263
2.1.5. Размеры биогазовых установок
В данной работе было рассмотрено относительное статистическое распределение раз-
меров реактора (слева) и установленной мощности по выработке электрической и тепловой
энергии (справа) в биогазовых установках (см. график 1).
Налицо тенденция к строительству крупных биогазовых установок. В связи с тем, что
рассмотрение той или иной установки очень часто принималось в зависимости от наличия
смонтированных измерительных средств на оборудовании, установки с объемом биореактора
менее 2000 м
3
представлены в меньшей степени [6].
Небольшие установки к сожалению, не имеют в большинстве измерительных прибо-
ров.
График 1. Объем и установленная мощность
2.2. Биогазовые установки: опыт Китая
Те, кто интересуются вопросом получения биогаза из бытовых органических отходов,
и отходов сельскохозяйственного производства, знают, насколько развито использование
этих ресурсов в Китае (см. рисунок 3).
Рисунок 3. Общий вид китайской типовой биогазовой установки
264
Китайская типовая биогазовая установка, имеет фиксированный купол и является
прародителем всех установок подобного рода. Представляет она из себя бетонную или кир-
пичную емкость, зарытую в землю практически до вершины. Газгольдером в такой установ-
ке служит верхняя часть с прикрепленным к ней герметично куполом, обычно она выполня-
ется из металла. Нижняя часть установки наоборот, не герметична и должна гидроизолиро-
ваться изнутри специальными красками или латексом, дабы не пропускать жидкую фермен-
тированную биомассу. Для того чтобы снизить риск появления трещин в газгольдере, в клад-
ке реактора строится кольцо. Оно представляет собой эластичное соединение верхней и
нижней части установки. Благодаря такому решению снижается риск появления трещин, вы-
званных гидростатическим давлением в нижнем отделе реактора.
Еще одна разновидность подобной установки имеет подвижный купол-газгольдер. Он
плавает в сырье или специальном кармане. По мере того как газ накапливается в куполе, он
всплывает, затем газ стравливается, а купол опускается на место. От переворачивания, газ-
гольдер удерживает специальная рамка-фиксатор.
Однако для отечественных реалий, опыт полученный китайскими специалистами
не совсем подходит. В самой конструкции китайской установки есть несколько суще-
ственных недостатков.
Первый существенный минус - себестоимость получаемого продукта. Объем реактора
китайской установки обычно составляет не менее пяти кубических метров. Этот объём,
например не может позволить себе фермер, который держит, к примеру, не более десяти го-
лов крупного рогатого скота.
Второй аспект, это достаточно ощутимая стоимость самой установки. Затраты в основ-
ном идут на то, чтобы, произвести большой объем бетонных работ, установить металличе-
ский купол-газгольдер. Такие затраты, без существенных дотаций со стороны государства,
трудно окупить. Также не порадуют сроки эксплуатации такой установки. Из-за того что же-
лезный купол газгольдера подвержен коррозии, оборудование рассчитано на работу, на про-
тяжении всего 8 – 10 лет.
Еще один нюанс биогазовой установки китайского образца в том, что она предна-
значена для использования в более теплом климатическом поясе, в наших же широтах,
эффективное его применение возможно от силы 6 – 7 месяцев в году.
2.3. Биогазовая энергетика: опыт отдельных стран Евросоюза
Установившаяся тенденция повышения цен на газ, прогнозируемые структурные кри-
зисы в этой отрасли на фоне несложившегося мирового газового рынка и сильной зависимо-
сти от политических рисков газотранспортных сетей – все это вместе заставляет страны ЕС
искать альтернативные пути для обеспечения собственной энергобезопасности и возобнов-
ляемой энергетики, весомой частью которой становится биогазовая отрасль.
За последнее десятилетие получили развитие технологии, позволяющие получать энер-
гию из биоотходов, децентрализовано. Биогаз производится на биогазовых установках везде,
где есть биоотходы. Кроме переработки отходов на биогазовых установках, стали перераба-
тывать полученную биомассу от специально выращенных сельскохозяйственных культур,
например, кукурузного силоса. Интересное мнение высказал глава правления E.ON Ruhrgas
Бернхард Ройтерсберг (ФРГ): «Биогаз – это одновременно гарантия снабжения, эффектив-
ность использования и защита климата, поэтому он является частью нашей ориентированной
в будущее стратегии энергообеспечения».
Биогазовая отрасль производит не один, а целый спектр дорогих и важных конечных
продуктов. Ежегодно в ЕС объем производства биогаза увеличивается не менее чем на 20%.
