Переработка отходов сельского хозяйства в энергию

Дырявая экология. Сельское хозяйство производит 250 млн т отходов в год

Прошлый год в России был объявлен годом экологии, но в АПК на «экологическом фронте» ничего не изменилось. По-прежнему выгоднее выбросить отходы сельскохозяйственного производства, а не утилизировать их. Из 150 млн т отходов в животноводстве и птицеводстве в год перерабатывается только несколько процентов. Всего же сельское хозяйство ежегодно производит 250 млн т отходов.

Эти отходы часто остаются в полях, как и излишки средств защиты и удобрений. В результате такой халатности возникает эрозия. «Российское сельское хозяйство теряет около 3,9 млн т сельхозпродукции, которая могла бы вырасти на деградировавших почвах — около 1,5 млн га.

В денежном эквиваленте почвенная эрозия может приносить до 25 млрд рублей убытков в год», — подсчитывает аналитик ИК «АЛОР» (инвестиционная и брокерская компания) Кирилл Яковенко. Однако восстановление плодородия почвы стоит дорого, поэтому им почти никто не занимается.

Изменить ситуацию могла бы финансовая поддержка ответственного обращения с отходами и программ по восстановлению плодородия.

Что нас ждет

Несмотря на печально стабильную на протяжении многих лет сложную ситуацию с экологией, специалисты в сельском хозяйстве как минимум стали осознавать свою ответственность.

Во многом от бездумного использования земель ограждает большая стоимость восстановления плодородия. «Одним из способов восстановления почв после закисления является обогащение ее известью, однако это требует затрат в размере 8-10 тыс. руб.

/га с учетом всех расходов», — рассказывает Кирилл Яковенко.

Пригодные для земледелия участки уже давно практически все заняты, а хорошие участки стоят дорого, поэтому приходится беречь то, что есть.

В связи с этим далеко не все эксперты считают необходимым возвращать в сельскохозяйственный оборот все 40 млн га, отмечая, что это в основном сельхозземли, непригодные для эффективного растениеводства.

Например, профессор Государственного университета по землеустройству Александр Фомин убежден, что в Краснодарском крае залежных земель практически нет.

Тем не менее защита окружающей среды все еще происходит избирательно и преследует весьма небанальные цели, такие как экономия на удобрениях, создание и поддержание положительного имиджа сельхозпредприятия и его руководства. Конечно, есть законодательство, которое аграрии стараются не нарушать.

Однако за счет постоянного роста темпов производства и изменения технологий не все меры отрицательного воздействия на среду попадают под регулирование и влекут за собой наказания в виде штрафов.

«Кстати, при нанесении вреда экологии аграриям проще заплатить штраф, предусмотренный КоАП РФ, чем разбираться, в чем же корень самой проблемы», — замечает Кирилл Яковенко.  

— Собственник понимает, что нужны удобрения, и вносит их с умом. Арендатор же может выкачивать из почвы все, что возможно, годами сидеть на монокультурах, потому что по большому счету почва не его проблема.

А результат плачевный: 3 года без правильного севооборота и удобрений — и плодородие потеряно».

Также аграрии, которым безразлично, что будет с их земельными наделами, могут вносить навоза гораздо больше всяких норм, и никто их не поймает за руку.

«Зафиксировать превышение выбросов навоза в поля достаточно сложно, к тому же выписываемые штрафы несущественны», — считает руководитель проектов практики АПК консалтинговой группы «НЭО Центр» (стратегическое, управленческое и юридическое консультирование) Екатерина Михалева.

За счет несогласованной и индивидуальной политики каждого агрария качество почв общего земельного фонда России с каждым годом ухудшается, и государство никак не может повлиять на ситуацию.

«В целом данные законы в своей нынешней форме попросту не работают. От аграриев требуется большое количество собственных инвестиций в восстановление истощенных почв.

А когда сельхозпроизводители обращаются за помощью, обещанной госпрограммами, то субсидии выплачиваются не всегда и только на завершающих стадиях работы, что, естественно, уверенности рынку не придает», — констатирует Кирилл Яковенко.

В идеале в сельском хозяйстве надо перерабатывать практически все отходы от навоза до непроданного урожая. Однако перед ступившими на этот праведный путь открывается множество проблем, и они не только в дороговизне утилизации и переработки, но и в законодательстве.

Навоз не будет газом

Навоз — это, пожалуй, самая главная проблема сельского хозяйства. Его привыкли считать хорошим органическим удобрением, но, как и все другие средства, он хорош в меру. К тому же он пригоден в качестве удобрения часто только после переработки.

Обычно утилизация навоза осуществляется вблизи ферм, что приводит к окислению почв, отчуждению сельскохозяйственных земель, загрязнению грунтовых вод и выбросам в атмосферу парникового газа метана, что негативно сказывается на состоянии окружающей среды и экологии, говорит Екатерина Михалева.

Многочисленные доказательства прибыльности переработки навоза в биогаз в сегодняшних российских условиях, к сожалению, не соответствуют действительности. Для переработки навоза в биогаз необходима либо очень высокая цена на получаемый таким путем газ, либо государственная поддержка.  

«Даже небольшой фермер в Германии 20 лет назад имел свою установку, перерабатывающую отходы его производства в газ. Она и тогда была дорогая — примерно 100 тыс. марок.

Но их все равно устанавливали благодаря господдержке и разрешению продавать газ или произведенную тепловую энергию и электроэнергию», — вспоминает Александр Фомин.

И сейчас мировая практика показывает, что использование биогазовых установок возможно лишь с привлечением дотаций государства. Так, по словам Фомина, в США на $1 вложений в переработку отходов фермеры получают до $30 прибыли благодаря программам поддержки производства биогаза.

