БИОГАЗ КАК АЛЬТЕРНАТИВНЫЙ ИСТОЧНИК ЭНЕРГИИ

Пермякова Д.К., Пермякова Н.К.

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

БИОГАЗ КАК АЛЬТЕРНАТИВНЫЙ ИСТОЧНИК ЭНЕРГИИ

Аннотация

В данной статье рассматривается экологически чистый альтернативный источник энергии – биогаз. Он способен полностью или частично заменить дорогостоящее органическое топливо (газ, уголь, дрова); снизить техногенное воздействие на окружающую среду.

Ключевые слова: биогаз, органические вещества, биореатор, удобрения, энергия.

Key words: biogas, organic substances, bioreator, fertilizers, energy.

Актуальной проблемой сегодняшнего времени является техногенное воздействие на окружающую среду. При этом техногенное воздействие формируется не только при производстве, например, товаров народного потребления и строительных материалов, но и за счет потребления энергии в большей части из ископаемого топлива. При этом уровень газификации регионов России природным газом ежегодно растет, а использование газа для целей теплоснабжения и хозяйственно-бытовых нужд традиционно обеспечивает надежность теплоснабжения и комфортные условия проживания.

Таким образом, в современном мире присутствует проблема поиска альтернативных источников энергии, которые незначительно влияют на экологию окружающей среды. При этом, альтернативные источники энергии (солнечная, ветровая, геотермальная и т.д.) находятся в условиях экономической конкуренции, а также в борьбе с апробированными у потребителя способами теплоснабжения [1,133].

Широкое внедрение возобновляемых источников энергии станет экономически обоснованным при снижении капитальных затрат на оборудование. В условиях роста цен на импортное оборудование, сроки окупаемости данных проектов будут увеличиваться. Расширение рынка отечественного оборудования является необходимым условием внедрения энергоэффективных технологий [1,134].

Но уже сегодня разрабатываются и успешно используются некоторые технологии замещения природных топливных ресурсов отходами различных производств.

Получение биогаза из отходов стало одним из решением данной проблемы. Стоки от производств животноводческих предприятий с точки зрения экологии в 10 раз опаснее, чем коммунально-бытовые. Получение биогаза способствует уменьшению объема отходов и снижению степени использования топлива из углеводородного сырья, которое имеет высокую вредность и стоит значительно дороже биогаза [2,186].

Биогаз — это сложная смесь различных газов, которую получают в процессе разложения органических веществ под действием бактерий без доступа света и кислорода. В его состав входят метан (40–60%), углекислый газ (30–44%), азот (5–25%), а также в небольшом количестве водород и сероводород. Теплотворная способность биогаза определяется концентрацией метана в его составе и имеет значение 5–7 тыс.Ккал/м3. Количество биогаза зависит от используемого сырья, например, при переработке одной тонны отходов животного происхождения можно получить 400–500 м3 биогаза [3,86]. Теплота сгорания биологического газа незначительно уступает природному газу — 1 м3 биогаза эквивалентен 0,8 м3 природного газа.

Для того чтобы получить биогаз используется специальное устройство – биогазовая установка (биореактор). Биогазовая станция представляет собой комплекс инженерных сооружений, который состоит из различных устройств, предназначенных для подготовки и хранения сырья, производства самого биогаза (биореактора), а также его сбора и очистки. Конечную продукцию биогазовой станции составляют органические удобрения и биогаз, который может быть очищен до состояния биометана, либо послужить сырьем для выработки электрической и тепловой энергии [4,357].

Выход биогаза зависит от содержания сухого вещества и вида используемого сырья (табл. 1) [5,120].

Таблица 1

Выход биогаза из органических отходов производств

Продукты Выход биогаза, м3 Содержание, %
Навоз КРС 30-50 60
Растения 150-500 70
Жиры 1300 87

 

При использовании биогазовой установки для переработки и очистки стоков также получают высокоэффективные биоудобрения. Кроме того, производство биологического газа сокращает выбросы метана (парниковый газ) в атмосферу. Таким образом, биогаз является регенеративным, а также безвредным для природы и человека источником энергии [4,357].

Производство и использование биогаза в промышленности и в сельском хозяйстве является самым выгодным и экологичным способом переработки и утилизации органических отходов таких как: навоз от крупно-рогатого скота, свиней и домашних птиц; органические остатки предприятий пищевой промышленности; остатки овощей и фруктов от больших рынков, биомусор; силос; биоотходы и т.д.

Внедрение биогазовых установок на производстве и на сельских территориях может повысить устойчивость сельскохозяйственного производства вследствие обеспечения организаций собственными источниками тепло- и электроэнергии, а также обеспечения замкнутым безотходным циклом производства, что позволит достигнуть независимости от внешних поставщиков энергии и удобрений [6,41].

Литература

  1. Белоглазова Т.Н., Романова Т.Н Обоснование внедрения нетрадиционных и возобновляемых источников энергии для жилых домов с учетом региональных факторов.// Современные проблемы науки и образования. 2015. № 1-1. С. 133.
  2. Щукина А.Я., Бурундукова Д.В. Биогаз как альтернативный источник энергии// В сборнике: Татищевские чтения: актуальные проблемы науки и практики Материалы XV Международной научно-практической конференции. В 3-х томах. 2018. С. 186-196.
  3. Зотов С.А. Биогаз как альтернативный источник энергии// В сборнике: Студенческая наука: современные реалии Сборник материалов Международной студенческой научно-практической конференции. Редколлегия: О.Н. Широков [и др.]. 2017. С. 86-87.
  4. Падалко И.Ю. Биогаз как альтернативный источник энергии// В сборнике: Молодежь и научно-технический прогресс сборник докладов X Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых: в 4 т.. 2017. С. 356-358.
  5. Ситдикова Р.Р., Еналиева Д.Р., Голубь К.А. Биогаз как альтернативный источник энергии// Сборники конференций НИЦ Социосфера. 2016. № 10. С. 118-121.
  6. Соколов А.В., Беляева Н.М. Эффективность внедрения биогазовых установок в сельскохозяйственных организациях костромской области// Региональная экономика: теория и практика. 2011. № 43. С. 38-41.