Платформа GetMarket совместно с девелоперской компанией Ecodevelop, которая занимается реализацией «под ключ» биогазовых комплексов по утилизации органических отходов с последующим преобразованием биогаза в электрическую и тепловую энергию, а также в органические удобрения, начинают серию публикаций на тему украинского биоэнергетики, перспектив ее развития и проблем , что сегодня мешают использовать потенциал биогаза на полную.
В первой статье технические специалисты Ecodevelop отвечают на вопросы относительно критериев перспективности проектов биогаза в Украине.
Прежде всего, нужно понимать, что это вопрос достаточно сложным и многогранным. Рассмотрим три наиболее значимые, по мнению специалистов Ecodevelop, критерии перспективности биогазового проекта: потенциал выхода биогаза из 1 тонны субстрата, наличие и доступность субстрата, а также технологическая простота получения биогаза (низкая стоимость).
Потенциал выхода биогаза из 1 тонны субстрата
Общеизвестно, что выход биогаза зависит от состава субстрата, его биодоступности и технологии производства.
Любой поставщик технологических решений устанавливает собственный коэффициент выхода биогаза, но не будем на этом останавливаться. Однако стоит рассмотреть потенциал выхода биогаза из каждого отдельного субстрата, а именно то, какое количество биогаза можно получить при практически бесконечной ферментации субстрата в стабильных условиях. Конечно, в реальных условиях эта цифра очень редко достигается (или практически никогда) за экономической нецелесообразности такого длительного процесса, однако показатель на уровне 60-95% является достижимым и экономически обоснованным.
В таблице ниже приведен перечень потенциальных субстратов для производства биогаза.
Потенциальные субстраты для производства биогаза
Нужно четко понимать, что биогаз может производиться исключительно из сухих органических веществ (СОР), а не из воды. Также стоит отметить, что потенциал выхода биогаза из тонны СОР различен для каждого из субстратов, поскольку в них отличается процентное содержание белков, жиров и клетчатки, которые и являются источником биогаза.
Возвращаясь к выходу биогаза из сырого субстрата (т.е. на натуральную влажность) можно отметить следующие: крахмал (556 м3/ т), пищевой жир (374 м3/ т) и фуз масличный (257 м3/ т). Однако любой из них имеет ряд недостатков. Первый не является отходами, поэтому трудно представить достаточно большие объемы для использования его в качестве субстрата для биогазового комплекса. Тогда как два последних имеющиеся в Украине в больших объемах, однако их использование является сложным с точки зрения технологии и, как следствие, более дорогим. Это связано с необходимостью поддерживать высокие температуры сбраживания и проводить предварительную обработку.
С другой стороны, наименее привлекательными в этом случае оказываются разнообразные отходы муниципальных очистных сооружений (осадки отстойников, избыточный ил аэротенка) только из-за их значительной степени разведения (иногда до 99%). Но эта проблема легко решается путем концентрирования осадка до уровня содержания менее 5% сухих веществ, а иногда и до 25%. Однако, в этом случае, стоимость проекта выше, чем обычно.
Несмотря на это, такие проекты являются весьма перспективными, поскольку позволяют решить вопрос утилизации жидких отходов. На сегодня они чрезвычайно актуальны и соответствуют общеевропейском тренда по экобезопасности производств. Данные проекты часто получают государственную поддержку и финансирование, несмотря на приведенные недостатки.
Итак, можно сделать вывод, что привлекательность субстрата не всегда означает экономическую целесообразность. А теперь рассмотрим другие критерии.
Наличие и доступность субстрата
Чрезвычайно важным фактором является доступность сырья.
Опираясь на большой опыт Ecodevelop можно утверждать, что только проекты по имеющимся собственным источником сырья могут претендовать на прибыльность и стабильность работы в украинских реалиях.
Стоит помнить о таких нюансах.
Биогазовый комплекс невозможно приостановить на некоторое время. Он представляет собой целый биологический процесс, требующий постоянного сопровождения. Начиная от стабильного и однообразного нагрузки по органике и заканчивая спланированным периодическим выгрузкой сброженного субстрата из резервуаров хранения, поскольку они также имеют ограниченный объем и не могут бесконечно принимать субстрат.
Любые колебания по составу субстрата приводят к ингибированию процесса метаногенеза - снижение удельного выхода биогаза. Резкие колебания даже в качественно лучшую сторону с точки зрения органического состава могут привести к полной остановке работы станции.
В случае использования несобственного субстрата чрезвычайно трудно контролировать его состав и обеспечить отсутствие примесей,которые могут критически влиять на жизнедеятельность анаэробных бактерий, продуцирующих биогаз.
Другие весомая проблема - доставка субстрата. Плечо доставки более 30 км приводит к значительному снижению доходности биогазового комплекса.
Технологическая простота получения биогаза (низкая стоимость)
Последний важный критерий - это технологическая простота исполнения. Большинство субстратов включают в свой состав примеси, требующих дополнительных воздействий.
Например, при использовании слишком сухих субстратов, таких как солома, без предварительного гидролиза большой риск образования корки на поверхности субстрата в реакторе, в свою очередь приводит к стремительному выходу биогаза после достижения критического давления. Это потенциально аварийная ситуация. Другие субстраты требуют дополнительных мер по снижению концентрации сероводорода в биогазе. Тогда как высокое содержание сероводорода является критическим для работы когенератора или котлов сжигания биогаза. Все эти факторы приводят к увеличению капитальных и эксплуатационных затрат.
По опыту специалистов Ecodevelop, наиболее технологически простыми проектами являются биогазовые проекты именно на базе использования силоса, который имеет высокий выход биогаза и не требует дополнительной обработки на всех этапах сбраживания.
Более того, такие проекты особенно успешными при условии строительства биогазового комплекса на базе агрохолдинга, что имеет возможность самостоятельно выращивать силос и использовать сброженный субстрат (дигестат) в качестве органического удобрения. Такие проекты окупаются за 3-5 лет и очень прибыльными.
Суммируя все приведенные аргументы, нужно отметить, что единственно верного решения не существует. Поэтому каждый биогазовый проект следует рассматривать индивидуально.
