Придатні до використання біологічні ресурси

Гній є не єдиним потенційним видом сировини для вироб­ництва біогазу. Сировиною можуть бути й інші типи відходів рослинного та тваринного походження, що продукуються хар­човою, фармацевтичною та ферментною індустрією, садівни­чими господарствами, підприємствами громадського харчуван­ня, ринками, а також побутові відходи.

У сучасній Європі найбільшого поширення набули три кон­цепції виробництва біогазу: 1) виробниче устаткування при фер­мерських господарствах; 2) потужні лінії з переробки гною, розраховані на задоволення спільних потреб кількох госпо­дарств; 3) найпотужніші підприємства, що спеціалізуються на переробці органічних відходів різноманітного походження. Зви­чайно, цей розподіл має умовний характер (оскільки на практиці виробнича потужність устаткування, що обслуговує потреби окремого фермерського господарства, може перевищувати від­повідний показник для деяких спільних переробних підпри­ємств, а останні можуть мати конструктивні елементи, що дають змогу, окрім гною, переробляти інші органічні відходи тощо).

Устаткування для фермерських господарств розраховане на видобуток біогазу з гною, що виробляється окремим фермер­ським господарством, а також на забезпечення його потреб в опаленні та електроенергії. Перероблений гній може використо­вуватися як органічне добриво.

Надлишок електричної енергії може реалізовуватися енерге­тичним компаніям і в такий спосіб приносити фермі додатковий прибуток. Помітний економічний ефект може мати зменшення потреб господарства у твердому паливі. Як правило, таке устат­кування складається з резервуарів для попереднього зберігання, анаеробних реакторів із системами керування та обігрівання, насосів для завантажування та розвантажування, резервуарів для подальшої переробки, резервуарів для зберігання відпрацьованої біомаси, системи для зберігання та транспортування газу, а також універсального модуля для опалення та вироблення електроенергії.

Спільні переробні підприємства створюються для переробки гною, що утворюється у кількох тваринницьких господарствах – здебільшого свинарських, молочних та птахівничих (від 5 до 100 ферм). Газ може видобуватися з гною в суміші з органіч­ними відходами деяких інших типів. Ефективність такого підприємства визначається кількістю органічних відходів, що є найдешевшою сировиною. Як правило, підприємство склада­ється з кількох блоків. Блок попереднього зберігання містить окремі резервуари для гною та органічних відходів, а також резервуари для гомогенізації та теплообмінники, у яких тепло вже переробленої маси використовується для попереднього розігрівання сировини.

Анаеробні реактори, оснащені системами автоматичного керування, мають вигляд сталевих резервуарів із конічним дном. Температурний процес – мезофільний або термофільний. Підприємства, орієнтовані на термофільний процес, поширені більше через ліпшу відповідність такого зброджування санітар­ним вимогам, оскільки мезофільне зброджування потребує додаткового технологічного етапу пастеризації.

Зброджений гній після тимчасового зберігання на підпри­ємстві повертається на фермерські господарства для подальшого використання як органічного добрива. Хоча сільськогоспо­дарські стандарти різних європейських країн вимагають різних термінів зберігання гною, як правило, воно має тривати дев’ять місяців – особливо, якщо йдеться про свинячий гній.

Отриманий біогаз перетворюється на теплову та електричну енергію за допомогою універсального переробного модуля. Теп­лова енергія використовується для технологічних потреб підприємства, а її надлишок постачається місцевим господар­ствам. Електрика реалізується енергетичним компаніям.

Деякі підприємства транспортують біогаз трубопроводом для використання в електро- та опалювальних станціях найближчих міст. У Швеції, Швейцарії та деяких інших країнах біогаз після додаткового очищення використовують як автомобільне паливо.

Підприємства, спеціалізовані на переробці органічних відхо­дів різноманітного походження, оснащені найбільш техноло­гічно досконалими виробничними лініями для одержання біо­газу як з рідких, так і з твердих органічних відходів. Найбільшу складність становлять підготовчі процеси, під час яких стан побутових і садівничих відходів узгоджується з гігієнічними вимогами.

Анаеробне зброджування не відрізняється від того, що прак­тикується на спільних переробних підприємствах, але в деяких випадках йому передує додатковий технологічний етап гідролі­зу. Обробка відпрацьованого матеріалу з високим вмістом сухої речовини може передбачати аеробне компостування. Залишок рідини використовується для потреб підприємства або утилі­зується після попереднього очищення. Деякі із цих підприємств критикують за їхню неспроможність забезпечити достатній рівень якості відпрацьованого матеріалу, який дав би змогу використовувати його як органічне добриво.

