Биогаз как возможный путь развития сельской местности

Сегодня существует проблема утилизации навоза с ферм по выращиванию скота, поскольку сегодняшний способ утилизации, который предусматривает сброс навоза в лагуны, оставляет экологический отпечаток. Данная проблема входит в перечень наиболее серьезных экологических проблем Беларуси. Стоит отметить, что подобная проблема стоит не только перед фермами, но и частные подворья не находят лучшего решения чем хранение отходов на открытом воздухе и использование его в качестве удобрения.

Также в сельской местности существует проблема обеспечения тепловой энергией и газом. Наиболее популярными энергоносителями в сельской местности остается электричество и сжиженный газ, а отопление – печное.

Источник: Белстат (данные для сельской местности)

Но с электроснабжением тоже существуют проблемы, например, высокий износ сетей, «слабые» сети и высокие потери за счет удаления от энергоисточников.

Все эти проблемы сказываются на удовлетворении населения жильем, да и в целом в XXI веке большинство не готово отказаться от благ цивилизации, хотя бы в виде горячей воды.

Например, около 20% живущих в сельской местности не удовлетворены своими условиями и еще 5% респондентов ответили «ни да, ни нет». В большинстве случаев главной причиной неудовлетворения является отсутствие коммунальных услуг.

Источник: Белстат (данные для сельской местности на начало 2014 г)

Конечно, ведутся работы по решению многих проблем и проложить газопровод в каждый дом в сельской местности это дорогостояще. Поэтому необходимо искать альтернативу, которая поможет решить данные проблемы. В качестве такой альтернативы может выступить биогаз.

По такому пути развития двигается Китай. В настоящее время в Китае насчитывается свыше 30 млн [по другой информации свыше 40 млн] бытовых биогазовых комплексов, которые в основном обеспечивают потребность семьи в газу для приготовления пищи. Технологии в области биогаза в Китае предлагают крайне простые решения для фермеров по довольно низкой стоимости. Стоимость «типовой» бытовой биогазовой установки объемом 8 м. куб. составляет около 450 долл. Схематично такая биогазовая установка выглядит следующим образом:

Источник: Kangmin and Ho (2006)

Китайское правительство считает биогаз одной из важнейших составляющих национальной независимости от энергопоставок со стороны других стран. Например, с 2002 года правительство Китая предоставляет единовременные гранты в размере 1500 юаней (около 230 долларов) на покупку и монтаж отечественного биогазового оборудования. Таким образом, субсидируя около 50% стоимости капитальных затрат. Однако стремясь удешевить конечный продукт, китайская технология производства бытовых биогазовых технологий не позволяет работать при отрицательных температурах (для работы биогазового комплекса компании Shenzhen Puxin Technology Co необходима температура выше + 10 град. Цельсия). Поэтому время работы биогазового комплекса составляет от 5 до 8 месяцев.

Источник: alibaba.com.
[cтоимость такой установки вместе с оборудованием для газовой плиты – 250 долл.]

Подобную технологию развивала Грузия, даже можно сказать достигла хороших результатов. Им удалось создать два типа биогазовых установок (мезофильный и термофильный режим) объемом 6 м. куб. Стоимость биогазового комплекса в мезофильном режиме колеблется от 720 до 900 долл в зависимости от температуры наружного воздуха (источник: Организация экономического сотрудничества и развития).

Для расчета биогазового комплекса примем следующие исходные данные:

• Семья состоит из трех человек;
• В соответсвии с нормами «Об утверждении норм потребления газа для населения» потребность в сжиженном газу в балоннах весом 21 кг составляет 5 шт/год на одного человека.
• Стоимость одного балона сжиженного газа (21 кг) составляет 136500 бел руб [в соттветсвии с постановлением Министерства экономики Беларуси от 22 марта 2016 года № 14].
• Теплота сгорания сгорания сжиженного газа 10800, биогаза – 4462 ккал/кг
• Характеристики субстрата для загрузки в биогазовый коплекс:

Источник: ТКП 17.02-05-2011 (02120).

Примечание. Значение выхода биогаза и количество экскрементов принята по минимальному значению.

На основании этих данных для обеспечения потребности в газу на приготовление пищи необходимо иметь в хозяйстве например 2 коровы (или 5 свиней), 5 кур. Для этого потребуется биогазовый комплекс объемом около 6 м куб (стоимостью 900 долл). Срок окупаемости установки составляет около 9 лет.

