Зарубежный и отечественный опыт в области биогазовых технологий

Наиболее активное развитие биогазовых технологий наблюдается в Европейских странах. В европейской практике 75% биогаза производится из отходов сельского хозяйства, 17% — из органических отходов частных домохозяйств и предприятий, еще 8% — канализационных очистных сооружениях. В большинстве развитых стран переработка органических отходов в биогазовых установках чаще используется для производства тепловой энергии и электричества. Производимая таким образом энергия составляет около 3- 4% всей потребляемой энергии в европейских странах. Стремление к активному росту производства биогаза и биометана подтолкнуло Европейские страны создать ассоциацию в области биогаза – European Biogas Association (EBA). EBA была создана в 2009 году, а в 2015 году в её состав входят уже 75 членов (биогазовые ассоциации стран Европы) из 26 стран, а также биогазовые ассоциации стран за пределами Европы. На рисунке 2.11 показано количество биогазовых комплексов, функционирующих в Европе, с общей установленной электрической мощностью 7857 МВт [47].

Рисунок 2.11 _­– Биогазовые комплексы в Европе

На рисунке 2.12. представлены биометановые комплексы в Европе, ежегодно производящие 1,303 млрд. м³ биометана. Биометановые комплексы занимаются производством биогаза, его очисткой и обогащением до биометана, который может подаваться в газораспределительные сети для бытовых нужд, а также использоваться в качестве моторного топлива.

Таким образом, неоспоримым лидером в производстве биогаза и биометана является Германия. В Германии работают 9035 биогазовых установок с общей установленной электрической мощностью 4000 МВт и 154 биометановых комплекса, производящих около 900 млн. м³/год биометана. По прогнозам количество установок в Германии до 2020 г. достигнет 20 000. В Швандорфе (Бавария, Германия) была запущена крупнейшая в Европе установка по производству биогаза, которая будет ежегодно вырабатывать из 85 тысяч тонн растительного сырья 16 млн. м³ биогаза [48].

Рисунок 2.12 – Биометановые комплексы в Европе

Второе место по производству биогаза в Европе занимает Италия. В 2009 году, в Италии, была введена льготная политика для возобновляемой энергетики, и в стране началось ускоренное развитие биогазового рынка. Льготный тариф для электроэнергии установлен в размере 28 евроцентов/кВт·ч для биогазовых заводов с максимальной мощностью 1МВт. Действие тарифа – 15 лет. Однако льготные тарифы не затрагивают производство биометана и, как следствие, в Италии в настоящий момент функционируют только 2 завода, производящие биометан. Помимо тарифной политики, Италия обязывает производителей электроэнергии (около 100 ГВт·ч) включать в производство долю возобновляемых источников энергии. Помимо производства биогаза в своей стране, итальянское правительство является инвестором развития биогазовых установок в Пакистане [49].

Швеция находится на втором месте после Германии по количеству биометановых заводов, их 54. Там, в 2005 году, был создан первый в мире поезд, приводимый в движение двумя двигателями, работающими на биометане. Рынок биометана в Швеции, как альтернативного вида моторного топлива, растет ускоренными темпами. Так, уже в 2008 году 17000 автотранспортных средств было модернизировано на работу на биометане.

В Дании функционируют 155 биогазовых комплекса и 3 биометановых завода. Энергия, произведенная из биогаза, составляет 18% от общего энергобаланса страны. Правительство Дании поддерживает строительство централизованных установок, на которые доставляется биомасса из ближайших сельскохозяйственных комплексов (выдавая государственные субсидии, покрывающие примерно 20 % от сметы строительства). Общая мощность обработки в стране составляет около 2,4 млн. тонн биомассы в год, из которых количество навоза составляет около 2,0 млн. т/год. Производство биогаза составляет около 95 млн. м³ /год.

В Австрии действуют 436 биогазовых и 11 биометановых заводов. Австрийское правительство поддерживает децентрализованное производство биогаза и энергии – небольшие биогазовые установки средней мощности 250 кВт [50].

В США сейчас функционирует 2116 биогазовых комплекса, из них 239 перерабатывают отходы животноводства, 636 используют биогаз полигонов, 1241 вырабатывают биогаз при очистке сточных вод. Исходя, из расчетного потенциала производства биогаза в стране, количество биогазовых комплексов возможно увеличить до 13008, из них 8241 станция по переработке отходов животноводства. Если будет реализован расчетный потенциал, то станет возможным получение 654 млрд. ft³/год (18,5 млрд. м³/год) биогаза, 41 млрд. кВт·ч/год электроэнергии, 351000000 MMBTU/год (88452000 Гкал/год) тепловой энергии [51].

В КНР это направление энергетики развивается с начала 1960 годов, и сейчас до 20% среднегодового спроса на энергию в этой стране обеспечивает биогаз. Свыше половины биогазовых программ в КНР финансируется государством. Биогаз в сельской местности Китая стал основным топливом, обеспечивающим 50-80% потребностей сельского хозяйства в энергии, а некоторые провинции полностью биогазифицированы [52,53].

