Какие биогазовые проекты являются наиболее перспективными в Украине?

share

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

Субстрат

Сухие вещества (СР),%

Сухие органические вещества (СОР),% СВ

Удельный выход биогаза, м3/ т СОР

Удельный выход биогаза, м3/ т

Промышленные отходы

Пивная дробина

25,0

70,0

450 0

78,8

Пивные дрожжи

20,0

75,0

400,0

60,0

Зерновая барда

6,0

83,0

430,0

21,4

Картофельная барда

6,0

85,0

400,0

20,4

Картофельное шелухи

20 0

95,0

600,0

114,0

Картофельный сок

3,7

70,0

940,0

24,3

Крахмал

83,6

95,0

700,0

555,9

Мезга

13,0

90,0

650,0

76 1

Прессованный жмых

22,0

95,0

250,0

52,3

Меласса

80,0

85,0

360,0

244,8

Яблочная барда

25,0

85,0

660,0

140,3

Сировоткатворожна

8,0

92,0

700 0

51,5

Фуз масличный

30,0

95,0

900,0

256,5

Отходы очистных сооружений, отходов

Осадок первичных отстойников

3,5

70,0

450,0

11,0

Осадок вторичных отстойников

3,5

70,0

200, 0

4,9

аэробный избыточный ил

3,5

80,0

300,0

8,4

Флотационный шлам

3,5

80,0

900,0

25,2

Жир с жироловок

25,0

95,0

1000,0

237,5

Твердые бытовые отходы (органическая составляющая)

20,0

90,0

700,0

126,0

Пищевой жир

42,0

99,0

900,0

374,2

отходы фермерських хозяйств

Свиной навоз

3,0

85,0

425,0

10,8

Навоз КРС

25,0

80,0

350,0

70,0

Куриный помет

24,0

85,0

425,0

86,7

Субстраты сельского хозяйства

Силос кукурузный

32 0

95,0

700,0

212,8

Солома

30,0

90,0

600,0

162,0

Силос травяной

30,0

89,0

550,0

146,9

Сахарная свекла

23,0

90,0

800, 0

165,6

Кормовая свекла

12,0

75,0

620,0

55,8

Жмых

28,0

94,0

680,0

179,0

 

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.