CC BY
146
УДК 332.1: 662767.2
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВНЕДРЕНИЯ БИОГАЗОВЫХ УСТАНОВОК В СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ОРГАНИЗАЦИЯХ КОСТРОМСКОЙ ОБЛАСТИ
А. В. СОКОЛОВ, кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры деталей машин Е-mail: alexs83@mail. ru Н. М. БЕЛЯЕВА, аспирант кафедры экономики Е-mail: belyaevannnn@mail. ru Костромская государственная сельскохозяйственная академия
В связи с ростом цен на энергоносители, значительным количеством отходов сельскохозяйственного производства и ухудшением экологической обстановки проблема внедрения биогазовых установок в сельскохозяйственных организациях приобретает большую актуальность. Представлены возможности изготовления простейшей биогазовой установки для небольших фермерских хозяйств региона. Произведен расчет эффективности внедрения биогазовых установок в сельскохозяйственных организациях Костромской области.
Ключевые слова: биогаз, биогазовая установка, сельскохозяйственная организация, животноводство, экономическая эффективность, экологизация сельскохозяйственного производства.
В современных условиях развития экономики стали необходимостью повышение устойчивости экономической и экологической сфер, борьба за ресурсосбережение. Достигнуть этих целей можно, если активно внедрять прогрессивные технологии, развивать альтернативные источники энергии, перерабатывать отходы. По успешному опыту развитых западных стран видно, что заметную роль на данном направлении (например, в Германии и Швеции) играют биогазовые установки [5, с. 102]. Энергия,
полученная в результате их работы, способна удовлетворить нужды потребителей в значительных объемах энергии, при этом в огромном выигрыше оказывается и экологическая сторона вопроса.
Мировой рынок строителей биогазовых установок и изготовителей оборудования для производства биогаза сегодня достаточно развит, на нем присутствует множество зарекомендовавших себя фирм. В Европе это, например, следующие крупные организации: EnviTec Biogas GmbH; WELtec BioPower; PlanET Biogastechnik; Biogas Nord (Германия); Vitkovice-Envi, a. s. (Чехия); Rota Guido (Италия) и др. [1, с. 91]. Но из-за высокой стоимости приобрести европейские биогазовые установки могут только некоторые передовые сельскохозяйственные организации. В данных условиях остальным участникам сельскохозяйственного производства надо знать, что можно изготовить биогазовую установку самостоятельно, причем она будет стоить намного меньше.
Важно подчеркнуть, что биогазовые установки могут использоваться не только в промышленных масштабах, требующих значительных инвестиций, но и повсеместно, на уровне обычного домохозяйства.
Отметим, что в нашей стране домашняя биогазовая установка, созданная своими руками, является
редкостью. Такая ситуация обусловлена нехваткой нужной информации. В сети Интернет есть множество информации по устройству и принципу действия установок. В основном данные типы установок достаточно дорогие, рассчитаны на большое поголовье скота, их нельзя применять для хозяйств малого размера. Также домашние биогазовые установки иностранного производства, которые используются в европейских странах, предназначены для их климата и не подходят для наших регионов с более низкими средними температурами.
С учетом данных ограничений — особых климатических, экономических и инвестиционных условий — в России для малых сельскохозяйственных организаций целесообразно внедрять простейшие биогазовые установки. Они могут использоваться ля бытовых нужд. Объем реактора — от 1 до 10 м3 — рассчитан на переработку 50—200 кг биоотходов (навоза) в сутки. Установки содержат минимум составных частей для обеспечения процесса переработки навоза и получения биоудобрений и биогаза. Отходы брожения могут быть с успехом использованы как ценное органическое удобрение, а вырабатываемый биогаз сразу направляется на использование в бытовых приборах [6, с. 80].
При самостоятельном изготовлении простейших биогазовых установок рекомендуется придерживаться следующего порядка: после определения ежесуточного объема навоза, накапливаемого в хозяйстве для переработки в биогазовой установке,
и выбора нужного объема реактора нужно выбрать месторасположение реактора и заготовить материалы для реактора биогазовой установки. Простейшую биогазовую установку может построить своими силами любой фермер. Окупаемость ее зависит от стоимости используемых материалов и трудозатрат.
