Реферат на тему:

Біогазова галузь в Україні: експериментально-пілотна стадія з
орієнтацією на ліцензії

Відходи тваринництва — сировина для одержання добрив і енергії

Відходи сільгоспвиробництва акумулюють у собі величезний запас поживних
речовин, необхідних для розвитку рослин. Водночас вони є неоціненним
поновлюваним джерелом енергії. Енергія, що міститься у кормах,
використовується сільгосптваринами з низьким коефіцієнтом засвоєння.
Так, наприклад, в організмі корови в результаті складних біохімічних
процесів корми трансформуються в органічні речовини тіла тварини, у
молоко, м’ясо, шкіру. При цьому в продукти тваринництва переходить лише
16,4% усієї енергії кормів, 25,6% енергії витрачається на перетравлення
і засвоєння. Решта (58%) стає надбанням гною. У системі
“корм—тварина—гній” (для корови з річним надоєм 5000 кг) у гній іде 82%
азоту, 70% фосфору і майже весь калій.

Проте в перегної, що вивозиться на поля, поживних елементів залишається
лише 10–15% їх вмісту у вихідному гної.

Найбільш ефективною і перспективною з погляду енергозбереження й охорони
навколишнього середовища є комплексна переробка відходів тваринництва з
використанням біологічного методу — метанового зброджування. Продукт
такого зброджування — біогаз — використовується як паливний енергоносій.
Залежно від вмісту в ньому метану, його енергоємність може бути різною.
Біогаз з вмістом 56% метану має енергоємність 20 МДж/м3, 62% — 22,7
МДж/м3, 70% — 25 МДж/м3. Для порівняння: природний газ — 33,6 МДж/м3,
дизпаливо — 36 МДж/л, бензин — 30,5 МДж/л.

З 1 м3 біогазу в середньому утворюється 2,1 кВт·ч електричної енергії і
3,2 кВт теплової за ккд системи 0,8. Біогаз може використовуватися як
паливо для автотранспорту. Для цього він компресується і закачуєтся в
балони аналогічно до природного газу.

Відферментована маса, що перебродила, на вигляд не відрізняється від
первинної сировини, маючи близьку до неї вологість. Водночас це готове
високоякісне знезаражене і позбавлене неприємних запахів органічне
добриво, придатне для безпосереднього внесення в грунт без додаткового
витримування в траншеях і відстійниках. У відферментованій масі знищені
патогенна мікрофлора, гельмінти і здатність насінння бур’янів до
проростання, але цілком збережена поживна цінність гною за азотом,
фосфором, калієм тощо. Втрати загального азоту у відферментованій масі
становлять 1–3%, тоді як після природного дозрівання (перепрівання) гною
вони сягають 25–30%. Завдяки нейтральному значенню рН, застосування
відферментованої маси як добрив виключає закислення і вилуження грунтів.

За механічного поділу відферментованої маси утворюються зневоднений шлам
і рідкі стоки, які мають ті самі агрохімічні й удобрювальні властивості,
що й відферментована маса. Зневоднений шлам має вологість 65–75% і може
використовуватися як тверде органічне добриво або для одержання
біогумусу з вмістом гумусу на рівні 15–17%.

Рідкі стоки містять 0,8–1,0% зваженої речовини і без жодної додаткової
обробки можуть використовуватися для підживлення рослин. На основі
стоків можна готувати рідкі органо-мінеральні добрива.

Досвід впровадження біогазових установок у світі і в Україні

Перші біогазові установки (БГУ) виникли ще до створення наукових основ
метаногенезу. В Індії (Бомбей) вони були вже в 1900 р. У 1918 р.
аналогічні установки з’явилися в Німеччині, у 1928 — в Англії, у 1930 р.
— у США. БГУ були спробою імітації природних процесів розкладання
органічної речовини в болотах із виділенням болотного газу, що містить
метан.

В Індії акцент було зроблено на сімейні й громадські біогазові
установки. До 1993 р. там налічувалося близько 1,85 млн БГУ. Програма
децентралізації виробництва енергії, ініційована урядом Індії в 1995 р.,
забезпечила підтримку проектів з виробництва енергії у сільських
громадах з використанням біогазу одиничною потужністю від 10 до 15 МВт.

Широко розвинулося сімейне й громадське одержання біогазу в Китаї.
Наприкінці 1978 р. там функціонувало 7,15 млн БГУ. У 1995 р. сімейні БГУ
Китаю виробляли 1,3 млрд м3 біогазу. Але, крім сімейних,у країні є ще
600 великих і середніх БГУ, що використовують відходи від тваринництва і
птахівництва, а такаж від виноробних і спиртових виробництв. Китай —
єдина країна у світі, що має спеціалізований науково-дослідний інститут
(м. Ченду). При інституті функціонує навчальний центр з підготовки
спеціалістів для країн Азії і тихоокеанського басейну.

