Чи подобається вам ідея отримувати корисний продукт – паливо для газового котла – замість накопичених відходів? Нам вона теж подобається, і ось чому.
Ідея переробляти органічні залишки у будь-що корисне не є новою. Перш за все на думку спадає сортування та переробка твердих побутових відходів. В Європі, та й у багатьох інших країнах, це уже давно успішно здійснюють. Десь сміття сортують, а в деяких країнах, наприклад, в Швеції, переробляють майже всі ТПВ, та ще й закуповують у інших країн.
Утилізація відходів – давно актуальна проблема і для України. Причому мова йде не тільки про побутовоме сміття, а про органічні відходи, які у величезних кількостях накопичуються на підприємствах різних галузей. З них при правильному підході можна отримувати біогаз – цінне відновлюване джерело енергії.
Як отримують біогаз з відходів
Вироблення біогазу можна здійснювати в спеціальних спорудах, які називають біогазовими комплексами. У метантенках, спеціальних величезних герметичних ємностях, відбувається анаеробне бродіння органічного субстрату за певних умов. Субстратом, або сировиною для біогазової установки можуть бути:
- залишки рослин після первинної сільськогосподарської переробки (солома, лушпиння, листя і т.п.);
- пташиний послід та гній худоби;
- відходи харчової промисловості (жом, макуха, меляса, сироватка тощо);
- осади стічних вод;
- органічна частина ТПВ.
Технологічний процес має свої нюанси залежно від виду сировини, але в загальних рисах отримання палива відбувається в результаті переробки органіки анаеробними бактеріями. При цьому виділяється суміш газів, що містить від 50% до 80% метану. Метан – це основна теплотворна складова біогазу, і його питому вагу прагнуть збільшити до 95-98%, тобто до такого ж рівня, як і в природному викопному газі. З цією метою біогаз піддають збагаченню, видаляючи інші домішки – вуглекислий газ, воду, сірководень та ін.
Використовувати біометан можна так само, як і звичайне природне паливо. Його можна спалювати в опалювальних установках для обігріву житлових і виробничих будівель, піддавати тиску й заправляти автомобілі. З біометану в когенераційних установках можна отримувати електрику. Таким чином, з відходів отримують паливо для господарських потреб.
Чому проблема утилізації відходів є важливою
Будь-які відходи вимагають дотримання певних правил поводження з ними. Чим більше їх накопичується, тим складніше підтримувати встановлений порядок, виконувати санітарно-гігієнічні вимоги, накопичувати їх або утилізувати.
Щоб зрозуміти глибину питання, розглянемо приблизні цифри кількості відходів в різних галузях і можливості для їх переробки.
Тверді побутові відходи
В Україні щорічно продукується 11 млн. тонн сміття, а його загальна кількість, за даними Міністерства регіонального розвитку, досягає 1267 млн т. Ця маса займає 1,2 куб. км на площі понад 10 тис. гектарів. На переробку надходить лише 4% побутових відходів. Тим часом, для отримання палива, яке реально використовувати в комунальному господарстві, можна як мінімум збирати звалищний газ на полігонах ТПВ. За оцінками фахівців, з 1 тонни органічних ТПВ вихід біогазуметану становить близько 84,4 куб. м. З урахуванням того, що потрібно зіставляти вартість витрат на збір звалищного газу та його результуючу кількість, економічно доцільно організовувати видобуток звалищного газу в великих містах. Енергетичний потенціал технічно досяжного біогазу з відходів на звалищах становить 0,46 млн. тонн у.п. за рік.
Утилізація відходів тваринництва
Отримання палива з гною худоби та пташиного посліду – один із найбільш перспективних напрямків в альтернативній енергетиці.
Сухі відходи тваринницьких комплексів (пташиний послід, гній ВРХ) найчастіше лежать на відкритому повітрі; рідкі (свинячий гній) – в накопичувальних ставках або лагунах. Утилізація відходів являє собою досить складну задачу, оскільки згідно Закону № 287-VIII в залежності від класу небезпеки органічні залишки повинні бути:
- спалені;
- стерилізовані під тиском;
- перероблені на біопаливо.
Будь-яка з цих дій тягне за собою матеріальні витрати, однак в результаті анаеробного зброджування для отримання палива тваринницькі господарства можуть отримати також і прибуток.
У гної міститься велика кількість неперетравленої органіки, обсяг якої залежить від типу утримання та годівлі тварин. В анаеробних умовах ця органіка може розпадатися з виділенням біогазу відносно високої калорійності (від 20 до 23 МДж / м³). Потенційно, виходячи з кількості тваринницьких підприємств і поголів’я худоби, можна отримувати 3,1 млн.тонн умовного палива. З огляду на економічну доцільність, фактичний вихід становить 0,35 млн.тонн у.п. за рік.
Потрібно пам’ятати, що крім отримання палива, переробка гною має на меті поліпшення екологічної ситуації в околицях господарств, нівелювання шкідливих чинників на грунтові води та грунту, а також мінімізації витрат на захоронення або знищення залишків.
Відходи рослинництва
Базою для органічного субстрату в біогазових установках, побудованих з орієнтиром на рослинні залишки, виступають:
- солома зернових;
- силосна кукурудза;
- цукрові буряки (жом, меляса, бадилля);
- сорго;
- будь-які відходи рослин (лушпиння, лушпиння тощо).
За винятком першого і останнього пунктів, це спеціально вирощувані енергетичні рослини. Тут слід враховувати, що така сировинна база досить дорога. Її основний плюс – рослини можливо вирощувати щорічно, і постійно відновлювати сировину для біогазової станції. Але потрібно враховувати сезонність, а також якість сировини. Найчастіше рослинні залишки використовують в якості добавки до гною, щоб отримати оптимальний склад субстрату.
Осади стічних вод станцій аерації
Суха речовина осадів становить до 2% від обсягу стічних вод, що пройшли очищення. З огляду на величезні маси каналізаційних стоків у великих промислових регіонах, є сенс будувати біогазові станції поблизу водоочисних споруд великих міст. Теоретично можна отримувати 0,21 млн. тонн у.п./рік, практично ця цифра буде вдвічі нижче. Але навіть з цієї кількості можна отримати 20 млн кВт електроенергії!
Утилізація відходів як спосіб отримання палива
Як було показано вище, відходи підприємств, аграрного сектору, осади стічних вод і ТПВ являють собою величезний потенціал для отримання відновлюваного джерела енергії.
За розрахунками, 1 куб.м. біогазуметану дозволяє виробляти 2 – 2,3 кВт електроенергії. Економічний потенціал біогазу в Україні становить 3,49 млрд. м³ на рік.
Крім сировини для когенераційного обладнання, отриманий біогаз можна використовувати для обігріву приміщень, спалюючи його в котельнях замість дорогого природного газу.
Великі тваринницькі комплекси можуть отримати комплексну вигоду від споруди біогазового комплексу:
- позбутися від продуктів життєдіяльності тварин і витрат на їх захоронення;
- отримати паливо для обігріву виробничих приміщень;
- отримати альтернативне пальне для автомобілів, що працюють на газі;
- виробити та продати електроенергію за зеленим тарифом;
- перероблений субстрат продати в якості високоефективного добрива.
Утилізація відходів методом анаеробного зброджування в біогазових комплексах – це вигідне вкладення капіталу. Як отримати замість відходів альтернативне джерело енергії, як спроектувати та побудувати комплекс, як вивести його на проектну потужність і підтримувати в заданому режимі, – готові розповісти та виконати фахівці компанії Ecodevelop в партнерстві з німецькою компанією Krieg & Fischer Ingenieure GmbH.
Джерело: Ecodevelop