В 2007г. производство достигло значительной величины в 5,9 млтн.н.э. (тонн нефтяного эк-
вивалента). При этом ведущую роль играет производство биогаза из так называемого
лэндфилл-газа (свалочный газ или биогаз с мусорных свалок составляющий 49,2%), следом
за ним идет производство биогаза из отходов животноводства и растениеводства, ещё при-
мерно 15% биогаза в ЕС производится на очистных сооружениях.
В настоящее время в Европе лидирующее положение по производству и использова-
нию биогаза занимает Германия (более половины всех установок). По данным немецкой био-
265
газовой ассоциации на 2007г. количество действующих биогазовых установок приблизилось
к 4 тысячам единиц. Три из шести крупнейших европейских компаний в биогазовой отрасли
– немецкие: «Strabag Umweltanlagen GmbH», «Schmack Biogas AG», «Biotechnische
Abfallverwertung» – с общим количеством 280 заводов и объемом переработки порядка 3,7
млн т. органики. По прогнозам количество установок в Германии до 2020г. достигнет 20 ты-
сяч единиц.
В Швандорфе (Бавария, Германия) была запущена крупнейшая в Европе установка по
производству биогаза, которая будет ежегодно вырабатывать из 85 тысяч тонн растительного
сырья 16 млн. м³ экологически чистого энергоносителя. «Пуск установки в Швандорфе явля-
ется для нас очередной вехой нашей программы развития, которую мы будем последова-
тельно осуществлять в рамках определенных на это инвестиций в размере 6 млрд евро», –
заявил управляющий дочерней компании энергетического гиганта «E.ON Climate &
Renewables» Франк Мастио. Установка является совместным проектом «E.ON» и компании
«Schmack AG» и будет работать исключительно на местном сырье – кукурузе, силосе из тра-
вы и вторичной продукции растениеводства.
Продукция новой биогазовой установки будет поступать в газовую сеть этой компании
в виде природного биогаза (биогаза, облагороженного до уровня природного). Как сообщил
управляющий «E.ON Bioerdgas» Фриц Вольф, концерн ожидает, что к 2030г. природный
биогаз будет покрывать около 10% потребления природного газа в Германии, что равно по-
треблению газа примерно в 5 млн домашних хозяйств [11].
В Европейском Союзе цена возобновимого биогаза составляет 200 евро за 1000 м.куб,
для сравнения природный газ (невозобновимый ресурс) стоит от 300 до 500 Евро. Европей-
цев привлекает то, что биогазовые установки очень быстро окупаются и начинают приносить
предприятию прибыль.
2.4. Казахстанский опыт развития биогазовой энергетики
В Республике Казахстан использование биогаза по различным причинам к сожалению
пока не получило должного распространения, хотя объективные экономические предпосыл-
ки существуют:
Общий годовой объём органических отходов в Республике Казахстанв среднем со-
ставляет порядка 62,5 миллионов тонн.
Из этих отходов потенциально можно получить 31 225 млн м.куб биогаза.
Этот объём биогаза может дать 68 695 ГВт электроэнергии и 85 869 ГВт тепла.
Из отработанной биомассы можно получить сухие и гранулированные удобрения.
Рассмотрим реальные примеры. Предприниматель Серик Кажиев из Карасуского райо-
на Костанайской области в 2009 году привез в Казахстан оборудование по переработке наво-
закрупно-рогатого скота в биогаз метан для получения электроэнергии.«В Европе для полу-
чения биогаза в основном используют свиной навоз. У нас первая в Казахстане установка по
получению биогаза из коровьего навоза», - говорит предприниматель Серик Кажиев. Он рас-
сказывает, что на установку оборудования ушло полтора года. Идея покупки установки была
его инициативой и пришла ему в голову во время выставки в 2008 году в Германии. «У нас в
хозяйстве около пяти тысяч голов крупного рогатого скота. Одна корова ежегодно даёт до
девяти тонн навоза. Смешивая навоз с раствором, мы закладываем его в два ферментатора
установки. Пока мы получаем только газ метан, кстати, 60% заложенного навоза может быть
переработано в биогаз. У нас есть два импортных двигателя, которые работают на биогазе,
при помощи двух генераторов они производят электроэнергию. На один год для нашей уста-
новки требуется 16 тысяч тонн навоза» - говорит С.Кажиев. Запущенная установка, по его
словам, имеет мощность 3 миллиона 752 киловатт электроэнергии в год, при потребности
производства в 1 миллион 200 тысяч киловатт ежегодно. «Это позволяет часть энергии про-
давать энергетической компании, другую часть поставлять жителям расположенных рядом
посёлков», - делится своими планами предприниматель. Он считает свою биогазовую уста-
новку очень необходимой для улучшения условий труда и отдыха работников хозяйства и
жителей сельских населенных пунктов (см. рис. 4).
Достарыңызбен бөлісу: |
