Биогазовые установки – это технологические линии, состоящие из комплекса оборудования, посредством которого получают биогаз и удобрения. Установки использующие технологический процесс получения биогаза применяют:
- для ферм КРС;
- для свиноферм;
- для птицефабрик;
- для частного дома;
- для предприятия;
- для крупных животноводческих комплексов.
Где получают биогаз из отходов пищевой промышленности, агропромышленного комплекса для производства тепловой, электрической энергии прямо на месте. Сегодня био установки продают как сертифицированное по ISO и изготовленное в комплекте на собственном заводе оборудование.
Сырье и материалы, предназначенные для получения биогаза в биогазовых установках, называют субстратом. Навоз и биогенные водосодержащие материалы подходят для синтеза особенно хорошо.
Какие бывают установки биогаза
Биогазовые установки различают по содержанию сухого вещества в биомассе, используемой для анаэробной ферментации, способу загрузки субстрата, количеству фаз, типу брожения в зависимости от установленной температуры. Таким образом, существует несколько видов оборудования:
- Установки сухой или мокрой ферментации биомассы.
- С загрузкой порционного, квазинепрерывного или непрерывного типа.
- Одно- и двухфазные.
- С психофильным, мезофильным или термофильным анаэробным сбраживанием.
В зависимости от назначения и характеристик, установки биогаза подразделяют по типу применения.
| Категория | Биогазовые установки мезофильного типа (рассчитаны на стадо из 4 коров) | Биогазовые установки термофильного типа (рассчитаны на стадо из 5 коров) |
| Объем, м3 | 6 | 6 |
| Капитальные затраты в $USD на 1 м3 | 110 | 380 |
| Общие капитальные затраты в $USD | 660 | 2280 |
| Затраты на обслуживание и эксплуатацию в год в $USD | 7,10 | 45,80 |
| Параметры удельной ежесуточной выработки биогаза, м3 | 0,55 | 6,00 |
| Параметры суточной выработки биогаза, м3 | 3,3 | 36 |
| Параметры теплоемкости биогаза, МДж/м3 | 22,5 | 22,5 |
| Параметры производительности установки, кВт | 0,856 | 9,360 |
| Параметры ежесуточной выработки энергии, кВт/ч | 20,3 | 226,0 |
| Показатели годовой выработки биогаза, м3 | 1155 | 12600 |
| Годовая выработка теплоэнергии, кВт/ч | 7105 | 79100 |
Установка для частного дома имеет самое простое устройство, основными элементами которого выступают: приемная емкость, биореактор, газгольдер, емкость для удобрений и система патрубков и клапанов. При этом подобную установку можно даже можно собрать самостоятельно. В качестве емкостей могут выступить бочки, трубопроводная система – пластиковые канализационные трубы, нагревательный элемент – обычная печь.
Системы для небольших фермерских хозяйств (фермы КРС, птицефабрики, свинофермы) – более крупные и технически сложные агрегаты. Они, как правило, дополнительно оснащаются фекальными насосами для подачи навозных масс, газовой горелкой для переработки биогаза в тепло либо газогенератором для получения электроэнергии. Процесс переработки отходов здесь аналогичен схеме работы установки для частного дома.
При эксплуатации биогазовых установок получают почвосодержащее и ценное удобрение, которое можно продолжительное время применять и получать из навоза.
На предприятиях и крупных животноводческих комплексах получение биогаза осуществляется по такой же схеме, как в частных домах или на фермах. Отличие здесь в масштабах производства: мощность установок, объем перерабатываемой биомассы, качество и количество биогаза и удобрений на выходе, возможностях по ускорению процедуры разложения биомассы. Это полностью автоматизированные комплексы с наличием средств защиты от нестандартных ситуаций. Кроме того, такие комплексы, как правило, имеют более широкий функционал: многоступенчатая очистка газа, дополнительная подготовка газа перед его переработкой, прочие опции.
Произведённая энергия может использоваться для удовлетворения потребности в тепле при обогреве зданий и для подогрева воды на бытовые нужды.
|
Тип сырья |
Выход газа м3 на тонну сырья |
|
Навоз коровий |
38-52 |
|
Навоз свиной |
52-88 |
|
Помет птичий |
47-94 |
|
Отходы бойни |
250-500 |
|
Жир |
1300 |
|
Барда послеспиртовая |
50-100 |
|
Зерно |
400-500 |
|
Силос |
200-400 |
|
Трава |
300-500 |
|
Свекольный жом |
30-40 |
|
Глицерин технический |
400-600 |
|
Дробина пивная |
40-60 |
Объем вырабатываемой энергии
Количество вырабатываемой из биогаза энергии зависит, прежде всего, от качества и объема используемых отходов, характеристик самой установки. Так, при переработке куриного помета можно получить до 0,311 куб. м. биогаза на 1 кг. сырья. Помет КРС, перемешанный с органическими отходами 50/50, может дать лишь 0,268 куб.м. на 1 кг. сырья. Свиной навоз с органическими добавками 50/50 позволит получить до 0,473 куб.м. биогаза на 1 кг. перерабатываемой массы.
Небольшие заводские установки для дома загрузочной емкостью 100 литров выдают около 1 куб.м. биогаза и около 100 литров удобрения в сутки. Такой объем биогаза позволит получить электроэнергию, которую можно использовать примерно 2 часа в день. При этом стоимость такого агрегата составляет 2-2,5 тысячи долларов США.
Домашняя установка, собранная своими руками, позволяет получить топливо всего на 15-30 минут использования в сутки.
Более мощные комплексы для небольших фермерских хозяйств позволяют перерабатывать в сутки до 700 кг. биомассы. Такие биогазовые установки выдают около 80 куб. м. биогаза. Это позволяет получить электроэнергию до 20 кВтч или тепловую энергию до 2,4 Гкал в сутки. Но и цена этих агрегатов существенно выше – около 25 тысяч долларов США.
Промышленные биогазовые установки позволяют перерабатывать до 80 т. сырья в сутки, выдавая при этом до 1 600 куб. м. биогаза (400 кВтч или около 45 Гкал).
Расчет рентабельности
Если взять 1 куб. м. биогаза (стоимость примерно 0,21 доллар США), то он обеспечит такой же объем тепла и электричества, что и:
- 1,5-2 кг. дров (стоимость 0,25-0,34 доллара);
- 0,7 литров дизтоплива или керосина (0,553 дол.);
- 0,9 кг. угля (0,0054 долл.);
- 7-8 кВтч электроэнергии (0,14-0,16 долл.).
Как видно, само по себе производство биогаза сопоставимо со стоимостью дров, уступает стоимости угля, электроэнергии. Однако здесь надо учитывать, что биогазовая установка фактически исключает расходы на утилизацию отходов. Кроме того, второй продукт процесса разложения – ценное удобрение, которое можно продать или использовать на своем поле для повышения урожайности.
В среднем окупаемость таких установок в зависимости от объема может составить от 5 месяцев до 2-3 лет.
Затраты и доходы
Приводим пример расчета затрат и доходов для заинтересованных лиц, которые решат установить биогазовые установки в близи ферм.
|
Затраты: |
Евро. |
||||
|
Обслуживание реактора |
32 000 |
||||
|
Амортизационные расходы |
27 800 |
||||
|
Обслуживание электрогенератора |
4 000 |
||||
|
Электроэнергия (для случая, если производится только газ) |
6 500 |
||||
|
Оплата труда (с запасом берем 2 человека низкой квалификации) |
7 000 |
||||
|
Всего затрат за год |
77 300 |
||||
|
Доходы: 1. Продажа/использование газа (или электроэнергии как производной от газа) 2. Продажа/использование удобрений 3. Продажа квот СО2 |
Евро. |
||||
|
|
Ед. изм. |
Выход в час. |
Выход за год. |
Стоимость евро. |
Общая сумма евро |
|
Биогаз |
м3 |
575 |
5 037 000 |
0,08 |
402 960 |
|
Гумус |
тонн |
0,616 |
5 400 |
80 |
432 000 |
|
Жидкие биоудобрения |
м3 |
3,221 |
28 200 |
4 |
113 000 |
|
Квоты СО2 |
тонн |
|
22 000 |
8 |
176 000 |
|
Общая прибыль |
1 123 960 |
||||
|
Чистая прибыль |
1 046 660 |
||||
Мировые производители
Биогазовые установки оптом от производителя продают следующие предприятия Германии:
FEAG Holding GmbH
www.feag.de
91301 Форххайм, Германия
BEHAELTERBAU HACKER GmbH
www.hacker-bau.de
95500 Хайнерсройт, Германия
BINOWA Umweltverfahrenstechnik GmbH
www.binowa.de
06636 Weischütz / Unstrut, Германия
m-u-t GmbH
www.mut-group.com
22880 Wedel, Германия
Niersberger Gebäudemanagement GmbH & Co. KG
www.niersberger.de
91052 Эрланген, Германия
Anlagenbau Andreas Pörschke GmbH & Co. Betriebs KG
www.ap-anlagenbau.de
49134 Валленхорст, Германия
По нашему расчету для многих сельхозпредприятий производство биогаза из навоза, сенежа, кукурузного силоса, куриного помёта является очень рентабельным. Биогазовые установки используются отходы сельхозпроизводства. Покупайте и устанавливайте их на фермах КРС, свинофермах и птицефабриках. В остатках брожения остаются все необходимые питательные вещества и минералы, что при отсутствии запаха делает их очень ценными удобрениями.
