Сырьё для биогаза | Accord

Сырье для биогаза

В биогазовой энергетике сырье - это все. Ну, или почти все.

Получать биогаз можно практически из любых органических веществ. Хотя, в зависимости от происхождения, называться он может по-разному: просто биогаз, свалочный газ или синтез-газ.

В Европе биогаз получают из многих видов сырья. В Украине ассортимент значительно уже. Пока.

Сырье можно классифицировать очень по-разному. Давайте для простоты разделим его на 2 категории: "платное" и "бесплатное".

Платное - это такое, которое стоит денег, причем немалых.
Бесплатное - это такое, за избавление от которого нужно еще и заплатить.

Платное - это обычно сырье растительного происхождения, которое нужно вырастить, собрать и заготовить. Либо - просто собрать и заготовить. Такое сырье можно купить. А можно вырастить (заготовить ) самому. Если, конечно, есть собственные (арендованные) земли, необходимые техника, навыки и желание. В последнем случае оно обойдется дешевле. В Украине таким видом сырья является силосная кукуруза. Которая за последние годы значительно подорожала и средняя урожайность зеленой массы которой составляет не более 25 тонн с гектара. Попытки найти ей достойную альтернативу продолжаются, хотя пока не увенчались успехом. Пробывали использовать сахарное сорго (Мироновский Хлебопродукт, Экопрод). Биогаза - меньше, проблем с заготовкой силосной массы - куда больше. Сейчас кое-кто даже экспериментирует с амарантом. Прогноз, на мой взгляд, неутешителен. Значительно больший потенциал имеет непищевое сырье 2 поколения - солома. Которая также очень недешева, но которая содержит большое количество органического сухого вещества - источника биогаза - в пересчете на тонну. Но и здесь есть свои подводные камни. Основными из которых являются логистика и необходимая для разрушения лигниновой структуры непростая предварительная подготовка.

Итак, основные и потенциальные виды платного сырья растительного происхождения:

Силосная кукуруза
Сахарное сорго
Сахарная свекла 
Солома зерновых

Сахарная свекла в этом перечне неслучайна, поскольку широко используется в странах ЕС, вследствие высоких урожайности и выхода биогаза. Для сахарных заводов может служить резервным сырьем в годы неблагоприятных условий для производства сахара. Имеет свою специфику (очистка от грязи и камней, заготовка), с которой успешно справляются многие европейские инжиниринговые компании.

Платное сырье обычно используется в качестве ко-субстрата к бесплатному сырью животного происхождения для стабилизации процессов ферментации и, в основном, для повышения экономической эффективности биогазовых комплексов.

Использование платных видов сырья в качестве моно-субстратов неэффективно ни с технологической, ни с экономической точек зрения.

К бесплатным видам сырья относятся следующие категории органических продуктов (отходов):

1. Животноводство.
2. Отходы предприятий пищевой промышленности.
3. Органическая фракция муниципальных бытовых отходов (населения, предприятий торговли и бытового обслуживания)
4. Органический осадок водоочистных сооружений
5. Органическая фракция полигонов ТБО.


Отходы животноводства - это отходы крупных ферм КРС, свинокомплексов и птицеферм. Сразу оговорюсь, для средних и небольших строительство биогазовых комплексов в Украине пока экономически нецелесообразно. Что будет завтра - неизвестно, хотя именно для таких хозяйств во многих странах мира их правительствами созданы наиболее благоприятные условия для строительства небольших биогазовых установок. У нас же это - удел немногочисленных умельцев, сообщения о которых время от времени мелькают на страницах отдельных изданий.

Основные виды отходов животноводства:

1. Коровий навоз
2. Свиной навоз
3. Куриный помет птицекомплексов мясного направления
4. Куриный помет птицекомплексов яичного направления

Каждый из этих видов отходов имеет свою специфику.
Свиной навоз обычно имеет самую высокую влажность и, соответственно, самое низкое содержание органического сухого вещества (5%). Из которого в процессе анаэробной ферментации и извлекается биогаз. Менее влажен (~12% СВ) коровий навоз. Больше органического сухого вещества содержится в курином яичном помете (~25%). Больше всего органики в смешанном с подстилкой бройлерном курином помете (~30%).
Наиболее простым для получения биогаза и наименее из всех экологически вредным является коровий навоз. Особенность желудка жвачных животных обуславливает наличие в нем развитых колоний анаэробных бактерий, отсутствующих у других видов животных и необходимых для прохождения процессов разложения органических веществ в безвоздушной среде биогазовых реакторов. Часть пахучих летучих соединений распадается в желудке коров в процессе переваривания корма, вследствие чего коровий навоз менее пахуч, чем свиной и птичий помет. И если фермы КРС являются самыми крупными в сельском хозяйстве источниками выбросов парникового газа метана, то свинокомплексы и птицефермы в большом количестве выделяют аммиак, сероводород и около 300 других токсичных летучих соединений (мочевая и гипуровые кислоты, мочевина, сложные эфиры, фенолы, крезол и многие другие). Содержание высоких концентраций фосфора и азота при размещении на полях приводит к заражению грунтовых вод, водоемов и питьевых источников. А содержащаяся в таких отходах патогенная флора поступает при этом в почву и, затем, в некоторые пищевые продукты людей и животных.

