ТОПЛИВО ВЗАМЕН ОТХОДОВ

ТОПЛИВО ВЗАМЕН ОТХОДОВ

Как вам нравится идея получать полезный продукт — топливо для газового котла — взамен накопившихся отходов? Нам тоже она нравится, и вот почему.

Идея перерабатывать органические остатки во что-нибудь полезное не нова. Прежде всего на ум приходит мысль о сортировке и переработке твердых бытовых отходов. В Европе, да и во множестве других стран это делают уже давно с той или иной степенью успеха. Где-то мусор сортируют, а в некоторых странах, например, в Швеции, перерабатывают почти все ТБО, да еще и закупают! в других государствах.

Утилизация отходов — давно назревшая проблема и для Украины. Причем речь не только и не столько о бытовом мусоре, а об органических отходах, которые в огромных количествах накапливаются на предприятиях различных отраслей. Из них при правильном подходе можно получать биогаз — ценный возобновляемый источник энергии.

Как получают биогаз из отходов

Выработку биогаза можно наладить в специальных сооружениях, которые называют биогазовыми комплексами. В метантенках, специальных огромных герметичных емкостях, происходит анаэробное брожение органического субстрата при определенных условиях. Субстратом, или сырьем для биогазовой установки могут быть:

  • остатки растений после первичной сельскохозяйственной переработки (солома, шелуха, листья и т.п.)
  • помет птицы и навоз скота;
  • отходы пищевой промышленности (жом, жмых, меласса, сыворотка и т.д.);
  • осадки сточных вод;
  • органическая часть ТБО.

Технологический процесс имеет свои нюансы в зависимости от вида сырья, но в общих чертах получение топлива происходит в результате переработки органики анаэробными бактериями. При этом выделяется смесь газов, содержащая от 50% до 80% метана. Метан — это основная теплотворная составляющая биогаза, и его удельный вес стремятся увеличить до 95-98%, то есть до такого же уровня, как и в природном ископаемом газе. С этой целью биогаз подвергают обогащению, удаляя другие примеси — углекислый газ, воду, сероводород и пр.

Использовать биометан можно так же, как и обычное природное топливо. Его можно сжигать в отопительных установках для обогрева жилых и производственных зданий, его можно сжимать под давлением и заправлять автомобили. Из биометана в когенерационных установках можно получать электричество. Таким образом, из отходов получают топливо для хозяйственных потребностей.

Почему важна проблема утилизации отходов

Любые отходы требуют соблюдения определенных правил обращения. Чем больше их накапливается, тем сложнее поддерживать установленный порядок, выполнять санитарно-гигиенические требования, складировать их или утилизировать.

Чтобы понять глубину вопроса, рассмотрим примерные цифры количества отходов в разных отраслях и возможности для их переработки.

Твердые бытовые отходы

В Украине ежегодно продуцируется 11 млн. тонн мусора, а его общее количество, по данным Министерства регионального развития, достигает 1267 млн тонн. Эта масса занимает 1,2 куб. км на площади более 10 тыс. гектаров. На переработку поступает только 4% бытовых отходов. Между тем, для получения топлива, которое можно использовать в коммунальном хозяйстве, можно как минимум собирать свалочный газ на полигонах ТБО. По оценкам специалистов, из 1 тонны органического ТБО выход биогазаметана составляет около 84,4 куб. м. С учетом того, что нужно сопоставлять стоимость затрат на сбор свалочного газа и его результирующее количество, экономически целесообразно организовывать добычу свалочного газа в крупных городах. Энергетический потенциал технически достижимого биогаза из отходов на свалках составляет 0,46 млн. тонн у.т. за год.

Утилизация отходов животноводства

Получение топлива из навоза скота и птичьего помета — одно из наиболее перспективных направлений в альтернативной энергетике.

Сухие отходы животноводческих комплексов (птичий помет, навоз КРС) чаще всего лежат на открытом воздухе, жидкие (свиной навоз) — в накопительных прудах или лагунах. Утилизация отходов представляет собой довольно сложную задачу, поскольку согласно Закона № 287-VIII в зависимости от класса опасности органические остатки должны быть:

  • сожжены
  • стерилизованы под давлением
  • переработаны на биотопливо.

Любое из этих действий влечет за собой материальные затраты, однако в результате анаэробного сбраживания для получения топлива животноводческие хозяйства могут извлечь также прибыль.

В навозе содержится большое количество непереваренной органики, объем которой зависит от типа содержания и кормления животных. В анаэробных условиях эта органика может распадаться с выделением биогаза относительно высокой калорийности (от 20 до 23 МДж / м³). Потенциально, исходя из количества животноводческих предприятий и поголовья скота, можно получать 3,1 млн.тонн условного топлива. Учитывая экономическую целесообразность, фактический выход составляет 0,35 млн.тонн у.т. за год.

Нужно помнить, что помимо получения топлива, переработка навоза преследует цель улучшения экологической ситуации в окрестностях хозяйств, нивелирования вредоносных факторов на грунтовые воды и почвы, а также минимизации затрат на захоронение или уничтожение остатков.

Отходы растениеводства

Базой для органического субстрата в биогазовых установках, построенных с прицелом на растительные остатки, выступают:

  • солома зерновых;
  • силосная кукуруза;
  • сахарная свекла (жом, меласса, ботва);
  • сорго;
  • любые отходы растений (шелуха, лузга и т.п.).

За исключением первого и последнего пунктов, это специально выращиваемые энергетические растения. Тут следует учитывать, что такая сырьевая база достаточно дорога. Ее основной плюс — растения можно выращивать ежегодно, и постоянно возобновлять сырье для биогазовой станции. Но нужно учитывать сезонность, а также качество сырья. Зачастую растительные остатки используют в качестве добавки к навозу, чтобы получить оптимальный состав субстрата.

Осадки сточных вод станций аэрации

Сухое вещество осадков составляет до 2% от объема сточных вод, прошедших очистку. Учитывая огромные массы канализационных стоков в крупных промышленных регионах, имеет смысл строить биогазовые станции вблизи водоочистительных сооружений крупных городов. Теоретически можно получать 0,21 млн. тонн у.т./год, практически эта цифра будет вдвое ниже. Но даже из этого количества можно получить 20 млн кВт электроэнергии!

Утилизация отходов как способ получения топлива

Как было показано выше, отходы предприятий, аграрного сектора, осадки сточных вод и ТБО представляют собой огромный потенциал для получения возобновляемого источника энергии.

По расчетам, 1 куб.м. биогазаметана позволяет производить 2 — 2,3 кВт электроэнергии. Экономический потенциал биогаза в Украине составляет 3,49 млрд. м³ в год.

Помимо сырья для когенерационного оборудования, полученный биогазметан можно использовать для обогрева помещений, сжигая его в котельных вместо дорогого природного газа.

Крупные животноводческие комплексы могут получить комплексную выгоду от постройки биогазового комплекса:

  • избавиться от продуктов жизнедеятельности животных и затрат на их захоронение;
  • получить топливо для обогрева производственных помещений;
  • получить альтернативное горючее для автомобилей, работающих на газу;
  • выработать и продать электроэнергию по зеленому тарифу;
  • переработанный субстрат продать в качестве высокоэффективного удобрения.

Утилизация отходов методом анаэробного сбраживания в биогазовых комплексах — это выгодное вложение капитала. Как получить вместо отбросов альтернативный источник энергии, как спроектировать и построить комплекс, как вывести его на проектную мощность и поддерживать в заданном режиме, — готовы рассказать и выполнить специалисты компании Ecodevelop в партнерстве с немецкой компанией Krieg & Fischer Ingenieure GmbH.

Заполните форму