Проект по утилизации отходов животноводства для производства электрической и тепловой энергии

За последние годы в РФ при постоянном росте цен на энергоносители, значительном повышении экологических требований по атмосфере, почвам, водоемам, а также возрастающем риске отключений и аварий в энергосистемах увеличивается интерес отечественных специалистов и сельскохозяйственных предприятий к выбору рациональных технологий по переработке и утилизации навоза животноводческих ферм и птицефабрик.

Применение технологии анаэробного сбраживания биоразлагаемых отходов позволяет решить следующие задачи:
Внедрение комплексных природоохранных мероприятий по сокращению токсичных выбросов в атмосферу, почвенную и водную среду;
Получение сельскохозяйственным предприятием прибыли за счет использования биогаза для выработки электрической и тепловой энергии, реализации органических удобрений со стабильными свойствами (отсутствие запаха и повторного загнивания);
Повышение надежности и безопасности в энергосбережении животноводческих ферм и птицефабрик путем использования собственного возобновляемого источника энергии;
Повышение плодородия почв и повышение урожаев с кормовых площадей сельскохозяйственных предприятий за счет внесения своих удобрений, являющихся источником не только биогенных элементов, но и гуминовых веществ.

Технология анаэробного метанового сбраживания в части обращения органических веществ позволяет создать систему замкнутого цикла: растениеводство - корма и пищевые продукты - отходы - анаэробная переработка - растениеводство. В такой схеме сельское хозяйство обеспечивается удобрениями и кормами, а производство при полезной утилизации метана - сырьем и энергией. При этом резко снижаются выбросы вредных веществ в окружающую среду. Снижается использование невозобновляемых природных ресурсов. Снижение выделения парниковых газов способствует выполнению требований Киотского протокола, принятом в РФ 14 ноября 2004 г.

По данным «Ассоциации биогаза» (Германия) на настоящий момент в Европе имеется 2200 биогазовых установок на отходах сельскохозяйственных ферм.
*(Austria 119, Belgium 100, Czech Rep. 10, Denmark 40, France 5, Germany 1900, Greece 67, Irland 13, Italy 67, Lithuania 4, Netherlands 15, Poland 15, Portugal 100, Sweden 6, Swizerland 69, UK 60)

В связи с предстоящим вступлением РФ в ВТО, утилизация навоза животноводческих предприятий и птицефабрик становится еще более актуальной. Европейское право (Директива 96/61/ЕЕВ) очень жестко ограничивает действие больших сельскохозяйственных предприятий. Эти ограничения введены с целью уменьшения выделения отходов с предприятий, расхода сырья и энергетических ресурсов, а также ограничения выброса опасных газов в атмосферу, снижения сбросов в водную и почвенную среду. Директива определяет не только нормы внесения опасных отходов, но и систему контроля.
Руководствуясь требованиями регламента ЕС 1774/2002, отходы животноводства необходимо обрабатывать при повышенной температуре, поскольку термическая обработка исключает риск распространения патогенных микроорганизмов и одновременно повышает эффективность последующего сбраживания.

Распределение суммарного количества органических отходов АПК
по Федеральным округам РФ (млн. т)

Самая большая доля органических отходов приходится на Южный федеральный округ (225 млн. т/ 36%). Поэтому объектом наших исследований стал Краснодарский край. В таблице приведены данные о выходе экскрементов КРС по хозяйствам Ейского района.

В настоящий момент энергетическая компания «GRETA ENERGY RU» ведет переговоры с администрацией Ейского района о строительстве на базе данных хозяйств биогазовых установок. Для примера рассмотрим одно из этих хозяйств ЗАО «Родина».

Организация переработки и утилизации навоза на базе хозяйства ЗАО «Родина» с выработкой из биогаза электрической энергии, тепла и одновременным получением органических удобрений
Цель проекта – строительство на базе агрокомплекса ЗАО «Родина», расположенном в Ейском районе Краснодарского края, биогазовой энергоустановки с использованием отходов КРС и растительной биомассы.
Проект по строительству биогазовой установоки направлен на реализацию «Энергетической стратегии России до 2020 года», которая определяет освоение ВИЭ в качестве приоритетного направления. Проект соответствует комплексному плану действий Российской Федерации по реализации Киотского протокола, которым намечено удвоение доли возобновляемых источников энергии в общем объеме производства первичных энергоресурсов к 2010 году.

Основные задачи проекта и пути их достижения.

Для расчетов использовались следующие данные:
среднегодовое поголовье животных – 3486 голов
суточное количество навоза – 127,1 т/сутки
влажность навоза – 85% (механическая уборка)
выход биогаза с 1 кг а. с. в. от 0,25 – 0,35 м3 биогаза (60% СН4 и 40% СО2 )
влажность силоса – 75%
выход биогаза с 1 кг а. с. в. силоса от 0,4- 0,6 м3 биогаза (60% СН4 и 40% СО2)
КПД преобразования энергии биогаза в тепловую энергию – 85%
КПД преобразования энергии биогаза в электрическую энергию – 30%
стоимость электроэнергии – 2 р. 50 коп. кВт*час
стоимость тепла – 320 руб. за 1 Гкал
стоимость удобрений – 1000 руб. за 1 тонну

Расчет выхода биогаза
Энергетические характеристики биореактора, работающего только на навозе.

2. Энергетические характеристики биореактора работающего на навозе + 30% силоса.

Расчет стоимости биогазовой установки

Предварительная экономическая оценка

Финансирование проекта
Строительство биогазовой установки будет вести энергетическая компания «GRETA ENERGY RU». После окончания строительства фирма через лизинговую компанию сдаст готовое к работе оборудование хозяйству, на территории которого будет осуществляться строительство.
Схема финансирования:
Заемные средства (кредит) – 90% 72000 тыс. руб.
Бюджетное финансирование – 0 % 0 тыс. руб.
Собственный капитал – 10% 8000 тыс. руб.