Анаэробная ферментация в биогазовых комплексах считается для таких видов сырья наиболее эффективным методом утилизации, позволяя избавиться от расходов на утилизацию и, в качестве приятного дополнительного бонуса, получать в некоторых случаях немалый дополнительный доход.

Предприятия пищевой промышленности:

Сахарные заводы
Спиртзаводы 
Мясокомбинаты
Пивзаводы
Молокозаводы

Все они имеют свои отходы, обладающие различным энергетическим потенциалом и особенностями, о которых поговорим ниже. Но есть и общее. Все эти отходы - чрезвычайно токсичны и требуют принятия собственниками этих предприятий чрезвычайных мер для их утилизации. Ассортимент таких мер крайне ограничен: переработка для дальнейшей реализации в качестве продуктов с добавочной стоимостью. С организацией соответствующих производств и, разумеется, с большими капитальными вложениями. На которые сегодня, в силу различных причин, готовы немногие.
Альтернатива, к которой сегодня зачастую прибегают - нелегальный вывоз и слив, разбрасывание или закапывание в самых различных местах, которыми, в большинстве случаев, выступают окрестные поля, леса, реки и озера. 
И так будет происходить до тех пор, пока цена за уничтожение природы не превысит стоимость принятия необходимых мер.

Число сознательных собственников упомянутых предприятий значительно уступает количеству несознательных. К числу последних можно безошибочно отнести все работающие спиртзаводы, многие мясокомбинаты, подавляющую часть предприятий молочной промышленности. Крупные пивзаводы (Сан Бев Украина, Карлсберг), правда, утилизируют свои отходы (дробину), при помощи анаэробной ферментации.

Отдельного разговора заслуживают сахарные заводы. Их отходы - сахарный жом - в качестве сырья для получения биогаза занимает промежуточное место между вышеупомянутыми "платными" и "бесплатными" категориями.

С одной стороны, они для предприятия бесплатны и, без соответствующей переработки, весьма токсичны и имеют крайне ограниченный сбыт в качестве кормов для близлежащих ферм КРС. С другой, их количество и потенциальный объем по выработке биогаза позволяют получать высокую дополнительную прибыль, подчас превышающую прибыль от производства сахара.

Именно этим объясняется тот факт, что на конец 2018 года для работы на сахарном жоме построены 4 и в стадии активного строительства пребывают еще 4 биогазовых комплекса, общая установленная мощность которых превысит 40 МВт. С другой стороны, в Украине работает около 40 сахарных заводов, часть из которых также о биогазе подумывает и взвешивает все за и против. Останавливают - требуемые высокие капитальные затраты, отсутствие беззалогового кредитования и нежелание рисковать. Тем более, существует более простая альтернатива - глубокое прессование, сушка, гранулирование. Безусловно, получение биогаза - намного более экономически эффективно, но требует более сложных и затратных решений.

Несколько слов о спиртзаводах. Спиртовая барда - крайне токсичный продукт. Из которого можно изготавливать широкий спектр ценных продуктов глубокой переработки, либо производить биогаз. Что выгоднее? Тут уже требуются детальные экономические расчеты и однозначного рецепта нет. 
И, разумеется, приватизация, без которых немыслимы любые инвестиции.

И, наконец, многочисленные молокозаводы и сырзаводы. Которые имеют большие количества отходов в виде молочной сыворотки и которые, в подавляющем большинстве, просто сливаются в сточную канализацию. Поскольку контролирующие органы, по всем понятной причине, просто закрывают на это слезящиеся глаза.

Итак, подводим итог. Кому в Украине сегодня выгодно строить биогазовые комплексы.

Вне конкуренции - крупные полигоны бытовых отходов. 
В толще которых уже имеется биогаз и требуются значительно меньшие капитальные затраты. Где сроки окупаемости проектов редко превышают пару лет. И которых остается все меньше.

На втором месте сахарные заводы, с их огромными количествами также бесплатного сырья.

На третьем месте - гигантские животноводческие комплексы.

Все остальные сегодня - в зоне турбулентности, обусловленной недостаточно эффективной политикой стимулирования со стороны государства

Об остальных, кому может быть сегодня экономически привлекательно строительство биогазовых комплексов, мы более подробно поговорим на 2-ой Всеукраинской Конференции AgroPower : Biogas 2019, которая будет проходить в Киеве 7 февраля 2019 года в гостинице Братислава