а, у Німеччині на сільгоспвідходах працюють близько 400 БГУ з об’ємами
метантенків до 600–800 м3. У період з 1995 до 1998 рр. було побудовано 8
централізованих БГУ, і сумарна місткість усіх працюючих метантенків
досягла 190 тис. м3. Досить широко поставлена справа одержання енергії
за допомогою БГУ у Великобританії, Австрії, Італії, Данії, Швеції,
Голландії.

На Американському континенті БГУ одержали менше поширення, ніж у Європі.
У США на спеціалізованих комплексах ВРХ і свинофермах експлуатуються
понад 10 великих установок, які характеризуються великою продуктивністю
за вихідною сировиною: 500 і більше м3/добу. Для Канади характерні
дрібніші установки, оскільки там законодавчо обмежена велика
концентрація поголів’я тварин. Характерною для США і Канади є та
обставина, що біогазова технологія переважно розглядається як локальний
природоохоронний захід і меншою мірою як енергетичний. У США останнім
часом виявляють інтерес до систем очищення біогазу від двоокису вуглецю
і доочищення стоків після метанового зброджування, про що свідчить факт
закупівлі комплексу устаткування з очищення біогазу в Україні (Сумське
об’єднання ім. М.В. Фрунзе в 2001 р. поставило до США дослідний зразок
такої установки).

Розвиток біогазових технологій в Україні почався зі спорудження у 1959
р. у Запорізькій філії Всесоюзного науково-дослідного інституту
електрифікації сільського господарства установки, розрахованої на
переробку гною від 150 дійних корів і 20 свиноматок. З 1984 р. в галузі
технології метанового зброджування працює Українське науково-проектне
об’єднання “УкрНДІагропроект”, а також Інститут мікробіології і
вірусології АН України (Київ). На основі їхніх робіт було створено дві
дослідно-промислові БГУ. Одну — на птахофабриці “Київська” (об’єм
метантенка — 20 м3, продуктивність — до 60 м3 біогазу з 2 м3 посліду за
добу); друга — у свинорадгоспі “Росія”, Черкаська область (об’єм
метантенка — 160 м3, продуктивність за біогазом — 200–250 м3/добу).
Промислові зразки БГУ були створені Запорізьким
конструкторсько-технологічним інститутом сільськогосподарського
машинобудування (“КОБОС-1”, 1983 р.) і Сумським машинобудівним
об’єднанням ім. М.В. Фрунзе (“Біогаз 301С”, 1984 р.). Установка
“КОБОС-1” з об’ємом метантенка 250 м3 була установлена в с. Гребінки
Київської області, і ще кілька аналогічних БГУ продано в Росію.
Установка “Біогаз 301С” 20 років пропрацювала в підсобному господарстві
Сумського НПО ім. М.В. Фрунзе. За розробкою Сумського ВНДІКомпресормаш
створено установку “Біогаз 2-401С” продуктивністю 20 м3/добу за вихідною
сировиною для підсобного господарства Уфімського машинобудівного заводу.

На рівні дослідницьких і експериментальних робіт БГУ займається низка
установ України, як-от:

— Інститут технічної теплофізики НАН України;

— Інститут електродинаміки НАН України;

— Український інститут досліджень навколишнього середовища і ресурсів;

— Український державний лісотехнічний університет;

— Український науковий центр технічної екології (Донецьк).

Деякі установи і підприємства мають власні експериментальні зразки БГУ.
Зокрема, фастівське ВАТ Машинобудівний завод “Червоний Жовтень” разом із
київською науково-виробничою фірмою “Альтек” створили малогабаритну
біогазову установку з об’ємом метантенка 2–4 м3, призначену для
переробки відходів ВРХ. Дніпропетровське ЗАТ “Об’єднана інжинірингова
компанія» розробляє і виготовляє БГУ з об’ємами метантенків 3 і 6 м3 для
індивідуальних господарств.

За проектом Сумського НВО ім. М.В. Фрунзе і донецького Українського
наукового центру технічної екології (УкрНТЕК) у Харківській області (с.
Н-Мажарове) будується установка “Біогаз 5–61С”. Вона призначена для
переробки відходів ВРХ, її продуктивність за вихідною сировиною — 50
т/добу. Одержуваний біогаз має використовуватися для виробництва 640
Гкал/рік теплової енергії, тверда фракція — як органічне добриво, а
рідкі стоки — для зрошення. БГУ впроваджується за фінансової підтримки
Комітету енергозбереження України.

УкрНТЕК розробив також проекти установок “Біогаз 6 МГС3”, “Біогаз 15
МГС1”, “Біогаз 50 МГС1” для малих фермерських господарств Донецької і
Сумської областей. Установку «Біогаз 6 МГС3» у 2003 р. змонтовано і
запущено в одному з фермерських господарств поблизу міста Лімасол на
Кіпрі.

Отже, в Україні біогазова технологія перебуває нині в стадії переважно
експериментальних зразків і пілотних проектів.

Похожие записи