В Китае также оказывается существенная поддержка предприятиям, практикующим экологическую утилизацию отходов производства животноводческих ферм. «В итоге Китай на сегодняшний день является мировым лидером по внедрению технологии производства биогаза.

Суммарный выпуск биогаза в стране составляет 14 млрд м³/год. С 2002 года правительство Поднебесной выделяет ежегодно около $200 млн на поддержку строительства биогазовых установок.

Дотация на каждую установку составляет 50% от средней стоимости оборудования/возведения», — рассказывает Екатерина Михалева.

В России тем временем ушли в прошлое высокие цены на газ, а господдержка так и не появилась. Зато успешно применяется кнут вместо пряника.

«У нас есть только многочисленные запреты и экологический сбор, и нет никаких программ получения прибыли, материально поддерживающих сельхозпроизводителей, стремящихся к бережному отношению к почве (например, продажа электроэнергии и газа от биогазовых установок, субсидии и т. п.). Это неправильно, ведь главное достояние в сельском хозяйстве не молоко и мясо, а почва», — негодует Александр Фомин.

При таком раскладе производство биогаза в России будет оставаться убыточным, уверен генеральный директор компании «Биокомплекс» (оборудование для переработки и утилизации отходов) Сергей Перегудов. В последнее время он не слышал о случаях реализации подобных проектов в нашей стране.

«Экономия на стоимости природного газа и электроэнергии, получаемых из сетей, не такая высокая, чтобы быстро покрыть расходы на постройку даже небольших биогазовых установок. При этом инвестиции в их строительство могут составить более 60 млн руб.

При этом навоз, по его словам, не самое лучшее сырье для производства биогаза. Если из тонны жидкого свиного навоза получается 20 м³ газа, то из отходов бойни или утилизируемых просроченных продуктов из супермаркета — 100-120 м³, приводит данные Сергей Перегудов.

Такого же мнения придерживается Кирилл Яковенко. «Размер инвестиций в переработку навоза и сточных вод животноводческих комплексов обычно колеблется в пределах от 500 млн до 1 млрд руб., в зависимости от объемов и целей.

Для аграриев в условиях низкой маржинальности их продукции это, разумеется, не самые выгодные перспективы», — указывает он. С ним согласна Екатерина Михалева: «Даже для небольшой молочно-товарной фермы на 1 тыс.

голов стоимость установки будет составлять около 80-100 млн руб., констатирует она.

Поэтому в России гораздо выгоднее использовать переработанный навоз в качестве органического удобрения в растениеводстве. «Например, для хозяйства, имеющего крупный свиноводческий комплекс (5 тыс. основных свиноматок) и около 4 тыс.

га земли, экономия от внесения навоза вместо минеральных удобрений, по сравнению с “ничего не деланием”, составит более 11 млн руб. в год.

При таких исходных данных установка по подготовке навоза к внесению окупается за 2,5 года», — подсчитывает Сергей Перегудов.

«В нем слишком много азота, и если его вносить без переработки, он может привести к ожогам листьев растений и потери части урожая. Для безопасного применения отходов птицефабрик необходимо произвести их компостирование, после которого, кстати, помет не пахнет, что важно для местного населения.

При этом важно правильно рассчитать параметры компостирования с учетом специфики данного помета», — объясняет Перегудов.

То много, то мало

Однако еще больше забот связано с применением химических удобрений и средств защиты растений.

В результате внесения большого количества удобрений или неграмотного применения химикатов в надежде на существенную прибавку урожайности культур, выращиваемых на открытом грунте, ежегодно почве наносится непоправимый урон, она все больше окисляется, теряя плодородные свойства. То же самое происходит при недостаточном внесении удобрений или при игнорировании защиты от вредителей и сорняков.

Кроме того, даже просто оставленные в полях и лесополосах полимерные канистры от средств защиты растений представляют опасность, поэтому об их дальнейшей судьбе тоже необходимо позаботиться. «Прежде чем утилизировать тару, ее необходимо трижды промыть чистой водой, как прописано в СанПиН 1.2.2584-10 от 2010 года.

Но самым важным требованием является обязательный слив воды от промывки в бак опрыскивателя, после чего эту воду можно использовать в качестве рабочего раствора для полевых работ», — рассказали «Агротехнике и технологиям» в пресс-службе химического концерна BASF.

Промытые полимерные канистры в открытом виде и с проделанными в них отверстиями (во избежание повторного использования канистр не по назначению) направляются на переработку. Пластик поддается дроблению и передаче готового полимерного сырья для дальнейших этапов переработки и изготовления широкого спектра товаров промышленного назначения.

В последние годы все большую популярность набирают биологические методы защиты, которые, в отличие от химических, считаются относительно безопасными для экологии.

«Например, при борьбе с насекомыми биологические методы защиты срабатывают не так быстро, как химические, к тому же эффект от их применения не гарантирован во всех ситуациях. С химией же есть стабильный результат, и он достигается быстро — буквально в течение часа можно защититься от облака личинок саранчи», — отмечает специалист.

Поэтому пока самым действенным способом предотвратить загрязнение окружающей среды является повышение уровня знаний аграриев и специалистов компаний, продающих СЗР.

«Инсектициды по определению не могут быть полезны или безвредны для окружающей среды.

Хотя можно минимизировать риски от их применения путем нанесения на целевой объект, например, сразу на клубни и семена, что снижает вероятность сноса рабочего раствора препарата при наземном опрыскивании», — приводит пример Елена Соколова.

Есть и другие интересные методы, помогающие снизить негативное влияние химикатов на окружающую среду, замечает Александр Фомин.

По его словам, набирающие популярность микроудобрения дают возможность вносить небольшие дозы и при этом наносят гораздо меньший вред экологии. К тому же такие удобрения имеют целенаправленное действие.

Однако и их применение не отменяет необходимости утилизации канистр.

В любом случае утилизация любых отходов сельхозпредприятия, будь то навоз или тара от пестицидов, требует активного участия и ответственного отношения самих аграриев. Но в конечном итоге все их усилия пойдут прахом без должных мер государственной поддержки.

Источник: https://www.agroinvestor.ru/technologies/article/29525-dyryavaya-ekologiya/

Переработка отходов сельского хозяйства

Пожалуй, ни одна отрасль народного хозяйства не оказывает такого санитарно-экологического влияния на окружающую среду, как сельское хозяйство. Так, например, природная среда загрязняется остаточным количеством удобрений, ядохимикатами, а также не переработанными отходами сельского хозяйства.

Непременным условием является своевременная утилизация таких отходов.

На птицефабриках и фермах это, в основном, помет, который, накапливаясь, загрязняет близлежащую территорию, образуя так называемые пометные озера, где нет места растениям, животным организмам, создавая неудобные условия проживания и для населения.

Пример 1

В России каждая из более 600 птицеферм дает за сутки до 300 тонн помета.

Уменьшить негативное воздействие от загрязнения природы возможно, если грамотно и рационально, с включением современных малоотходных и безотходных технологий перерабатывать отходы, появляющиеся и накапливающиеся в животноводстве, птицеводстве, растениеводстве, в конечном счете, включая их в хозяйственный оборот. При этом важным звеном в работе перерабатывающих предприятий должно стать комплексное использование отходов сельского хозяйства.

Ничего непонятно?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Замечание 1

На сельскохозяйственное производство приходится 250 миллионов тонн отходов в течение одного года, из которых 150 более двух третей дает животноводство и птицеводство, а коло 100 млн. тонн – растениеводство.

Основные типы отходов сельскохозяйственной отрасли

Отходами производства считаются материальные остатки сырья, материалов, средств производства, утратившие свою потребительскую стоимость, которые невозможно использовать по прямому назначению (в связи со спецификой технологических особенностей предприятий). Это органические отходы растениеводства и животноводства; остаточное количество удобрений; пестициды и другие ядохимикаты; выбросы различных загрязняющих веществ работающей сельскохозяйственной техникой.

Все отходы можно разделить на три категории: по сфере образования, по направлению использования и по способу привлечения к утилизации.

Рациональное использование сырья

Отходы агропромышленного комплекса могут служить ценным сырьем.

Пример 2

Из хлопковой шелухи и стержней початков кукурузы возможно получение кормовых дрожжей, фурфурола, этилового спирта, тетрагидрофурилового спирта, фурановых соединений, уксусной кислоты, пищевой глюкозы, сухих кормов для животных. Сырье, получаемое из отходов пивоваренного производства (из барды), – хлебопекарные и кормовые дрожжи, глицерин, бетаин, витамин В12, сернокислый аммоний, глютамат натрия, биомизин, корм для скота.

Отходы растениеводства частично служат органическими удобрениями, если остаются в почве на полях, или кормом для домашних животных. Также они идут на переработку на биотопливо, являющееся ресурсом для различных отраслей производства.

Способы утилизации отходов растениеводства

Один из методов утилизации таких отходов – получение кормовых белков.

По расчетам, из 1 тонны рисовой соломы, которую практически не применяют в животноводстве, а сжигают, в ходе комплексного технологического процесса (безотходная технология использования этого продукта уже имеется) возможно получить 100 кг кормовых дрожжей и почти 200 квадратных метров теплоизоляционных волокнистых плит с толщиной около 12-13 см.

Перспективной технологией считается переработка отходов сельского хозяйства при помощи метанобактерий.

Она построена на том принципе, что, размножаясь в любых органических остатках, эти микроорганизмы продуцируют биогаз, являющийся ценным энергетическим сырьем для небольших электростанций.

Для его получения отходами органики, перекрыв доступ воздуха, заполняют специальные емкости. Конечный продукт процесса брожения – газ поступает в газохранилища для последующего использования. Кроме того, после брожения остается обеззараженная субстанция – органическое, не имеющее запаха вещество, которое может служить органическим удобрением.

Замечание 2

Технология переработки отходов с помощью метанобактерий способна экономить на селе до 40% электроэнергии и природного газа.

Источник: https://spravochnick.ru/ekologiya/pererabotka_othodov_selskogo_hozyaystva/

Биоэнергетика: cельскохозяйственные отходы

Общие сведения. В сельском хозяйстве вследствие значительных энергозатрат на технологические процессы, механизацию, транспорт и производство удобрений переработка биомассы с целью получения энергоносителей и высококачественных удобрений имеет чрезвычайно большое значение.

Сельскохозяйственные отходы делятся на растительные сельскохозяйственные и животноводческие.

Растительные сельскохозяйственные отходы. Растительные отходы сельского хозяйства — это остатки растительности при извлечении необходимой части сельскохозяйственной культуры после сбора урожая и его промышленной переработки. Выделяются две группы таких отходов:

• сельскохозяйственного производства;
• перерабатывающей промышленности.

К первой группе относятся отходы, которые остаются после сбора урожая сельскохозяйственных культур — солома злаковые культуры, стебли подсолнуха и кукурузы, ботва овощных культур и прочее.

Ко второй группе относятся остатки перерабатывающей промышленности — шелуха, мякина, кожура и прочее.

При определении количественных показателей растительных отходов пользуются понятием «коэффициент отходов», который определяется отношением сухой массы отходов определенной культуры к массе собранного урожая с нулевой влажностью.

Урожайность определяется как общий выход определенной растительной продукции за определенный период. Коэффициент отходов — это удельный показатель количества отходов в данной сельскохозяйственной культуре.

Поскольку выход растительных остатков находится в прямо пропорциональной зависимости от урожайности культуры, коэффициент отходов является достаточно стабильным показателем.

Коэффициент доступности отходов — это доля общего количества растительных отходов, которая фактически может быть собрана, т. е. является доступной для использования при переработке.

Необходимо отметить, что при определении ресурсов биомассы, пригодной для переработки в энергоносители, не следует учитывать ту их часть, которая может быть использована в других сельскохозяйственных технологиях — силос, кормовая продукция и прочее. В этих случаях количество растительных остатков определяется с помощью коэффициента использования растительных отходов для технологических потребностей.

Определение потенциальных энергетических ресурсов отходов биомассы сельскохозяйственных культур проводится в следующем порядке:

• расчет общего количества растительных отходов (произведение урожайности на коэффициент отходов);
• определение доступного количества отходов (произведение общего количества отходов на коэффициент доступности отходов);
• расчет количества отходов, пригодных для энергетического использования (произведение доступного количества отходов на коэффициент использования отходов для технологических потребностей).

Данные, полученные в результате таких расчетов, являются исходными для определения энергопотенциала растительной биомассы, как в определенной местности, так и в региональном или государственном масштабе.

Значения коэффициентов отходов, доступности и коэффициента использования отходов для технологических потребностей, которыми пользуются при определении отходов сельскохозяйственных культур, наиболее распространенных на территории Украины. Сезонность образования сельскохозяйственных отходов является одним из важных факторов их доступности и обязательно должна учитываться при внедрении перерабатывающих биоэнергетических технологий.

Для обеспечения равномерной подачи сырья в течение года в местах переработки биомассы должно быть предусмотрено строительство хранилищ. Необходимо также применение различных методов консервации сырья, поскольку долгосрочное хранение приводит к значительному ухудшению энергетических характеристик отходов.

Общими показателями растительных отходов при применении их в качестве энергетического сырья независимо от способа переработки являются:

• размер частичек — от нескольких миллиметров до 1,5…2 метров;
• плотность — 0,2… 1,2 г/см3;
• содержание влаги зависит от вида культуры, нормированный показатель — 14 % (в отходах овощных культур может достигать 80 %);
• содержание золы — 4…20 %;
• содержание азота — 0,4…4,5 %;
• содержание серы должно быть не больше 0,25 %;
• общее содержание минеральных веществ при производстве топлива практически не учитывается;
• энергосодержание дано в кДж/кг, кВт ■ ч/кг, т у. т./т;
• содержание клетчатки при нормированной влажности — 5…40 %.

Содержание клетчатки является одним из самых важных показателей при определении энергосодержания отходов, так как именно клетчатка — это основной энергетический компонент и, благодаря наличию углерода, основная составляющая органического топлива, определяющая теплоту сгорания биомассы. Каждая из сельскохозяйственных культур имеет достаточно однородный состав, поэтому теплота их сгорания различается незначительно и находится в пределах 15 800…16 000 кДж/кг (4,39—4,44 кВт • ч/кг.

Из сельскохозяйственных отходов можно получать разные виды топлива — горючие газы (СО, Н2, СН4 и другие), жидкие топлива (спирты, жидкие углеводы) и углистые вещества. Соотношение и выход компонентов при переработке биомассы на энергоносители зависит от ряда факторов, в основном — от состава биомассы и технологии переработки.

Животноводческие сельскохозяйственные отходы. Это отходы органического происхождения, в основной массе — навоз и навозные стоки большого рогатого скота, свиней, куриный помет.

Все эти отходы применяются в сельском хозяйстве в качестве удобрений, поэтому необходимость внедрения современных методов их переработки не всегда принимается с пониманием

Источник: http://nacep.ru/novosti-energetiki/alternativnaya-energetika/bioenergetika-celskoxozyajstvennye-otxody.html

Переработка мусора в энергию | SAVENERGY.INFO

Каждый из нас ежедневно сталкивается с банальной ситуацией, — выносом (вывозом) мусора из квартиры или дома.

Выбросив сверток в мусорный бак, мы не утруждаем себя более заботами о дальнейшем пути его следования, хотя видим, как специальная мусоросборочная машина забирает мусор из баков и вывозит его на свалку.

Мы не задумываемся, что же происходит дальше, и уж тем более не ставим вопрос: «Можно ли мусор утилизировать, перерабатывать и при этом получать энергию?

Методы утилизации, которые используются в настоящее время, имеют существенные недостатки: перегрузка полигонов, которая не соответствуют требованиям зкологической безопасности; протесты населения на землеотвод под полигоны для захоронения мусора; появление вокруг мусоросжигающих заводов отравленных зон, размер которых постоянно увеличиваются.

Одна из действующих технологий по переработки ТБО, это мусоросжигающие заводы. По данным экологов, современный мусоросжигающий завод в Германии при стоимости 220 млн.€ из перерабатываемых 226 тысяч тонн мусора в год производит 20 тысяч тонн ядовитых продуктов сгорания и 60 тысяч тонн шлака, которые требуют захоронения или дополнительной переработки.

Отмечу важную деталь, — с 2020 года вступает в силу запрет захоронения мусора на полигонах Украины.

Просматривая базу данных украинских патентов на изобретения по переработке ТБО и консультируясь со специалистами данных технологий, узнаю, что существует множество технических решений по их утилизации, переработке и получению ценных отходов с попутным образованием энергии в виде синтез-газа или жидкого топлива.

Из обилия технических решений, я остановился на одном из них, как мне кажется, отвечающим современным требованиям по экологии и с достаточным количеством получения объема альтернативной энергии и хочу более подробно с ним ознакомить.

Специалисты из Швейцарии предлагают уникальную технологию переработки мусора, которая имеет преимущества по сравнению с другими известными технологиями.

— безотходное производство не требует полигонов для захоронения отходов; — практическое отсутствие выбросов в окружающую среду вредных веществ; — возможность одновременной переработки любых видов отходов (бытовых, промышленных, ядовитых) без предварительной обработки и сортировки; — возможность переработки как твердых, так и жидких отходов; — нет ограничений ни по форме, ни по материалам (фрагменты до 700мм); — возможность вторичного использования продуктов переработки отходов (минеральный стеклогранулят, железо-медный сплав, сера, цинковый концентрат);

— получение в результате переработки отходов синтез-газа (1000м3 из одной тонны мусора), который может быть использован не только как энергоноситель, но и, при более глубокой переработке, как сырье для производства пропана, бутана, бензина (120 литров Евро-4/Евро-5 из одной тонны мусора), азотосодержащих удобрений, метанола.

Технология «Термоселект»

В основе технологии лежит пиролиз с последующей газификацией при высокой температуре, позволяющей без загрязнения окружающей среды превращать отходы в сырье, которой можно использовать в промышленности.

Мусор предварительно сжимается и уплотняется в прессе, затем подвергается сушке и стабилизации по форме, а затем превращается в синтез-газ.

Результатом этого процесса является смешанный гранулянт, минеральная часть которого может быть использована как добавка к бетону в строительной индустрии в пескоструйной очистке или как сырье для производства цемента. Металлический гранулянт может найти применение в металлургии, поскольку состоит из чистого железа.

Путем дегазации с применением чистого кислорода и при достаточно длительном нахождении газа в высокотемпературном реакторе (свыше 1200 град.С) получается синтез-газ, который состоит примерно на треть из Н2, СО и СО2. Количество и точное соотношение компонентов синтез-газа зависят от калорийности и компонентов использования мусора.

В дальнейшем синтез-газ резкому (шоковому) охлаждению до температуры 70 град.С. и многоступенчатому процессу очистки. Полученный в результате очистки синте-газ можно использовать в качестве топлива для производства тепловой или электрической энергии, а так же в качестве промышленного сырья.

Данная технология впервые была использована в 1990 г в г. Чиба (Япония), причем, в начале, смонтированное оборудование работало на переработке бытового мусора, а начиная с 2000 г и на промышленных отходах.

Сравнение традиционного мусоросжигания с технологией Термоселект

Исходные данные

Вид отходов – бытовой мусор Теплотворная способность – 10 МДж/кг Производительность в час – 13,3 т Время работы – 7500 ч в год (85%) Общая производительность – 100 000 т

Термическая мощность – 37 МВт

При сжигании мусора (обжиговая печь и котел-утилизатор) производится 29,6 МВт пара, при этом вырабатывается электроэнергии – 7,7 МВт. КПД установки до 30%. Из всего объема полученной электроэнергии почти половину – 3,3 МВт идет на собственные нужды мусоросжигающей установки. В ходе сжигания мусора с указанной производительностью выбрасывается в атмосферу 1,9 т пыли в год.

При тех же равных условиях технология Термоселект предусматривает производство синтез-газа – 13300 нм.куб/ч Теплотворная способность синтез-газа – 2,5 кВт. ч/нм. куб Производство пара – 30,6 МВт Выработка электроэнергии – 8 МВт КПД установки до 50%

Концентрация пыли на выходе составляет – 203 кг в год.

Действительно, переработка мусора в энергию при определенном вложении инвестиций можно организовать экологически чистый, прибыльный бизнес.

Источник: http://savenergy.info/page/pererabotka-musora-v-energiju/

Переработка отходов, способ получения энергии и спасения Земли

Получение электроэнергии из отходов является одним из путей охраны окружающей среды.

Далее мы ознакомимся с разными способами получения энергии из отходов. Как уже отмечалось, переработка отходов является одним из способов охраны окружающей среды.

При осуществлении процесса переработки не только можно сэкономит в потреблении многих природных ресурсов, но и снизить уровень загрязнения воды, воздуха и почвы.

 На сегодня в программу стран по охране окружающей среды включены вопросы выработки топлива из мусора. Сегодня мы хотим рассмотреть этот вопрос.

По итогам исследований Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), игнорирование сбора и утилизации отходов может вызвать как минимум 32 экологические проблемы. Вот почему сегодня переработка воспринимается всерьез многими странами.

Одним из новейших способов снижения негативного влияния, которое оказывает полигон отходов (ТБО) на окружающую среду, является переработка мусора в топливо.

Переработка мусора в топливо – это процесс, в ходе которого бесполезные отходы превращаются в практически бесплатную тепловую энергию, которую можно использовать в виде электричества или тепла. Такая практика из давних времен проводилась традиционным образом во многих странах мира.

Метан, составляющий около 55% всего газа, испускаемого на свалках, является одним из парниковых газов, который с точки зрения потенциала создания парникового феномена является равноценным углекислому газу и даже выше, так что концентрация метана в атмосфере увеличится на 0,6 процента в год.

Концентрация других парниковых газов в атмосфере, в том числе углекислого, увеличивается лишь на 0,4%. Метан в случае, если не будет контролирован правильно, может привести к загрязнению грунтовых вод.

Таким образом, восстановление и правильное использование метана может играть значительную роль в защите окружающей среды.

Из каждой тонны сырых твердых отходов можно получить от 5 до 20 кубометров газа в год, и увеличение этого количества возможно с помощью правильной разработки и управления ресурсов.

