6.4. Отходы перерабатывающая промышленность

Отходы производства сахара из сахарной свеклы

Отходами при производстве сахара из сахарной свеклы являются: свекловичная меласса и свекловичный жом, но так как свекловичный жом используется для производства кормов для животноводства, то выработка биогаза из этого типа сырья нецелесообразна. Выход мелассы - 5 % каждый от массы перерабатываемой свеклы. Теплотворная способность мелассы - 0,57 т у.т., при влажности 30 % [12, с.95].

По данным Липецкстата в 2011 году в Липецкой области валовой сбор в хозяйствах всех категорий сахарной свеклы составил 3498800 т [Табл. П. 3.1.], при этом образовалось 174940 т отходов, что эквивалентно 99716 т у.т.

Так как сахар производится только на промышленных предприятиях, то валовой, технический и экономический потенциалы ресурсов энергии мелассы принимаются равными и составляют 99716 т у.т.

Меласса выделяет в среднем 630 м³ биогаза на тонну сухого вещества [35], но так как влажность субстрата составляет 30 %, то выход биогаза составит 440 м³.

Из 174940 т отходов получится 76 973 600 м³ биогаза и 139952 т биоудобрений.

76973600 ÷ 7440 = 10346

Значит энергией можно обеспечить в течение года население численностью более 50000 человек.

Отходы переработки мяса КРС МРС, свиней и птицы

При переработке птичьего мяса, как правило, отходов нет.

При переработке мяса КРС, свиней и МРС органические отходы могут составлять до 16 %, при влажности 70 %. Теплотворная способность 1 кг мясных отходов составляет 0,357 т у.т. [12, с. 94].

Сельхозпредприятия Липецкой области произвели в 2012 году 186,6 тысячи т мяса [45], при этом образовалось около 30000 т отходов, что эквивалентно 10710 т у.т.

Так как переработка мяса производится на мясокомбинатах, то значения валового, технического и экономического потенциалов ресурсов энергии этих отходов принимаются идентичными - 10710 т у.т.

Отходы переработки мяса (кровь, каныга, мягкие ткани) в среднем дают 300 м³ биогаза на тонну сухого вещества [Табл. П. 1.1.], но так как влажность субстрата составляет 70 %, то выход биогаза составит 90 м³.

Из 30000 т отходов получится 2 700 000 м³ биогаза и 24000 т биоудобрений.

2700000 ÷ 7440 = 362,9

Значит энергией и теплом можно обеспечить в течение года население численностью более 1800 человек.

Таблица 2.

Сводная таблица «Ресурсы биомассы отходов для получения биогаза в Липецкой области»

Субстрат	Масса отходов, т	Экономический потенциал т у.т.	Выход биогаза м^3,	Продукция биогазовой станции					Стоимость
				Биоудобрения, т	Электроэнергия кВт*ч^1	Тепло кВт*ч^2	Тепло Гкал/ч^3	Электричество при 1 кВт*ч = 2,76 руб.		Тепло при 1 Гкал = 1 244,75 руб
ТБО	408191	32727,9	16363965	157094	32727930	57273877,5	49244,08	65455860		61296568,4
Сточные воды	111366,4	1270	212731,5	56728	425463	744560,3	640,17	850926		796855,2
Всего	519557,4	33997,9	16576696,5	213822	33153393	58018437,5	49 884,25	66306786		62093424
Отходы животноводства
КРС	1519860	64700	82072440	1215888	164144880	287253540	246980,59	328289760		307429094
Свиноводства	698318	29727,3	43295716	558654	86591432	151535006	130289,80	173182864		162178226
MPС	85410	7430,67	9224220	68328	18448440	32284770	27758,45	36896880		34552325
Отходы птицеводства	307188	21503	31640364	245750	63280728	110741274	95215,35	126561456		118519304
Всего	2610776	123361	166232740	2088620	332465480	581814590	500244,18	664930960		622678949
Отходы растениеводства
Отходы производства зернобобовых культур	1972500	484012,87	504960000	1578000	1009920000	1767360000	1519576,13	2019840000		1891492385,3
Отходы производства картофеля	232633,8	200	32568732	186107	65137464	113990562	98009,09	130274928		121996808,8

Продолжение табл. 2

Отходы производства сахарной свеклы	1166266	118959	187768826	933013	375537652	657190891	565052,73	751075304	703349383,3
Отходы производства подсолнечника	664200	189961	196603200	531360	393206400	688111200	591638,01	786412800	736441412,6
Отходы производства овощей	52000	1061	6500000	41600	13000000	22750000	19560,45	26 000 000	24347870,1
Всего	2115099,8	794193,87	928400758	3270080	1856801516	3249402653	2793836,40	3713603032	3477627860
Перерабатывающая промышленность без маслобойной, спиртовой и мукомольно-крупяной отраслей
Отходы производства сахара из сахарной свеклы	174940	99716	76973600	139952	153947200	269407600	231636,65	307894400	288329725,66
Отходы переработки мяса	30000	10710	2700000	24000	5400000	9450000	8125,11	10800000.	10113730,67
Всего	204940	110426	79673600	163952	159347200	278857600	239761,76	318694400	298443456,3
Итого	5450373	1061978,8	1190883795	5736474	2381767589	4168093281	3583726,60	4763535178	4460843688,8

ПРИМЕЧАНИЕ:

1 - 1 м³ биогаза дает 2 кВт*ч электроэнергии

2 - 1 м³ биогаза дает 3 кВт*ч тепла

3 - 1 кВт*ч = 0,0008598 Гкал*ч

На основании проведенных расчетов можно сказать, что наибольшим экономическим потенциалом обладают отходы растениеводства, т.к. во-первых выход биогаза из тонны такого субстрата составляет более 200 м³, тогда как для животноводства этот показатель вдвое меньше, во вторых масса отходов с/х достаточно велика – 39 % от всех отходов, образующихся на территории Липецкой области за год.

В нашей климатической зоне наиболее рентабельными являются установки средней и большой мощности, свыше 1 МВт [40]. Малые биогазовые установки не столь рентабельны т.к. часть производимой энергии биогаза, потребляет сама установка – обычно от 10 до 30 % всей вырабатываемой энергии, зимой этот процент может доходить до 60%. Главным неоспоримым преимуществом малой установки является ее цена, например индивидуальная биогазовая установка стоит от 150 тыс. руб. (усадебного и фермерского типа, 3-8 голов КРС) до 1-2 млн. руб. для животноводческих комплексов [37].

БГУ мощностью 1 МВт и более стоят гораздо больше от 2 до 5 млн. евро, но за счёт высокой степени укомплектованности достигается больший выход биогаза, а значит и большее кол-во тепла и электричества. Благодаря этому окупаемость таких установок составляет 3-5 лет. В год такая установка может переработать до 450 тысяч т сырья [48].

Основной проблемой на пути реализации биоэнергетических проектов в России является необходимость первоначальных финансовых инвестиций.

К другим причинам, сдерживающим развитие биоэнергетики в России, относятся: низкий уровень экологической сознательности среди населения и представителей бизнеса, отсутствие программы государственного стимулирования предприятий, занимающихся производством биогаза.

ВЫВОДЫ

1. Использование биогаза имеет длительную историю, еще до н. э. люди использовали болотный газ для приготовления пищи. Активное становление и развитие биогаза приходиться на начало XX века. Стремительно и повсеместно появлялись крупномасштабные заводы по производству биогаза. Сегодня биогазовые технологии стали стандартом очистки сточных вод и переработки сельскохозяйственных и твердых отходов и используются в большинстве стран мира.

2. Основными источниками биогаза являются: отходы сельскохозяйственного производства; органические отходы промышленности и коммунального производства. Существует 2 направления переработки биомассы: термохимический и биологический. В основе работы биогазовой установки лежит анаэробный микробиологический процесс, результатом которого является переработка органических отходов в биогаз, тепло и электроэнергию, твердые органические и жидкие минеральные удобрения.

3. Биогазовая станция решает проблему утилизации органических отходов и очистки сточных вод, тем самымминимизируя возможные штрафы за экологические нарушения, связанные с хранением и вывозкой навоза. Использование биогаза дает не только значительное снижение себестоимости продукции, бесперебойное электро- и теплоснабжения собственного производства, но и возможность получения дополнительной прибыли от продажи энергии, тепла и биоудобрений. Использование биоудобрений способствует повышению качества почв и увеличению урожайности. На выходе получается экологически чистая продукция растениеводства и животноводства и уменьшение в целом загрязнения окружающей среды и пахотных земель.

4. Кризисное состояние российской централизованной энергетики, наступающий дефицит газа и рост цен на энергоносители способствует росту потенциала использования биогазовых технологий в РФ. Средний уровень газификации составляет менее 70 % в городах и 50 % в сельской местности.

В результате в России складывается по сути уникальная для «энергетической сверхдержавы» ситуация, когда применение биогазовых технологий становится не просто выгодным, но и единственным способом обеспечить энергетические потребности сельского хозяйства.

5. Российский рынок биогаза находится на ранней стадии развития и обладает огромным потенциалом для использования возобновляемых, альтернативных источников энергии на основе переработки биологических отходов. Переработка отходов сельского хозяйства, пищевой промышленности и продуктов водоочистных сооружений в Липецкой области способна ежегодно дать более 1 млрд. м³ биогаза и свыше 5 млн. т высококачественных удобрений, а также 2000 ГВт энергии и 4000 ГВт тепла.

Развитие биогазовых проектов во многом зависит от программы государственного стимулирования предприятий использующих биогаз и повышения уровня экологической сознательности среди населения и представителей бизнес-структур.