В отличие от простейших установок существуют установки с усовершенствованной конструкцией и большей производительностью, применяемые для производственных нужд, которые отличаются автоматизированными системами загрузки и выгрузки перерабатываемой массы, готового продукта и перемешивания сырья [4].
В расчете на единицу поголовья животных и птицы экономическую эффективность производства биогаза для всех видов установок можно представить в виде табл. 1.
Благодаря биогазовым установкам можно получить не только дополнительный доход, но и значительно улучшить экологическую ситуацию вокруг сельскохозяйственных организаций.
Как известно, органические отходы жизнедеятельности животных обладают следующими негативными для окружающей среды и человека свойствами:
• бактериальная и вирусная обсемененность, опасная для здоровья человека и животных;
• наличие паразитов;
• наличие семян сорных растений;
Таблица 1
Экономическая эффективность производства биогаза [2]
Животное или птица, на примере одного дня Экономия только от обогрева помещения Результат Путь использования
1 корова 13 руб./день 1,9 м3 биогаза (65 % метан) Продать или использовать газ
16 300 ккал тепла Обогреть 14,5 м3 помещений в зимний период
3,6 кВт^ч электроэнергии Обеспечит освещенность 46 м2 производственных площадей в смену*
50 л удобрений Продать или использовать удобрения
10 свиней 16 руб./день 2,4 м3 биогаза (65 %% метан) Продать или использовать газ
20 500 ккал тепла Обогреть 18 м3 помещений в зимний период
4,5 кВт^ч электроэнергии Обеспечит освещенность 52 м2 производственных площадей в смену*
48 л удобрений Продать или использовать удобрения
200 куриц 16 руб./день 2,6 м3 биогаза (60 %% метан) Продать или использовать газ
20 500 ккал тепла Обогреть 18 м3 помещений в зимний период
4,5 кВт^ч электроэнергии Обеспечит освещенность 52 м2 производственных площадей в смену*
68 л удобрений Продать или использовать удобрения
* СНиП 23-05-95 и ОСН-АПК 2.10.24.001-04 при норме 200 лк/м2 и использовании газоразрядных ламп.
• неприятный запах, ухудшающий качество жизни и снижающий привлекательность территории с точки зрения туризма и размещения поселений;
• выброс в воздух метана (в 21 раз опаснее углекислого газа);
• при попадании в грунтовые воды и почву загрязняют их;
• угрожают существенными штрафами за нарушение установленных правил обращения с отходами;
• увеличивают санитарную зону до 1 км. Использование биогазовых установок на животноводческих комплексах или в малых и средних сельскохозяйственных организациях позволяет получить экологическую и экономическую выгоду. Она выражается в том, что производитель биогаза:
• сберегает уголь, газ и энергию, используемую в хозяйстве;
• производит органические удобрения;
• уничтожает неприятный запах метана;
• обеззараживает отходы, образующиеся в хозяйстве;
• уничтожает зерна сорных растений, содержащиеся в отходах жизнедеятельности животных;
• уменьшает санитарную зону до 150 м;
• создает условия для роста привлекательности территории с точки зрения проживания и туризма;
• сохраняет ресурсы для будущих поколений, сознавая социальную значимость своих действий в стратегическом масштабе.
По статистическим данным, на 1 января 2011 г. в Костромской области находится порядка 273 сельскохозяйственных организаций. Общая численность КРС, в том числе животных на выращивании и откорме, составляет 57 137 голов, количество свиней — 27 870 голов, количество кур — 2 573 шт.
На основе статистических данных по поголовью скота и птицы в сельскохозяйственных организациях Костромской области и нормативов образования отходов произведем проектный расчет себестоимости и экономической эффективности внедрения простейших биогазовых установок и переработки отходов жизнедеятельности животных в биогаз. Результаты расчетов представим в табл. 2.
В результате при внедрении биогазовых установок в Костромской области необходимо привлечение инвестиций в размере 802,96 млн руб., при этом можно получить годовую экономию в размере 99,32 млн руб., срок окупаемости составит в среднем 7,6 лет. Социальная роль от внедрения биогазовых установок заключается в организации дополнительных рабочих мест в сельскохозяйственной отрасли в количестве 335 чел.
Кроме того, как альтернатива приобретению готовой биогазовой установки возможно ее изготовление в условиях мастерских сельскохозяйственных организаций. При этом можно использовать имеющиеся в хозяйствах емкости под реактор, а именно: подчас не используемые цистерны из-под горючесмазочных материалов и т. п. А также использовать списанную технику и простаивающее, отработавшее свой срок оборудование ферм и комплексов для изготовления элементов конструкции. В данном варианте изготовления биогазовой установки значительно снижается ее себестоимость.
Наряду со значительной экономической выгодой при производстве биогаза в России существует ряд проблем, связанных с использованием и продажей продуктов его переработки, которыми являются электроэнергия, тепло и удобрения. Как известно, тепло может использоваться для обогрева помещений, а удобрения — для внесения на поля под сельскохозяйственные культуры. Но с увеличением численности поголовья и, следовательно,
Таблица 2
Эффективность внедрения биогазовых установок в сельскохозяйственных организациях Костромской области
Показатель КРС Свиноводство Птицеводство
Среднее поголовье по Костромской обл., голов 57 137 27 870 2 573 000
Количество отходов, т 342 822 22 296 334 490
Капитальные вложения, тыс. руб. 614 318,0 29 964,9 158 678,0
Экономия от обогрева помещений и производства электроэнергии с учетом эксплуатационных издержек, тыс. руб. 74 278,1 4 459,2 20 584,0
Срок окупаемости капитальных вложений, год 8,27 6,72 7,71
Организация дополнительных рабочих мест, чел. 238 12 85
увеличением производительности установки, возрастает количество дополнительной производимой электроэнергии и тепла. И может сложиться такая ситуация, что они останутся неиспользованными.
К сожалению, в нашей стране законом не отрегулированы вопросы продажи и производства электроэнергии частными малыми организациями, в том числе кооперативами и фермерскими хозяйствами, и данный вопрос остро стоит на повестке дня [7]. Все ресурсы — газ, электроэнергию и тепло — хозяйства должны использовать на собственные нужды. В связи с этим для получения максимальной экономической выгоды от работы биогазовой установки в сельскохозяйственной организации следует предусмотреть развитие прибыльного энергоемкого производства. Например, это может быть переработка продукции животноводства, такая как производство пакетированного молока, сыра, колбасы и др. В условиях Костромской области, на 74 % покрытой лесами, это также может быть такое энергоемкое производство, как лесопереработка.
Внедрение биогазовых установок на производстве на сельских территориях повысит устойчивость сельскохозяйственного производства вследствие обеспечения организаций собственными источниками тепло- и электроэнергии, а также обеспечения замкнутым безотходным циклом производства, что позволяет достигнуть независимости от внешних поставщиков энергии и удобрений.
Производство биогаза напрямую связано с развитием сельскохозяйственной отрасли, экономики регионов и страны в целом. Поэтому для достиже-
ния высоких темпов роста и улучшения благосостояния населения необходимо активно внедрять передовой мировой опыт на данном направлении.
Использование альтернативных, возобновляемых источников энергии, одновременно решающих многие проблемы экологии, будет существенным фактором в развитии России «снизу», в укреплении местного самоуправления, в экологизации сельскохозяйственного производства, сохранении разнообразных ресурсов для будущих поколений.
Список литературы
1. Биогаз в промышленных масштабах: работа крупнейшего в мире биогазового комплекса // Новое сельское хозяйство. 2009. № 3. С. 91.
2. Биогаз Инжиниринг [Электронный ресурс]. URL: http://biogas-e. ru/ekonomicheskaya-vyigoda.
3. Биотехнологии [Электронный ресурс]. URL: http://www. bio-energetics. ru/4/ tip_rekomenduem_ ust. html.
4. Веденев А. Г., Маслов А. Н. Строительство биогазовых установок. Краткое руководство. Б.: Евро, 2006.
5. Зайцева И. Возобновляемые источники энергии: шведский опыт. // Новое сельское хозяйство. 2010. № 5. С. 102—105.
6. Клуге Р. Биогаз: используем отходы брожения в качестве удобрений // Новое сельское хозяйство. 2010. № 2. С. 80—83.
7. Энергетическая стратегия Российской Федерации на период до 2030 года: распоряжение Правительства РФ от 13.11.2009 № 1715-р.
