В России разработаны биотехнологии переработки сельскохозяйственных отходов, но спрос на них пока невелик. Как устроен этот экологический и энергетический бизнес, придёт ли он на Ставрополье, имеет ли смысл оборудовать биостанцию на ферме? Все эти вопросы обсуждались на заседании «круглого стола» «Золото под ногами» в рамках международного инвестиционного форума АгроЮг‑2016.
Светло от навоза
Биогазовая энергетика пришла в Россию вместе с мегафермами, отходы которых стали проблемой как для животноводов, так и для населения вблизи этих предприятий. Первая крупная биогазовая станция была построена в Белгородской области. Регион занимает первое место в России по производству свинины и производит четверть всего свиного и птичьего мяса в стране. Этого удалось достичь благодаря аграрной политике губернатора Евгения Савченко, запустившего региональные программы развития АПК задолго до войны санкций.
Рост поголовья повлёк и значительный рост животноводческих отходов. В 14‑15 годах отрасль «производила» до 15 млн кубометров навоза. А ведь отстойники не только занимают большие площади, но и источают зловоние.
Впрочем, навозом белгородские чиновники озаботились загодя, ещё в 2008 году. Они обратили внимание на технологию переработки отходов животноводства в биогаз. Она не только решает вопрос хранения и ускоренного компостирования отходов, но и позволяет получать электрическую и тепловую энергию. Правительство Белгородчины приняло программу по переработке навоза, в рамках которой уже построило две биогазовые станции в регионе.
Реализацией проекта занималось ОАО «Региональный Центр Биотехнологий». Его генеральный директор Алексей Орехов, выступая модератором дискуссии на круглом столе «Золото под ногами», рассказал, как устроена биогазовая станция в селе Байцуры, рядом со свинокомплексом в 16 тыс. голов, который выгружает в лагуны более 130 кубометров свиностоков в сутки.
Станция мощностью 500 кВт перерабатывает эти стоки, а также отходы сахарного производства, то есть свекловичный жом, а когда его нет, то кукурузный силос, как наиболее доступное круглый год «топливо».
Полученная энергия передаётся в сеть и поставляется потребителям региона. В России только недавно появилось законодательство по формированию «зелёного тарифа» для станций на возобновляемых источниках энергии, поэтому станцию, как отметил Алексей Орехов, придётся запустить заново, чтобы перейти на новый порядок расчёта за поставленную энергию.
В целом животноводство области способно обеспечить сырьём биогазовые установки общей мощностью до 200 МВт. Если их построить, можно снабдить «зелёной энергией» 2/3 населения Белгородской области и решить задачу переработки отходов крупных комплексов.
«Через 2 месяца из свежего навоза мы получаем готовое удобрение. Его можно получать и обычным методом за год, но представьте себе море в 13 млн куб. м стоков на открытой площадке! – предложил Алексей Орехов. – Мы опередили время. Надо бы реализовывать такие проекты сейчас, когда государство стало поддерживать «зелёную энергетику».
Подобные биогазовые станции, по словам Алексея Орехова, можно использовать и для переработки твёрдых органических бытовых отходов. Сейчас очистки, огрызки, испортившаяся провизия пополняют полигоны ТБО и 40 лет лежат вместе с пластиком и прочими трудно разлагающимися отходами. А можно было бы всю эту органическую массу возвращать в природу уже через 2 месяца, решая вопросы как в области энергетики, так и в области экологии. Эта тема будет особенно актуальной в 2017 году, объявленном в России годом экологии.
«Подсолнечная» электростанция
Электричество можно получать не только из животноводческих, но и из растениеводческих отходов. В Краснодарском крае переработке подвергают лузгу подсолнечника и риса.
Утилизацией лузги обеспокоилась в своё время группа предприятий «Кубаньагропрод», которая производит корма. Сейчас к рациону животных предъявляют высокие требования, поэтому семечку подсолнечника нужно очищать. При переработке 100 т семечек в сутки накапливается 17 т лузги. Сначала её пробовали прессовать в пеллеты и продавать как топливо, но проект не оправдал себя. Себестоимость выходила такая, что на российском рынке продать пеллеты было трудно.
Прорабатывались другие варианты утилизации отходов, в том числе методом газификации биомассы. Был подготовлен проект, подобрано оборудование, и в 2013 году ООО «Центр Соя», входящее в «Кубаньагропрод», запустило первую в мире электростанцию на подсолнечной лузге.
Как рассказал на «круглом столе» главный технолог «Центра Сои» Геннадий Трусов, брикеты лузги загружаются в реакторы обращённого типа, где методом пиролиза и газификации получается генераторный газ. После очистки и охлаждения он подаётся в газопоршневые двигатели, которые присоединены к генераторам.
«Мы получаем электрическую энергию, которой хватает обеспечить не только цех, «производящий» лузгу, но и зернохранилище. Из 1 кг подсолнечной лузги мы получаем 1 кВт электрической энергии и 2‑3 кВт тепловой энергии, которая используется для отопления в зимний период всего предприятия – офисов, цехов», – поделился наработками Геннадий Юрьевич.
В процессе газификации образуется также древесный уголь – до 10 % от объёма лузги. Это тоже полезный продукт. Его можно использовать как активированный уголь, как древесный уголь для гриля и для отопления.
В 2014 году электростанцию пришлось подключить к газопроводу, так как переработку подсолнечника из-за кризиса приостановили. Теперь станция может работать как на лузге, так и на природном газе.
В ней также можно сжигать кочерыжку – стержень кукурузы с кукурузокалибровочных заводов. Причём, показатели работы с этим сырьём ещё выше, чем на лузге подсолнечника. «Кочерыжки почти не выделяют пиролизных смол, получается более чистый газ. Выход электроэнергии с килограмма кочерыжек такой же, при этом их не надо сплачивать, – отметил докладчик. – Требования предъявляются только по влажности – 10‑12 %. Если больше влажность, то нагрузка ложится на фильтры. В них используется та же лузга. Через 150 часов надо менять верхний слой в фильтрах, а через 300 часов заменить всю лузгу. Понижать влажность важно для поршневых двигателей. Если использовать этот газ в горелках и сушилках, требования к очистке газа намного ниже».
Электростанция полностью автоматизирована, запускается одной кнопкой и её обслуживают 2 человека в смене, которые следят за тревожными сигналами. Её оборудование стоило порядка 30 млн рублей, или 1 млн долларов по ценам 2013 года. Ещё столько же предприятие вложило в производственные помещения, кабинеты и коммунальные удобства. Но зато электроэнергию предприятие получает по себестоимости 1 руб./кВт, тогда как у сетевой компании оно покупает электричество по цене 6,5 руб./кВт.
Сейчас инженеры думают, как использовать ещё и тепло газа из газогенератора, где температура достигает 450‑500 °C, и с выхлопных газов. В общей сложности можно получить ещё до 300 кВт мощности.
Рисовая «руда»
Кубань гордится производством миллиона тонн риса. Но вместе с крупой получают 200 т рисовой лузги. Жечь её во‑первых, сложно, во‑вторых, запрещено, а в‑третьих, расточительно – в её золе оседает диоксид кремния, который ценится во многих отраслях промышленности – от металлургии до производства автомобильных шин и зубных паст. С учётом этой особенности рисовой шелухи её утилизацией занялось специально созданное при Южной рисовой компании ООО «Краснодарский диоксид кремния». Предприятие разработало проект энергетического комплекса, который удалось воплотить при поддержке Фонда развития новых технологий.
Комплекс расположен в станице Холмской Абинского района Краснодарского края, рядом с предприятием, которое очищает до 175 т риса в сутки, получая порядка 35‑40 т лузги. По словам генерального директора «Краснодарского диоксида кремния» Александра Широких, рисовая шелуха горит хуже, чем подсолнечная, поэтому выход электрической энергии ниже, чем на станции «Центра Сои». 1 кВт получают из 1,5 кг лузги. Мощность установки – 1000 кВт, и она полностью покрывает потребности Южной рисовой компании.
«Есть два типа газификации: обращённое горение и вихревая газификация. Мы подаём топливо – смесь лузги и воздуха в вихревой поток и получаем горючий газ с заданной калорийностью, – рассказал гендиректор предприятия. – Для двигателей внутреннего сгорания необходим чистый газ. У нас стоят циклонные улавливатели, вихревые улавливатели и идёт тонкая очистка через рукавные фильтры».
Калорийность газа, полученного на такой установке, раз в 8 ниже, чем природного газа. Но главным продуктом этого производства является всё-таки диоксид кремния в рисовой золе, который пока что в Россию завозят в основном из других стран.
Биогаз из молочных стоков
На инвестиционный форум в Михайловск в этом году приезжала делегация из Белоруссии. В её составе были и специалисты по переработке отходов АПК. Директор по развитию ООО «Межрегиональная энергетическая компания» Алексей Филинович рассказал, что вместе с германскими партнёрами они инвестируют средства в солнечную и ветряную энергетику, а также в переработку жидкой биомассы.
«Мы занимаемся биологическими процессами очистки сточных вод, извлекаем органические вещества, которые растворены в маленьких количествах в сточной воде мясокомбината, молочного комбината, нефтехимического производства. В Белоруссии мы реализуем проект очистки сточной воды для сброса в водные объекты или для сброса в биоколлектор, попутно извлекая биогаз, который идентичен по составу тому, что получается при разложении того же навоза, – описал суть проекта белорусский гость. – Газ используем для производства электрической и тепловой энергии на том самом производстве, которое сбрасывает загрязнённую воду».
Что интересно, в Белоруссии, в отличие от России, не стоит проблема равнодушия аграриев к инновационным разработкам по утилизации отходов с извлечением электроэнергии. Там построено уже 50 биогазовых станций, причём именно энергетиками. Оказывается, когда в Белоруссии ввели коэффициент, повышающий «зелёный тариф», бизнесмены сами пришли к владельцам свинокомплексов и фермерам за сырьём из возобновляемых источников. Фермер же как занимался сельскохозяйственным производством, так и занимается. Он просто отдаёт навоз и получает взамен удобрение. «Так весь мир работает. В Германии 12 тыс. таких комплексов», – отметили белорусы.
Нужна ли мини‑электростанция ферме?
В России же инженеры ждут, когда аграрии проявят интерес к проектам по переработке биомассы. Недавно были ужесточены законы о хранении и утилизации отходов, так что, по мнению Алексея Орехова, не дожидаясь штрафов, пора инвестировать в переработку.
На Кубани крупных животноводческих предприятий достаточно, для которых применение подобных технологий будет выгодно, но заинтересуют ли они малые предприятия и фермеров?
«Есть технологии и для маленьких предприятий на 100 голов. Им нужны установки на 100‑150 кубов навоза мощностью порядка 20‑25 кВт, которая позволит ферме закрыть до 80 % потребности в электричестве, – предложил модератор дискуссии. – Технологии есть, специалисты есть, а потребности нет. Потребности нет, потому что нет рентабельности. Применение маленьких биогазовых установок в России не будет рентабельным по простой причине: если у хозяйства есть поля, то отходы фермы потребляются полями».
Ещё одна причина низкой рентабельности таких установок – это дороговизна оборудования. Пока что оно представляет собой штучный товар, в который вложены интеллектуальные ресурсы. Но если появится массовый спрос, будет и удешевление установок за счёт серийности производства.
В рамках Ставропольского или Краснодарского края можно было бы подсчитать численность скота, прикинуть, сколько он производит навоза, вычислить необходимое количество комплексов по утилизации и разработать региональную программу. «Вы убьёте запах и наладите производство мелких установок, – предложил Геннадий Трусов. – Любая экспериментальная установка получается хорошо с 4 раза. Если произведёте хотя бы 10 штук, этот товар можно будет распространять по всей России».
«Вопрос ещё и в том, что делать с этими 20 кВт? Ну, может быть, фермер подпитает свой дом. Но большой энергетической выгоды он не получит, – рассудил Алексей Орехов. – То есть это будет чисто экологическая установка, чтобы снять вопросы с ухудшением качества почвы, удалением запаха, с улучшением качества почвы, так как мы быстро получаем компост».
Но, по мнению аудитории, как раз такой «экологический подход» фермеров и не заинтересует, а вот если им показать коммерческую выгоду в экономии на электроэнергии и тепле, то подобные проекты сразу приобретут популярность. Для крупных животноводческих комплексов и перерабатывающих предприятий, способных вырабатывать более 50 кВт из отходов, это однозначно выгодно, поскольку они частично уйдут от тарифов на электроэнергию и снизят себестоимость продукции.
Увы пока, как отметили участники дискуссии, российские аграрии живут сегодняшним днём. «Им проще поехать сжечь ту же лузгу в лесополосе. Никто не думает, что мы оставим на планете нашим детям. Никто не хочет вкладываться в будущее, интереса к этому нет», – сетовали инженеры. Заинтересовать аграриев они предлагали «зелёным тарифом» и ужесточением контроля над исполнением законодательства по переработке и хранению отходов.
Фото Евгении ДУБ