Некоторые рядовые люди полагают, поскольку этот газ получается из отходов, то является опасным и загрязняющим, и его сжигание является ненадежным.

Однако ученые считают, что это как раз наоборот, а газ, полученный от свалки отходов, является менее загрязняющим, и поскольку температура пламени низка, количество загрязнений будет составлять на 60% меньше, чем при сжигании природного газа.

Поэтому, по мнению экологов, обуздание газа, получаемого от мусора, является обязательным. В последние годы, когда цены на энергоносители повысились, этому виду топлива уделили большее внимание. По данным статистики, сейчас в мире существуют сотни полигонов, на которых испускаемый газ используется для производства электроэнергии и даже продажи другим покупателям.

 Кроме того, все эти скважины соединены с центральным коллектором. Коллектор можно соединить с компрессором или воздуходувкой. Примерно для каждого 0,4 гектара площади полигона захоронения требуется скважина для сбора газа. В конце концов, можно ввести газ в факел или выделить его на любое другое потребление или даже очистить его и повысить его качество.

Таким образом, при совместном производстве тепловой и электрической энергии можно наблюдать резкое снижение выбросов  углекислого газа и повышение эффективности использования топлива.

Высокая общая эффективность этой технологии по сравнению с производством электрической и тепловой энергии традиционными методами способствовала тому, что этот тип технологии высоко ценится в последние годы в Европе. Крупнейшая в Европе биогазовая установка находится в столице Австрии Вене, в ней газ, добываемый из свалки, используется для производства 8 мВт электроэнергии.

Запуск конгенерационных установок молниеносно распространяется на страны Европейского союза, поскольку частные и государственные сектора оценили конгенерационную технологию как экономически эффективный источник  энергии с различными способностями.

Один из успешных проектов, проводимых в этой области, осуществляется в канадском городе Эдмонтон. Электроэнергетическое предприятие Эдмонтона сумело, используя метан, добиваемый из свалки Clover Bar, запустить большую электростанцию. Запуск этого проекта в 1992 г.

способствовал тому, что атмосферный выброс углекислого газа сократился на около 662 тысяч тонн. Лишь в 1996 г. этот проект способствовал сокращению выброса парниковых газов на 182 тысяч тонн, а в период с 1992 г. по 1996 г. было получено около 208 гигаватт-часов электроэнергии.

Даже газ, полученный этим методом, продавался по более низкой цене, чем природный газ, так оказался более экономичным. В Азии столица Южной Кореи, Сеул, является одним из городов, которые частично обеспечивает тепловую энергию от сжигания отходов. В этом городе выбрасывается много отходов.

На основе опубликованных докладов, в последние годы в Сеуле 730 тысяч тонн из 1,1 млн. тонн воспламеняющихся бытовых отходов использовалась как топливо для производства энергии. Говорится, что это эквивалентно годовой потребности в отоплении 190 тысяч городских домохозяйств.

Южная Корея планирует, удовлетворяя более 10% своих энергетических потребностей за счет возобновляемых источников, к 2030 году войти в первую “пятерку” стран мира с “зеленой экономикой”.

В дополнение к производству энергии из отходов, еще одним из способов утилизации отходов является их переработка в компостные удобрения. Компостирование – это способ обезвреживания бытовых, сельскохозяйственных и некоторых промышленных твердых отбросов, основанный на разложении органических веществ аэробными микроорганизмами.

Получающийся в результате этого процесса компост подобен гумусу и используется в качестве удобрения. Это, пожалуй, самый старый метод утилизации. Процесс компостирования очень прост, делается опытными специалистами либо в собственных домах фермеров или на их землях, либо промышленным образом.

Эти удобрения считаются одним из наилучших удобрений для сельскохозяйственных целей, могут быть полезными и для выращивания цветов. Результатом наличия в удобрениях магния и фосфата будет образование аллювия и быстрое всасывание питательных веществ в почве. Компост считается также естественным пестицидом для почвы.

кг отходов, 5 млн. из которых можно конвертировать в компост.  

Таким образом, современный человек после горького опыта прошлого столетия решил, что должен оценить по должности Божье блага и заняться охраной окружающей среды, так как существование будущего человеческого поколения и мира зависит именно от его сегодняшних усилий.

Источник: http://parstoday.com/ru/radio/programs-i72898

Аграрный бизнес

Начиная с 50-х годов ведется интенсивное изучение возможностей производства топлива из биомассы. Уже сейчас некоторые виды промышленности используют биомассу в небольших масштабах в качестве источника энергии.

Так, успешно прошла испытания газификационная установка для производства газа с низкой теплотой сгорания из ореховой скорлупы.Оценочная стоимость получаемого газа равна примерно 1 долл. за 109 Дж, что составляет менее половины стоимости природного газа, сжигаемого на ореховой фабрике.

Фирмы, экспортирующие зерно, использует в качестве топлива стержни кукурузных початков, при этом она гарантирует круглогодичную поставку такого топлива и предлагает фермерам более высокие цены во внесезонный период.

Одновременно поднимается вопрос о создании чисто энергетических предприятий на «основе биомассы», предназначенных специально для решения топливных проблем.

Отходы сельского хозяйства и леса, городские отходы, навоз животных могут оказаться дополнительными источниками энергии и использоваться в качестве сырья для производства жидкого и газообразного топлива.

В работах, посвященных исследованию ресурсов сырья, получаемого из биомассы, приводятся детальные сведения и результаты исследований потенциальных возможностей сбора биомассы в лесоводческих фермах.

Однако в литературе недостаточно освещены проблемы, связанные с качеством сырья.

