V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013

В настоящее время основной задачей экономики и производства является поиск возобновляемых природных и энергетических ресурсов. Даже такая богатая на ресурсы страна, как Российская Федерация способна утратить залежи углеводородов. Поэтому возникла необходимость в поиске новых источников энергии.

Широкое применение в наши дни находят солнечная радиация, биодизель, ветряные мельницы, энергия биомассы, гидроэлектроэнергия и другие источники энергии. В связи с реализацией Федерального закона Российской Федерации от 23 ноября 2009 г. N 261 – ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные объекты Российской Федерации» [1], целью которого является создание правовых, экономических и организационных основ стимулирования энергосбережения и повышения энергетической эффективности, наиболее актуальным и востребованным является на данном этапе применение биогазовых технологий. Использование данной технологии дает возможность получения не только биогаза – резервного источника энергии, но и значительно улучшить экологическую обстановку. Вырабатываемый биогаз после очистки и компрессии может использоваться в бытовых и промышленных целях. Отходы, получаемые после метанового брожения биомассы, являются качественными экологически чистыми удобрениями и кормовыми биодобавками.

Таким образом, использование биогазовых установок обеспечивает фактически безотходное производство, что в условиях действия ФЗ-88 «О техническом регламенте на молоко и молочную продукцию», требующего строгого соблюдения санитарных требований может только положительно повлиять на развитие аграрного сектора республики в целом [1].

Биогаз - это газ, получаемый метановым брожением биомассы. Известно, что преобразование практически любого сложного органического вещества в биогаз проходит через пять основных последовательных стадий [2]:

1.Гидролиз – разложение сложных биополимеров на более простые мономеры: аминокислоты, сахара, жирные кислоты.

2.Ацидогенез – ферментативное разложение образовавшихся мономеров до более простых веществ: органические кислоты, спирты, альдегиды, углекислота.

3.Ацетогенез – образование уксусной кислоты, водорода и углекислоты.

4.Метаногенез – окончательное бактериальное преобразование органических веществ в метан.

Биогазовая установка – устройство, осуществляющее переработку органических отходов в биогаз и органические удобрения. Биогазовая станция – более широкое понятие, оно включает комплекс инженерных сооружений, состоящий из устройств для подготовки сырья, производства биогаза и удобрений, очистки и хранения биогаза, производства электроэнергии и тепла.

Биогаз имеет следующий состав: 50-87% метана, 13-50% CO₂, незначительные примеси H₂ и H₂S. После очистки биогаза от CO₂ получается биометан, который является полным аналогом природного газа. Биогаз может быть получен практически из любых органических отходов: навоз, птичий помет, зерновая и мелассная послеспиртовая барда, пивная дробина, свекольный жом, фекальные осадки, отходы рыбного и забойного цеха – кровь, жир, кишки, каныга, трава, бытовые отходы, отходы молокозаводов – соленая и сладкая молочная сыворотка, отходы производства биодизеля – технический глицерин от производства биодизеля из рапса, отходы от производства соков – жом фруктовый, ягодный, овощной, виноградная выжимка, отходы производства крахмала и патоки – мезга и сироп, отходы переработки картофеля, производства чипсов – очистки, шкурки, гнилые клубни, кофейная пульпа и др. Кроме отходов, биогаз можно производить из специально выращенных энергетических культур, например, из силосной кукурузы и водорослей.

На фоне того, как большинство стран мира обратило свое внимание на развитие альтернативной энергетики, Россия, напротив, продолжает наращивать темпы добычи и экспорта традиционного топлива. В структуре топливно-энергетического баланса страны ведущая роль принадлежит таким энергоресурсам, как газ (53% совокупного потребления энергии) и нефть (18,9%). Кроме того, около 18% энергобаланса приходится на долю твердого топлива (угля и пр.). Нетопливные источники энергии занимают только 10,4% спроса [3].

В РФ в 2009 г. выработано около 1066,7 млрд кВт/ч электроэнергии, в том числе:

– тепловыми станциями 68%;

– гидроэлектростанциями 15-16% ;

– атомными станциями 17% .

Однако, из альтернативных источников энергии ежегодно производится не более 8,5 млрд. кВт/ч электрической энергии, что составляет менее 1% общего объема. Общая мощность электрогенерирующих установок и электростанций, использующих возобновляемые источники энергии, не превышает 2200 МВт. При этом основной вклад в производство электроэнергии вносят тепловые электростанции на биомассе (62%) и малые гидроэлектростанции. Российские электростанции на биомассе в качестве топлива используют древесину, растительные отходы, торфяные брикеты. На биогазе работают главным образом тепловые станции, на которые приходится 3% выработки тепловой энергии от возобновляемых источников, что эквивалентно 1,8 млн Гкал тепла.

Среди крупных производителей биогазовых установок в России можно выделить компании: ЗАО «Центр ЭкоРос», ООО «Гринтек», ОАО «Волжский дизель имени Маминых», ООО «Мелькомп- инжинеринг», ООО «Сибирский институт прикладных исследований», ЗАО «Энерг-биогаз», ОАО «Концерн КОНАТЭМ», Корпорация «БиоГазЭнергоСтрой» и др [3].

Развитию биогазовых технологий, а также других видов альтернативной энергии в России препятствуют низкие тарифы на газ и энергию, отсутствие современной системы управления отходами и государственной поддержки, а так же система экологического контроля. Тем не менее, существуют и положительные моменты, которые в будущем должны способствовать росту производства и потребления биогаза.

В случае активизации использования энергии из возобновляемых источников в России рынок биогаза имеет большой потенциал для роста: большое количество сырья для производства биогаза и потенциальных потребителей энергии и тепла (многие населенные пункты не имеют централизованного энергоснабжения, газоснабжения, теплосетей). Общий годовой объем органических отходов в России составляет около 625 миллионов тонн, из которых можно получить 31 млн м³ биогаза, который, в свою очередь, может быть конвертирован в 69 ГВт энергии или 86 ГВт тепла [3].

Таким образом, биогазовые установки, помимо обеспечения главной проблемы - получения возобновляемого источника энергии, решают также проблему утилизации отходов, что немало важно для РФ из-за повышенного развития сельского хозяйства, а также производства удобрений.

Литература.

1. http://www.rg.ru

2. Барбара Эдер и Хайнц Шульц «Биогазовые установки, практическое пособие» 1996 г.

3. биомедиа.рф научно-популярный портал

Код для цитирования: Скопировать