лишь через
несколько сантиметров
от места вытекания, где образовывается необходимая смесь биогаза с
воздухом [8].