Авторы настоящей работы попытались восполнить этот пробел и в доступной форме изложить вопросы, касающиеся современных ресурсов отходов сельского хозяйства и леса.

Кроме того, в работе даются определение и оценка потенциальных ресурсов биомассы, которая может быть получена из отходов леса и сельского хозяйства, а также производится оценка общего количества энергии, которая может быть получена из имеющихся ресурсов биомассы в масштабе регионов страны. При этом значение каждого вида отходов как источника энергии одевается с учетом стоимости производства энергии и транспортных расходов.

Сельскохозяйственные отходы представляют собой часть сельскохозяйственных культур, которая остается на поле после сбора урожая, собираемого в процессе сортировки, очистки и подготовки к переработке.

При вспашке грунта сельскохозяйственные полевые отходы обычно остаются в нем (без каких-либо дополнительных затрат), а отходы, собираемые на складах, либо продаются в качестве корма для скота, либо уничтожаются.

Выбор растений для анализа  производится на основании результатов предыдущих исследований технологии их биопревращений или с учетом возможности специального их выращивания для использования в качестве сырья с целью производства энергии. (Сено или пастбищная трава не рассматривались, поскольку весь их урожай обычно собирается и используется.)

Возможность использования сельскохозяйственных отходов в качестве сырья для производства энергии в какой-то степени зависит от их сезонной доступности.

Сезонную доступность сельскохозяйственных отходов необходимо учитывать, поскольку длительное хранение этих громоздких продуктов с малой плотностью стоит дорого и приводит к ухудшению их качества.

Уровень загрязнения окружающей среды при сжигании соответствующего топлива зависит от содержания в нем азота и серы. Согласно немногочисленным данным, в деревьях содержится менее 1,5% азота и менее 0,1% серы.

В различных видах сельскохозяйственных культур содержание азота колеблется от 0,4% в пшенице до 4,5% в рисе. Что касается содержания серы, то в рисе оно меньше 0,2%, а в пшенице меньше 0,16%, т.е. меньше, чем азота и серы в угле.

Растения, как правило, содержат примерно одинаковые количества серы и фосфора.

Данные о содержании питательных веществ колеблются в довольно широких пределах. Это связано, по-видимому, с использованием результатов, полученных в различных лабораториях, а также с тем, что концентрация питательных веществ зависит от части растения, в которой они определяются, возраста и условий выращивания.

Содержание кальция, фосфора, калия и магния, очевидно, не достигает таких количеств, которые могли бы отрицательно сказаться на процессе производства энергии; получаемая же зола может быть использована в качестве удобрения. Естественно, производство энергии будет эффективнее при меньшем количестве в сырье влаги и золы.

В деревьях влага составляет примерно 55%, а зола около 2,5% и меньше.

Вместе с тем в сельскохозяйственных культурах содержание влаги часто превышает 55%, особенно в мясистой части, а также в листве, например, картофеля, сахарной свеклы и сахарного тростника. В угле содержание влаги может достигать 30%.

На основании данных по изучению заготовок леса в юго-восточных сосновых лесах остается около 80% биомассы. Энергия годовых отходов, образующихся на деревообрабатывающих заводах, составляет более 74-1016 Дж, что эквивалентно 17,7 млн.

м3 нефти, или примерно 1,2-2,0% годового потребления нефти в стране. Тем не менее общее количество отходов сельскохозяйственных культур более чем в шесть раз превышает количество отходов леса.

Из 16 сельскохозяйственных растений, выбранных для оценки, пшеница, кукуруза и соевые бобы дают 35% доступных отходов.

В отличие от отходов леса, которые доступны практически в течение всего года, доступность отходов сельскохозяйственных культур зависит от времени года. Зимой некоторые виды сельскохозяйственных культур доступны по всей стране. Доступность отходов отдельных видов сельскохозяйственных культур в различные сезоны и разных регионах неодинакова.

Поэтому для успешного использования отходов в производстве биотоплива, нужно обеспечить их правильное хранение, особенно в зимний период. Для этого утепляют стены хранилищ, используя пенопласт или другие теплоизоляционные материалы, что позволяет повысить качество сырья и увеличить экономическую эффективность производства.

Источник: http://biagroferm.ru/bio/othodyi-selskogo-hozyaystva-v-proizvo

Современные технологии переработки отходов агропромышленного комплекса с получением биогаза

Журнал “Энергетика.Энергосбережение.Экология” ноябрь 2010 г.

Когда-то нефть, газ и уголь – традиционные энергоресурсы обеспечили человечеству промышленную революцию и инновационный скачок. Сегодня даже по самым оптимистичным расчетам ископаемых ресурсов может хватить лишь на несколько веков. Поэтому без сомнения, будущее планеты за возобновляемыми источниками энергии.

Возобновляемые источники энергии – источники энергии, использующие энергию солнца, ветра, земли, биомассы, воды (морей, океанов, рек), которые существуют постоянно или периодически возникают в окружающей среде. Преимуществ у возобновляемых источников множество. Они неисчерпаемы, а это, в свою очередь, – залог стабильности и энергетической безопасности.

И самое главное: показатели экологической и энергетической эффективности таких источников энергии чрезвычайно высоки. Недаром развитие возобновляемых источников энергии всегда упоминается среди мер по борьбе с глобальным потеплением и ограничению выбросов парниковых газов.

Этот фактор чрезвычайно важен и актуален, поэтому внедрение такой альтернативной энергетики – жизненно необходимо и практически неизбежно.

В альтернативной энергетике особое место занимает переработка биомассы (органических сельскохозяйственных и бытовых отходов) метановым брожением с получением биогаза, содержащего около 70% метана, и обеззараженных органических удобрений.

