6 экологических эффектов реализации биогазовых проектов

share

Прежде всего, следует отметить, что существенным аспектом производства биогаза является использование возобновляемых источников энергии, часто одновременно является отходами. Использование органических отходов или аграрного сырья создают среду для образования экологических эффектов при их транспортировке, хранении и использовании. 

Существенный экологический влияние оказывает сырье животного происхождения. Так сейчас, в Украине стоит острый вопрос - утилизация и безопасное переработки продуктов жизнедеятельности птицефабрик, свинокомплексов и ферм КРС. С другой стороны анаэробная переработка отходов животноводства (отдельно или в сочетании с другими косубстратами) может рассматриваться как лучшая из имеющихся технологий, ведь переработка отходов на биогазовых заводах позволяет частично уменьшить экологические проблемы и имеет существенные экономические преимущества в виде децентрализованного производства возобновляемой энергии.

Экологический эффект биогазового производства заключается в безопасной переработке органических отходов и побочных продуктов животного происхождения, за счет метанового сбраживания. 

В общем можно выделить 6 основных экологических эффектов от внедрения биогазовых комплексов: 

  • переработка отходов
  • решения проблемы хранения и транспортировки сырья
  • внедрения альтернативных источников энергии
  • образования качественного удобрения
  • сокращение времени при хранении и транспортировке удобрений
  • сокращения выбросов парниковых газов

Как косвенные экологические эффекты, можно выделить - предотвращение загрязнения грунтовых и поверхностных вод и почвы. 

Следует отметить, что часто внедрение биогазовых проектов может иметь и социально - экономический эффект, когда тепло от когенерационных установок направляется для отопления школ и административных зданий.

Рассмотрим более подробно прямые экологические эффекты и преимущества биогазовых комплексов.

1. Прежде всего, биогазовые установки - эффективный способ решения проблем использования отходов сельскохозяйственного производства, в том числе побочных продуктов животного происхождения (навоза и помета).

Сырьем для изготовления биогаза могут быть отходы как растительного так и животного происхождения. Но наибольший экологический эффект заключается в том, что с помощью биогазовых установок решается проблема утилизации навоза и помета. Превращение органических отходов в биогаз происходит в результате целого комплекса сложных биохимических превращений (ферментация биомассы). На выходе из таких установок фермеры получают экологически чистые жидкие или твердые биоудобрения, в которых отсутствуют неприятные запахи, яйца гельминтов, семян сорняков и нитраты.

А постоянный доступ органических веществ делает возможным постоянное и непрерывное производство биогаза.

2. Решение проблемы хранения и транспортировки сырья

Внедрение биогазовых комплексов позволяет не только перерабатывать отходы животноводства, а и не эксплуатировать анаэробные ставки. Так, навоз, удаляемого из животноводческих помещений имеет храниться в анаэробных прудах в течение 6 месяцев в случае молочных ферм или 12 месяцев в случае свиноферм. Кроме того, дно анаэробных прудов должно быть устлано материалом, который препятствует попаданию навоза в грунтовые воды.

Кроме того, что ставки и хранилища является основным источником попадания загрязняющих веществ в атмосферный воздух и могут быть загрязнителями почвы и грунтовых вод, они также занимают большие площади. Биогазовые проекты позволяют или сократить площади хранения отходов, или совсем отказаться от таких хранения навоза и помета, за счет поставок их сразу не до открытых прудов и хранилищ, а в биогазовые установки, а накопленный метан будет сжигаться в когенераторе или на факеле. 

3. Производство электроэнергии в результате сжигания биогаза в когенерационных установках - решение вопросов энергонезависимости предприятия и страны

Гибкая система использования энергетических ресурсов позволяет максимально использовать полученную тепловую и электрическую энергии.

4. Остатки брожения, образуются в процессе производства биогаза в биогазовых установках, является качественным удобрением, которое можно реализовать или использовать вместо минерального удобрения

Органические отходы животноводческих комплексов и перерабатывающей промышленности сами по себе уже является удобрениями. Однако коэффициент полезного действия таких удобрений составляет всего 10 - 15% от возможного. При переработке же этих отходов на биогазовой установке происходит значительное улучшение их свойств.

Так, средняя биогазовая установка, которая находится на животноводческом комплексе и перерабатывает около 37000 т / год навоза, после переработки дает в год ориентировочно 35000 т ценных биоудобрений. В 1 тонне таких удобрений содержится в среднем 3,5 кг общего азота N.