В Белоруссии биогазовое направление поддерживается государством при помощи развитой нормативно-правовой базы. В стране действует более 6300 средних и больших размеров хозяйств крупного рогатого скота, свыше 100 свиноводческих хозяйств и 60 птицеводческих хозяйств, которые ежегодно генерирует миллионы тонн навоза. Потенциал производства биогаза Беларуси составляет 160 тысяч тонн условного топлива в год. В период 2008-2012 годы в Беларуси построено восемь биогазовых комплексов суммарной электрической мощностью около 8,3 МВт. Имеющийся энергетический потенциал производства биогаза равен 9‑10 ГВт [54,55].

В Украине насчитывается около полтора десятка биогазовых установок в эксплуатации и находящихся в стадии строительства или запуска, притом что общая установленная мощность составляет около 800 МВт (порядка 1 % от общего производства электроэнергии), совокупная мощность биогазовых электростанций (в Украине БГУ используются в основном для производства электроэнергии) составляет около 2 МВт.

Широкое развитие биогазовых технологий в мировой практике обусловлено во- первых, проведением стимулирующей политики со стороны государства (государство директивно принуждает энергораспределяющие компании выкупать электроэнергию и тепло по завышенной цене, так называемому, «зеленому тарифу»), во-вторых, ужесточением природоохранного законодательства (ограничение на размещение отходов АПК в непереработанном виде), в-третьих, субсидированием инвестиционных затрат и льготным налогообложением. В России также начинают проводить стимулирующую политику в области возобновляемых источников энергии [56]. Это подтверждается постановлением Правительства РФ от 23.01.2015 № 47 "О внесении изменений в некоторые акты Правительства Российской Федерации по вопросам стимулирования использования возобновляемых источников энергии на розничных рынках электрической энергии".

В России действующих биогазовых комплексов насчитываются единицы, хотя среди них есть успешно работающие. Лидером по производству российского биогаза, по-видимому, в ближайшие годы останется Белгородская область: уже намечено строительство трех новых станций, а в более дальней перспективе в регионе планируется разместить более 100 биоэнергетических комплексов. И вопреки прогнозам министра энергетики региональные власти представляют свои расчеты, по которым скоро 10% всей российской электроэнергии будет производиться из биогаза области.

Первую биогазовую установку в ноябре 2009 года ввела в эксплуатацию корпорация «БиоГазЭнергоСтрой» в деревне Дошино Медынского района Калужской области. Весь срок реализации проекта занял чуть более года. В качестве сырья используются органические отходы крупного рогатого скота (КРС), кормовые отходы и силос. Станция ежедневно перерабатывает 120 м³ отходов. Производимая электрическая мощность составляет 320 кВт, тепловая – 400 кВт, что позволяет обеспечить работу комплекса.

В 2013 году начато строительство биогазовой электростанции в поселке Ромодановское недалеко от Саранска (Республика Мордовия). На сегодняшний день это самый крупный биоэнергетический проект в России – мощность станции составит 4,4 МВт. В качестве сырья станция будет использовать отходы жизнедеятельности КРС и свекольный жом. Большую часть вырабатываемой электроэнергии (4 МВт) станция будет выдавать в сеть по тарифам, утвержденным региональной энергетической комиссией. Оставшиеся 400 КВт будут направляться на собственные нужды и для энергоснабжения близлежащих фермерских хозяйств.

Первая в стране биогазовая станция промышленных масштабов «Лучки» (Прохоровский район Белгородской области) была запущена в работу 25 июня 2012 года, а 20 июля 2012 вышла на проектную мощность 2,4 МВт. Станция обеспечивает электрической и тепловой энергией Прохоровский район Белгородской области, население которого 30 тысяч человек. В год станция вырабатывает 20 млн. кВт·ч электроэнергии; 18 тысяч Гкал в год тепловой энергии; получает 67 тысяч м³ в год органических биоудобений; перерабатывает 75 тысяч тонн сырья (животноводческих отходов, отходов мясопереработки и сахарного производства) в год. Станция предотвратила выброс в атмосферу более 18,7 тысяч тонн СО₂, который произошел бы при выработке электроэнергии традиционными способами [57, 58].

Также в Белгородской области функционирует биогазовая установка "Байцуры", построенная вблизи Стригуновского свинокомплекса. Она рассчитана на переработку 38,69 тысяч м³ органических отходов и производство 19,1 тысяч м³ органических удобрений в год. Годовая мощность выработки электроэнергии составляет 7,4 млн. кВт·ч, тепловой энергии – 3,2 тысяч Гкал.

В Курской области построена биогазовая станция «Глушково-1» мощностью 2 МВт. Станция рассчитана на переработку 105 т/сутки стоков свинокомплекса и 105 т/сутки кукурузного силоса. Также в Курской области на стадии проектирования биогазовая станция «Курск-1» [59, 60].

Также в России внедряется получение биоза из отходов перерабатывающей промышленности. Так, в 2008 г. компания «Балтика» начала использовать биогаз в качестве топлива на заводе «Балтика-Хабаровск». Получение биогаза происходит в процессе очистки сточных вод от производства пива. Годовая экономия затрат на тепловую энергию достигает 8-10%.

В целях повышения надежности и энергоэффективности работы люберецких очистных сооруже­ний в 2011 году завершено строительство мини-ТЭЦ на биогазе электрической мощностью 10 МВт [61].

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: