Экология и энергетика

Комбинированные технологии получения энергии из биомассы (органических отходов) и их роль в защите окружающей среды и экономике сельскохозяйственного производства России. Необходимость создания таких технологий продиктована требованиями сегодняшнего дня. Крупные предприятия агропромышленного комплекса: птицефабрики, животноводческие комплексы и муниципальные хозяйства нуждаются в эффективных способах ликвидации отходов с минимизацией по капитальным вложениям и энергозатратам.

В значительной мере это относится к взаимосвязи использования природного газа, каменного угля и биотоплив. Разрабатывается несколько безотходных эколого-энергетических технологий высокорентабельной переработки масштабных масс органических отходов с высокой влажнос-тью: 1. С использованием природного газа; 2. С использованием камен-ного угля; 3. С использованием древесной щепы; 4. С использованием органических наполнителей для снижения влажности отходов; 5. С ис-пользованием биогаза и органических наполнителей. 6. Объединение вариантов 1,2,3 + 4.

Выполнение национальных программ по сельскому и жилигцно- ком-мунальным хозяйствам России тесно связаны с решением отечественных проблем по энергетике, экологии и некоторым социальным проблемам, в частности, по созданию современных комфортных условий обитания го-рожан и сельских жителей.

Эти проекты потребуют интенсивного увеличения энергетических мощ-ностей для дальнейшей электрификации и модернизации сельскохозяйственного производства и жилищно-коммунального хозяйства, внедрения новейших высоких технологий в эти отрасли.

Увеличение энергетических мощностей должно происходить при сниже-нии капитальных затрат, решении проблем экологии с широким привлече-нием локальных, альтернативных источников топлива и энергии при эко-номически обоснованном сочетании с традиционной энергетикой созда-нием комбинированных энергетических технологий на основе использования природного газа, угля и биомассы (органических отходов).

Современные энергетические, экологические и экономические осо- бенно-сти сельскохозяйственного производства и муниципального хозяйства России, особенно на локальном уровне, рост тарифов на энергоносители и возрастающие требования экологического контроля свидетельствуют о не-обходимости разработки рентабельных и энергоэффективных безотходных технологий переработки и утилизации концентрированных органических отходов растительного и животного происхождения в топливо, энергию и другие коммерчески рентабельные продукты. Органические отходы сельскохозяйственного производства и городов, составляющих основную мас-су такого типа отходов в мире, входят в состав энергетических биомасс и биоэнерготехнологий, и составляют один из разделов современной энергетики - биоэнергетики [2-10].

Это направление широко развивается в мире: в Евросоюзе, США, Японии, Бразилии, Китае, Индии и других странах с целью максимального замещения дорогих импортных энергоносителей [2-10].

К одному из масштабных видов энергетического биосырья России, высокорентабельная переработка которого в топливо и энергию требует больших первоначальных капитальных вложений относятся отходы сельскохозяйственного производства (животноводства, свиноводства и птицеводства, растениеводства) и городов.

Капитальные вложения на переработку 1 тонны таких органических отходов в газообразное топливо и энергию по самой известной высокорентабельной и радикальной биогазовой технологии могут составить от 0.5 до 1.0 миллиона рублей (по ценам 2011 г.) [2-10] . Для птицефабрики на 500 тысяч голов суточный выход отходов составляет до 100 тонн при влажности 75% и первоначальные капвложения оцениваются в 100 миллионов рублей. Даже при их окупаемости не более 2-х лет таких средств в настоящее время и в ближайшие годы в сельхозсекторе и муниципальных хозяйствах России нет и не будет.

Вторая проблема - это высокая концентрация таких отходов по месту производства : на птицефабриках, крупных животноводческих комплексах и свинокомплексах и городах.

Третья проблема - Опасность отходов животноводства и птицеводства усугубляется их высокой влажностью: от 75% до 85%, иногда до 90- 95%.

Только по Птицепрому годовой выход органических отходов составляет до 20 миллионов тонн. Это количество отходов содержит до 60 триллионов кДж энергии или 15 млрд. кВт ч. Они могут стать важным до- полнитель-ным источником энергетического сырья для производства тепловой и эле-ктрической энергии на локальном уровне, что может быть использовано для успешного и рентабельного решения проблем экологии.

Необходимо создание высокорентабельных энергетических технологий при небольшом объеме капитальных вложений для безотходной перера-ботке таких количеств отходов с получением электрической и тепловой энергии, что требуют экономические, энергетические и экологические особенности современной России.

К экологически опасным отходам кроме отходов птицефабрик(от 50 до 200 тонн в сутки), относятся отходы крупных свинокомплексов (от 50 до 500 тонн в сутки), животноводческих комплексов крупного рогатого скота (от 40 до 100 тонн в сутки) и городов с населением от 100 тысяч до несколько миллионов жителей (от 20 тысяч до нескольких миллионов тонн в год).

Богатые запасы традиционных энергоресурсов (природного газа и ка-менного угля) России (и эти преимущества необходимо эффективно использовать особенно на локальном уровне при современном экономическом этапе развития России) позволяют разработать комбинированные энергетические технологии, сочетающие традиционную энергетику и биоэнергетику, по трансформации энергии химических связей органических отходов в коммерческие виды энергии: электрическую и тепловую,- превратив переработку таких отходов из экономически и энергетически затратных производств в современные технологии по производству рентабельных видов энергии и других продуктов с высокими потребительскими свойствами..

Общий выход органических отходов растительного и животного про-исхождения в России составляет 294 миллионов тонн в год (по с.в.). Энергетический запас этого количества отходов составляет 870 млрд. кВт ч/год. В таблице 2-3 приведены расчетные данные по выходу органических отходов для птицефабрик и животноводческих комплексов молочного направления. Птицефабрика на 1 млн. голов дает в год до 720 тыс. т или в пересчете на биогаз - более 56 тысяч ту.т., жив комплекс на 5 тысяч голов КРС - 22.6 тысяч т у.т.

Поголовье кур по Птицепрому России в 2015г. составило 547 миллионов голов. Это 109 тысяч тонн помета/сутки или 39.9 миллионов тонн в год.

Проблемы экологии и энергетики, экономика современной России требу-ют создания новых подходов к рациональному экономически выверенному взаимодополнению традиционной энергетики и возобновляемых источни-ков энергии, особенно на локальном уровне и основанных на ис- пользова-нии биомассы, и прежде всего, органических отходов. В значительной ме-ре это относится к взаимосвязи использования природного газа, каменного угля и энергетического биосырья.

Таблица 2-3

Краткая характеристика российских птицефабрик и животноводческих комплексов крупного рогатого скота.

Показатели

птицефабрики

животноводческие

комплексы

направление

Яйценоские

молочное

Численность голов, тысяч

250

500

1000

1.0

2.5

5.0

Производительность в год

Количество яиц, млн. штук

Количество молока, тыс. тонн

67.5

135.2

270.0

9.0

18.0

36.0

Годовая стоимость продукции, млн. руб.

32.4

65.0

130.0

45.0

90.0

180.0

Выход органических отходов, тонн/сутки

50.0

100.0

200.0

40.0

100.0

200.0

Выход органических отходов, тыс.тонн/год

18.0

36.0

72.0

14.6

36.0

72.0

Огромные запасы природного газа в России создают особые уни- каль-ные и высококонкурентные условия для развития отечественной энерге-тики и всей экономики России в ближайшее десятилетие. Россия в кратчайшие сроки может сделать мощный рывок в развитии экономики.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >