Биогаз согреет нас
Наукоград Если верить историческим источникам, новомодному сегодняшнему увлечению — биоэнергетике уже не одна тысяча лет. В 1 – 2 тысячелетии до н.э. на территории современной Германии уже существовали примитивные биогазовые установки. Германцам, населявшим заболоченные земли бассейна Эльбы, в корягах на болоте чудились драконы, а горючий газ, скапливающийся в ямах, — это дурнопахнущее дыхание чудищ. Чтобы задобрить их, в болото бросали жертвоприношения и остатки пищи. Люди верили, что дракон приходит ночью и его дыхание остается в ямах. Первобытные «инноваторы» додумались шить из кожи тенты, накрывать ими болото, отводить газ по кожаным трубкам к своему жилищу и готовить на нем пищу, как на современной газовой плите. Оно и понятно, ведь сухие дрова найти было трудно, а болотный газ отлично решал проблему. Первые сведения о практическом использовании европейцами биогаза, полученного из сельскохозяйственных отходов, относятся к 1814 году, когда Дейви собрал летучее соединение при исследовании агрохимических свойств навоза крупного рогатого скота. Для сбора отходов, начиная с 1881 года, стали использоваться закрытые емкости, которые, после небольшой модификации, получили название «септик». Уличные фонари в одном из районов английского города Эксетер в конце 19 века снабжались газом, который получали в результате брожения сточных вод. Их очистка в этом городе проводилась в емкостях, из которых биогаз собирали и использовали для обогрева и освещения. Обеспокоенные ростом цен на энергоносители европейцы в последние годы всерьез занялись вопросами возобновляемых источников энергии, среди которых особое место занимают продукты, получаемые в результате переработки биомассы — биоэтанол, биодизель, биогаз. Нам, всерьез претендующим на звание «энергетической сверхдержавы», изобилующей углеводородами, до недавнего времени было не до «буржуазных излишеств». Лишь теперь, осознав, что нефтегазовое счастье не вечно, что запасов разведданных месторождений хватит лет на 70, и у нас обратились к биоэнергетике. Группа экспертов Нижегородского государственного технического университета,разрабатывая научную тему «Исследование энергетических процессов и технологий преобразования биотоплива в электроэнергию и тепло», предлагает свои технические решения. По мнению аспиранта НГТУ Василия Тютина, применение биогазового оборудования позволит предприятиям АПК самостоятельно обеспечивать себя энергией. В подтверждение этого вывода эксперт приводит такие цифры. Установка биогазового оборудования на молочной ферме на 2685 коров и телят при ежегодной выработке 35 000 кубометров жидкого навоза дает 250 кВ/ч электроэнергии и 175 кВ/чтепловой энергии. — Но рентабельной технология метанового сбраживания (при высоком уровне механизации и автоматизации) становится только для крупных животноводческих ферм, — отмечает Василий Васильевич. — Более перспективным является комплексное использование технологий переработки биомассы с разработкой сельскохозяйственных производственных систем. Проведенные исследования дают возможность минимизации потерь свободной энергии, содержащейся в биомассе (органических отходах). Это позволило разработать методологию создания производственных биоэнергетических комплексов (ПБК), представляющих собой сложные производственные системы, объединяющие структурно-технологические объекты сельскохозяйственного назначения на биоэнергетической основе. В качестве примера рассмотрим одно из перспективных направлений развития ПБК, представляющее собой сочетание животноводческой фермы с технологическими объектами защищенного и открытого грунта. Для поддержания необходимого производственного уровня в ПБК задействуются природные (солнечная радиация, энергия почвы, вода, корма открытого грунта и т.п.) и техногенные (материально-технические, энергетические, информационные и др.) внешние ресурсы. В процессе производственной деятельности в комплексе, помимо основной продукции в виде кормов, мяса, молока, овощей, образуются отходы, преимущественная часть которых имеет органическое происхождение, и газообразные составляющие, такие как NH3, CO2, SO2 и другие. Органические отходы в виде навозных масс и остатков корма из животноводческого помещения, растительных остатков из теплицы и с полей поступают в микробиологический реактор (метантенк), входящий в состав биоэнергетической установки. В процессе анаэробного сбраживания в метантенке образуется биогаз, который используется для нужд производства (на обогрев фермы, теплицы, получение электроэнергии и на другие цели). Сброженная биомасса является экологически чистым удобрением для открытого грунта, а также используется при приготовлении субстрата для выращивания грибов. Тепло, выделяющееся при аэробной переработке органики, служит для стабилизации процессов метанового сбраживания. Отработанный субстрат и отходы грибного производства используются на корм скоту и в качестве органического удобрения для растений. Таким образом, делает вывод эксперт Василий Тютин, развитие биоэнергетики будет иметь два практических последствия для отечественной экономики. В каждом отдельном населенном пункте появится своя миниэлектростанция, использующая в виде топлива навоз, древесную и растительную биомассу. Этанезависимость села от центральной электросети, позволит сэкономить областному бюджету средства на обслуживание электрофикации перефирии, даст возможность сельчанам самим добывать энергию, стимулирует развитие животноводства (т.к. навоз — это сырье), а также обеспечит автономную бесперебойную работу станций даже в случае выхода из строя центральной системы электросети.. Модернизация теплоэлектростанций позволит увеличить КПД теплоотдачи и создать в России рынок потребления топливных древесных гранул. Будет возможно отопление зданий и домов самостоятельно, на этом сэкономим колоссальную сумму из бюджета МинЖКХ.