Спільні переробні підприємства набули найбільшого поши­рення в таких північних країнах, як Швеція та Данія, а також у деяких регіонах Німеччини. Ефективність цих підприємств пе­ребуває в прямій залежності від їхніх масштабів, тобто вартість переробки кожного кубометра біомаси є тим меншою, чим більшими є розміри підприємства. Додатковою перевагою спіль­них переробних підприємств порівняно з обладнанням для інди­відуального користування є висока кваліфікація та спеціалізація обслуговуючого персоналу.

У Німеччині нині понад 1 300 ферм обладнано устаткуван­ням для одержання біогазу, і в найближчому майбутньому їхня кількість має помітно зрости. Остання генерація обладнання ви­різняється конструктивною простотою та високим рівнем стан­дартизації. На думку німецьких фермерів, виробництво біогазу дає найбільш відчутний економічний ефект малим господар­ствам, у яких потужність генераторів не перевищує 500 кВт. Реалізаційна вартість виробленої фермерами енергії становить 0,20 DM за кіловат-годину.

В Австрії кількість ферм, обладнаних устаткуванням для одержання біогазу, перевищує сотню. Порівняно зі своїми ні­мецькими колегами австрійські фермери мають менше заохочу­вальних економічних факторів. Утім, з плином часу «зелена електроенергія», для вироблення якої як сировину використо­вують гній та пасовищні культури, набуває в Австрії дедалі більшої популярності. Принаймні два австрійські підприємства виробляють біогаз виключно з пасовищних культур.

Великі свинарські господарства, де поголів’я перевищує 500 свиноматок, часто стикаються з проблемою утилізації над­мірної кількості гною, якого утворюється набагато більше, ніж потрібно для використання як органічного добрива. Особливо гостро ця проблема стоїть у Греції, Іспанії, Португалії, Ірландії, Великій Британії, Франції, Голландії та Данії. Оскільки такі ферми особливо зацікавлені у досягненні енергетичної незалеж­ності, а також у можливості отримання додаткового прибутку за рахунок збуту надлишку електроенергії, ідея виробництва біо­газу зі свинячого гною та, у деяких випадках, з пасовищної сировини є для них виключно привабливою. Важливим факто­ром, здатним сприяти поширенню устаткування для вироб­ництва біогазу у великих тваринницьких господарствах, може стати відчутний негативний вплив, який мають ці підприємства на екологію довкілля.

Інтегровані системи переробки органічних відходів значною мірою усувають екологічні негаразди, зокрема ті, що пов’язані зі смородом та порушенням санітарно-епідеміологічних вимог.

Передбачається, що до 2010 р. питома вага електроенергії, що виробляється з відновлюваних джерел, подвоїться. Зокрема, біоелектроенергетика зросте втричі. Слід очікувати на зростання закупівельних цін на «зелену електроенергію», які будуть під­тримуватися на високому рівні з метою заохочення європей­ського фермерства до використання устаткування для переробки органічних відходів. Вірогідним є також вживання інших заохочувальних заходів.

У справі запровадження «зеленої електроенергетики» голов­ну роль відіграє фермерська спільнота. Сьогодні в Німеччині та Данії виробництво біогазу є найбільш привабливим для неве­ликих сімейних фермерських господарств, «екологічних ферм» та великих свинарських комплексів. Заохочувальними фактора­ми для них є підвищення енергетичної незалежності підпри­ємства, додатковий прибуток завдяки реалізації надлишку електроенергії, вирішення екологічних проблем, пов’язаних із забрудненням довкілля та смородом тощо.

Актуальність запланованої керівництвом ЄЕС програми розвитку виробництва біогазу пояснюється насамперед нагаль­ною потребою зменшити негативний вплив, який сучасне тва­ринництво справляє на екологічне становище.

Інші джерела виробництва біогазу (смітники та підпри­ємства переробної промисловості) також мають велике значення як для екології, так і для енергетики. Технології переробки орга­нічних відходів, що активно розроблялися протягом останнього десятиріччя, нині достатньо визріли для промислового впровадження.

Наступним важливим кроком стане налагодження стандар­тизованого та масового виробництва переробного обладнання, яке дасть змогу істотно знизити його собівартість. За умов достатніх інвестицій у науково-дослідні розробки та програми, спрямовані на подальший розвиток технологій виробництва та утилізації біогазу, слід очікувати здійснення оптимістичних прогнозів, які передбачають підвищення загальних європей­ських біоелектроенергетичних потужностей до 1 000 МВт уже протягом кількох наступних років.

Дотримання програми енергетичного розвитку, запропоно­ваної загальноєвропейським урядом у так званому Білому Плані, потребуватиме напруженої і добре скоординованої роботи, а також усебічної фінансової підтримки. Програма науково-дос­лідних розробок та впровадження технологій підвищення ефек­тивності використання поновлюваних енергетичних джерел є одним із ключових факторів для забезпечення добробуту гро­мадян об’єднаної Європи, а також для успішного впровадження інших ініціатив керівництва ЄЕС. Ця програма потребуватиме спілних зусиль багатьох наукових установ різної спеціалізації.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: