Перспективным направлением использования возобновляемых источников энергии в агропромышленном секторе являются биоэнергетика и биогазовые комплексы. Потенциал данного направления очень высок, так как в отрасли работают около сотни ферм крупного рогатого скота, свинокомплексов, птицефабрик и т.д.
Применение биогазовых технологий на основе анаэробного сбраживания может обеспечивать возможность использования различных видов органического сырья для получения энергии. Из 1 м3 биогаза можно получить 3 кВт-ч электроэнергии.
Потенциал выхода биогаза в кубических метрах из 1-й тонны отходов естественной влажности: навоз КРС – 50 м3, свиной навоз – 60 м3, птичий помет – 70 м3.
Таблица 1 - Потенциал выхода биогаза в кубических метрах на кг сухого вещества
В качестве одного из примера переработки органических отходов произведен расчет энергопотенциала от переработки отходов животноводства (таблица 1). Следует отметить, что энергопотенциал региона можно существенно увеличить за счет включения органических отходов растениеводства, торговли продуктами питания, общественного питания и другими сферами. Также необходимо отметить, что приведенный расчет условный, так как для переработки всего объема отходов требуется определенная инфраструктура, в том числе необходимое оборудование, которое должно быть равномерно размещено на всей территории региона, логистика отходов, трудовые ресурсы и тому подобное.
Таблица 2 - Условный пример расчета энергопотенциала переработки отходов животноводческих комплексов и птицефабрик
По проведенным расчетам из таблицы 2 видим, что переработка навозных стоков животноводческих ферм, комплексов и куриного помета птицефабрик по биогазовой технологии позволяет потенциально получать в год около 1,083 млрд м3 биогаза и вырабатывать на его основе около 3,25 млн кВт/ч электрической энергии, либо 5,53 млн Гкал тепловой энергии.
Биогаз, полученные при переработке навозных стоков животноводческих ферм, комплексов и куриного помета птицефабрик, может идти на отопление животноводческих помещений, жилых домов, теплиц, на получение энергии для приготовления пищи, сушку сельскохозяйственных продуктов горячим воздухом, подогрев воды, выработку электроэнергии с помощью газовых генераторов. Рассмотрим эти ситуации по отдельности.
1. Возьмем к примеру предварительный расчет максимального расхода на отопление газом в частном доме. Можно рассчитать суточный расход, месячный и на весь отопительный сезон:
1,242 (расход газа на отопление, м3) * 24 (часа) = 29,81 м3
29,81 (расход газа на отопление, м3) * 31 (день) = 924,11 м3
924,11 (расход газа на отопление, м3) * 6 (месяцев) = 5544,66 м3 (6 месяцев в среднем длится отопительный сезон).
По таблице 2 годовой выход биогаза из отходов составляет 1083,82 млн м3. Сделав вычисление: 1083,82 млн м3/5544,66 м3, можем сказать, что за 6 месяцев можно обеспечить газом примерно 195471 дом.
2. В среднем каждый житель России тратит примерно 730 кВт∙ч (0,73 МВт∙ч) электрической энергии в год. Если поделить годовую выработку электрической энергии из таблицы 2 на годовое потребление одного человека, то получим: 3250000/0,73 = 4,452 млн.чел
3. В среднем на 1 кв. м. жилого помещения требуется 0,0342 Гкал за месяц, то есть в среднем за отопительный сезон в 6 месяцев примерно на 60 кв. м жилого помещения в год потребуется 12,3 Гкал тепловой энергии. Из тепловой энергии в таблице 2 мы можем обеспечить тепловой энергией 449 593 дома: 5530000/12,3 = 449 593.
В приведённых расчетах также важно просчитать вопрос экономики, так как сложно все отходы одномоментно переработать, поэтому данное направление будет актуально для крупных агрохолдингов и крупных городов, где имеется возможность организовать такую переработку с возможность окупить инвестиции и операционные расходы в дальнейшем.
Развитие инфраструктуры по переработке органических отходов позволит уменьшить экологическую нагрузку на города и регионы в целом, а также обеспечить население тепловой или электрической энергией, либо повысить эффективность финансово-хозяйственной деятельности сельхозпредприятий и других хозяйствующих субъектов за счет экономии затрат на энергоресурсы.
При расчете использованы материалы из ресурсов интернета.
Буду рад Вашим комментариям, возможно в моих расчетах есть неточности и ошибки, но в целом потенциал развития данного направления для крупных агрохолдингов и населенных пунктов считаю актуальным.
Интересно Ваше мнение по вопросу, какие альтернативные варианты переработки отходов сельского хозяйства и пищевой промышленности можете назвать?