Наиболее важна утилизация биомассы в сельском хозяйстве, где на различные технологические нужды расходуется большое количество топлива и непрерывно растет потребность в высококачественных удобрениях.

Всего в мире в настоящее время используется или разрабатывается около 60 разновидностей биогазовых технологий. Биогаз – это смесь метана и углекислого газа, образующаяся в процессе анаэробного сбраживания.

Получение биогаза экономически оправдано и является предпочтительным при переработке постоянного потока отходов (стоки животноводческих ферм, растительных отходов и т. д.). Экономичность заключается в бесплатном исходном сырье (отходах), в малозатратной организации и управлении их подачей. Получение биогаза особенно эффективно на агропромышленных комплексах, где существует возможность полного экологического цикла.

Получение биогаза из органических отходов имеет положительные особенности:
1. Биогаз с высокой эффективностью может быть использован для получения тепловой и электрической энергии;

2.   Анаэробная переработка отходов животноводства, растениеводства и активного ила позволяет получать уже готовые к использованию минеральные удобрения с высоким содержанием азотной и фосфорной составляющей (в отличие от традиционных способов приготовления органических удобрений методами компостирования, при которых теряется до 30-40% азота);

4. Биогазовые установки могут быть размещены в любом регионе страны и не требуют строительства дорогостоящих газопроводов и сложной инфраструктуры;

5. Биогазовые установки могут частично или полностью заменить небольшие устаревшие котельные и обеспечить электроэнергией и теплом близлежащие деревни, поселки.

Правительство УР уделяет особое место энергосбережению. Основой текущей работы служит распоряжение Президента УР от 12 декабря 2008 года «О мерах по повышению энергетической эффективности экономики УР». В этой связи и в соответствии с вступившим в силу законом №261-ФЗ от 23.01.

Одним из них является  утвержденная 15 марта 2010 года республиканская целевая программа (далее РЦП) «Энергоэффективность в Удмуртской Республике на 2010-2014 годы», государственным заказчиком-координатором которой является Региональная энергетическая комиссия Удмуртской Республики.

Согласно РЦП основными принципиальными задачами политики в области энергосбережения и повышения энергоэффективности должны стать: существенная минимизация удельных затрат первичных ресурсов на единицу продукции, максимальное использование возобновляемых и вторичных ресурсов, снижение дефицита собственных электрических мощностей и топливно-энергетических ресурсов, снижение техногенной нагрузки на окружающую среду при обеспечении высокого качества продукции и качества условий жизни населения. Одной из задач по повышению энергоэффективности в агропромышленном комплексе, согласно РЦП, является использование современных технологий переработки отходов с получением биогаза.

На сегодняшний день агропромышленный комплекс занимает важное место в народном хозяйстве Удмуртской Республики.

Приоритетным направлением АПК Удмуртии является животноводство, его доля в валовом объеме продукции сельского хозяйства составляет более 60%.

В республике развиты традиционные отрасли животноводства: скотоводство, свиноводство и птицеводство. Ежегодное количество органических отходов животноводства в республике составляет 4173 тыс. т. в год (см. таблицу)

Годовое количество отходов животноводства АПК Удмуртии

на 1января 2009 года

Виды скота	Поголовье, тыс. гол.	Выход навоза на 1 голову в год, тонн	Выход навоза на все поголовье, тыс. тонн
Крупный рогатый скот	425,9	8,000	3407,2
Свиньи	328,5	1,750	574,9
Овцы и козы	80,7	0,900	72,6
Птица	4730,6	0,025	118,3
Итого	–	–	4173,0

Вся эта биомасса, по сути, является энергетическим потенциалом. Полное использование энергетического потенциала отходов животноводства может снизить потребности Удмуртской Республики в покупных ТЭР на 3%. Это эквивалентно комбинированной выработке электроэнергии в 242 000 тыс. кВт.час и тепловой энергии 500 000 Гкал в год или обеспечению электроэнергией порядка 170 тыс. квартир.

В 2010 году при содействии Правительства УР, РЭК УР, АНО «Агентство по энергосбережению Удмуртской Республики» начало активную работу по развитию проектирования, строительства и поиска финансовых ресурсов для строительства биогазовых комплексов на базе АПК УР.

Так в первом полугодии 2010г. конкурсной комиссией по отбору энергосберегающих проектов для их финансирования в Удмуртской Республике одобрено софинансирование проектирования и строительства 3 биогазовых установок на сумму 13 млн. руб.

В настоящее время ведутся работы по разработке рабочей документации привязки полнокомпонентной биоэнергетической установки для термического анаэробного обеззараживания жидких навозных стоков с получением  экологически чистого органического удобрения и биогаза для выработки электрической энергии и тепла в СПК «Искра» Малопургинского района УР, также ведутся работы по разработке проекта и приобретению оборудования Комплекса по переработке отходов свинокомплекса в ООО «Пычасский свинокомплекс» Можгинского р-на УР. До конца 2010 года планируется разработка проектной документации по строительству биогазового комплекса в ОАО «Восточный».

Появляется реальная возможность с помощью биогазовой установки не только значительно сократить расходы на энергию, но и повысить эффективность предприятия, получить дополнительную прибыль, снизить себестоимость выпускаемой продукции, а также  улучшить экологическую обстановку.

АНО «Агентство по энергосбережению УР» осуществляет сбор заявок по финансированию энергосберегающих проектов в 2011г., в том числе с использованием возобновляемых источников энергии (ВИЭ), включая строительство биогазовых комплексов в АПК.

Источник: http://energosber18.ru/energosberezhenie/propaganda/publikaczii/sovremennyie-texnologii-pererabotki-otxodov-agropromyishlennogo-kompleksa-s-polucheniem-biogaza.html