Химический состав биоудобрения после биогазового комплекса. 

Жидкая фракция 95% вл.

Биоудобрения (переброженная масса)

Химический состав кг / тонну *

N

NH4 - N

P2O5

K2O

MgO

Свиной навоз

3,1 - 3,8

1,4 - 2,0

2,3 - 2,4

2,1 - 2,4

0,5 - 0,8

Коровий навоз

1,8 -2,2

1,0-1,2

0,8 - 1,6

2,2 - 2,8

0,4 - 0,5

птичий помет

7,1 - 8,2

3,0 - 3,5

6,8 - 7,9

5,0 - 5,6

1,5 - 2,2

Травяной силос

2,2 - 2,8

0, 9 - 1,5

1,9 - 2,3

2,0 - 2,5

0,5 - 0,7

 

 

 

 

 

 

* Состав основных элементов может существенно меняться в зависимости от состава субстрата

 

Преимущества биоудобрений перед другими органическими удобрениями

Биоудобрения по многим показателям в несколько раз лучше других органических удобрений (навоз, помет, торф). 

Вот некоторые из них:

  • Экологическое воздействие на грунт. Органические удобрения в непереработанном виде наносят больший вред почве, загрязняя его и грунтовые воды. Тогда как биоудобрения являются абсолютно чистым экологическим удобрением.
  • Отсутствие семян сорняков. В навозе свиней, крупного рогатого скота и торфе обычно присутствует большое количество семян сорняков. В 1 тонне свежего навоза находится до 10 тыс. Семян различных сорняков. Это приводит к потере урожая от 5-7 центнеров злаковых культур с одного гектара.
  • Отсутствие патогенной микрофлоры, но наличие активной микрофлоры, способствует интенсивному росту растений. 
  • Отсутствие адаптационного периода. Биоудобрения благодаря своей форме начинают эффективно работать сразу при внесении.

В зависимости от минеральных удобрений, биогумус можно вносить в любом количестве. При его использовании не происходит минерализации почвы, поскольку он является экологически чистым продуктом.

5. Хранение и транспортировка удобрений

Как было отмечено, весомым преимуществом биоудобрений является отсутствие адаптационного периода. Навоз и другая органика перед внесением в почву требует проведения длительной подготовки (6-12 месяцев). Полезные вещества, содержащиеся в них, частично теряются, а остальные начинают действовать в почве лишь на 2-4 год после его внесения. 

Также, следует отметить, что в зависимости от способа и продолжительности хранения, органические отходы теряют от 25-50% органического вещества и питательных элементов (в первую очередь азот N). Еще большие потери наблюдаются при промерзании с последующим оттаиванием до 70%. 

Поэтому, биоудобрения имеют преимущество не только в качестве, а значительно экономят еще один ресурс - время. А как опосредованный эффект - экономия площади хранения. 

Следует отметить, что перечисленные свойства биоудобрений способствуют уменьшению случаев - экологических преступлений, когда навоз или помет вывозится на поля без предварительной подготовки. В результате которого наносится не только непоправимый вред окружающей среде, особенно почвы, от неприятных запахов страдает и местное население. 

6. Уменьшение выбросов парниковых газов

Следует отметить, что агропромышленная деятельность является одним из крупнейших источников метана и других парниковых газов в атмосферный воздух, поэтому биогазовые установки можно рассматривать как реализация сокращения выбросов в рамках проектов совместного осуществления (Киотский протокол, Парижская соглашение). 

Сокращение выбросов будет достигнуто за счет замещения энергии, производимой с не возобновляемых источников, энергией, которая производится из альтернативных источников. 

На многих свинофермах и фермах КРС, навоз хранится в анаэробных прудах, что приводит к выбросам метана непосредственно в атмосферу. Сокращение выбросов метана в биогазовых комплексах будет достигнуто за счет улавливания биогаза с последующим его сжиганием в когенерационной установке. 

Кроме того, будет достигнуто сокращение выбросов другого парникового газа - CO2, поскольку выработка электрической и тепловой энергии из возобновляемых источников (биогаз) приведет к замещению эквивалентного количества энергии, полученной в результате сжигания ископаемых видов топлива на электростанциях, которые выдают мощность в энергосистему. 

 

Екатерина Громм
ведущая специалистка направлении услуг по устойчивому развитию Baker Tilly