Данный срок окупаемости на вряд ли сподвигнет население использовать подобные техногологии для личного использования, поэтому необходима разработка технологии позволяющая соратить капитальные затраты.

Если же рассматривать использование биогазового комплекса для нужд горячего водоснабжения и приготовления пищи, то необходима установка объемом 10 м. куб (стоимость 1500 долл), то она окупается за срок 8 лет [при условии что затраты на оборудование ГВС на базе сжиженного газа равны затратам при использовании биогаза для горячего водоснобжения].

Так же население получит «улучшенное» удобрение для собственных хозяйств. В отходах переработки биомассы содержится значительно меньше болезнетворных микроорганизмов, чем в исходном материале и в нем содержится значительное количество питательных веществ, которые улучшают физические свойства почвы, такие как аэрацию, водоудерживающую и инфильтрационную способность почвы и др. Это поддтверждается испытаниями во многих странах, использование «удобрения после биогазового» комплекса вело к увеличению урожайности.

Отдельным моментом хочется отметить и тот факт, что на сегодняшний день подобные технологии для населения неокупаемые за счет перекрестного субсидирования. Если же произойдет отмена перекрестного субсидирования, то срок окупаемости подобных установок составляет около 4 лет.

ЧТО ДЛЯ ЭТОГО НЕОБХОДИМО

На сегодняшний день самым главным образом необходима разработка технологии. Например, возможна разработка БГУ для личных подворьев, затем улучшить технологию и использовать ее для фермерских хозяйств, где содержится 10 – 50 животных, а потом переходить на большие промышленные объемы. Тогда таким эволюционным путем мы получим свою белорусскую биогазовую технологию. Подобное развитие позволит создать собственное производство биогазовых установок (бытовых и промышленных), что позволить развивать высокотехнологическое и наукоемкое производство. Например, в парке «Великий камень» есть инвестиционный проект по созданию эко-био мини-ТЭЦ, который оценивается в 25 млн. долл. Ко всему прочему, это создание дополнительных рабочих мест и нологовые поступления в государственный бюджет.

Вторым фактором в развитии данной технологии будет являться информирование граждан. На примере Грузии были получены результаты, что с интерес со стороны фермеров рос в результате информационных кампаний и создания пилотных проектов. По причине низкой финансовой возможности населения проживающего в сельской местности, необходима разработка стратегии финансирования и кредитных линий для проектов по использованию биогазовых технологий.

ФАКТОРЫ РИСКА И МЕРЫ ДЛЯ ИХ СМЯГЧЕНИЯ

Таким образом, биогазовые технологии могут стать толчком для стимулирования развития сельской местности (повышение качества жизни) и создание новых рабочих мест. А так же существует шанс, по увеличению поголовья скота в домашних хозяйствах (за последние 5 лет количество КРС, свиней, коз и овец сократилось в два раза) для производства биогаза. Так же при создании собсвенной технологии и производстве сопутсвующего оборудования с целью уменьшения конечной стоимости для потребителя (за счет отсутствия налогооблажения, логистических расходов и прибыли диллеров) возможно использование биогазовых технологий для производства тепла и электроэнергии. С экономичной точки зрения эффективнее строительство крупных биогазовых установок со строительством тепловых сетей для передачи тепла домашним хозяйствам, но для этого необходимо что бы государство направило финансирование программы по газификации страны, на реализацию проекта по строительству инфраструктуры для биогазовых технологий. Создание биогазовых комплексов поможет решить экологическую проблему по утилизации навоза. Проведенные исследования Организации экономического сотрудничества и развития показывают, что использование биогаза в сельской местности несет в себе следующие выгоды:

• Сокращение вырубок лесных массивов (при использовании биогаза на нужды отопления или замещения дровяных плит) как промышленного масштаба так и незаконных вырубок; Возможно использование сэкономленной древесины в качесте топлива на энергисточниках, работающих на биомассе
• Сокращение времени населения на заготовку дров, но в тоже время сокращает количество рабочих мест в лесничествах;
• Повышение надежности электроснабжения (газоснабжения);
• Повышение урожайности за счет использования высокоэффективных удобрений, производимых в процессе анаэробного сбраживания в биогазовом комплексе;
• Сокращение выбросов парниковых газов.