научная статья по теме ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ БИООТХОДОВ РЕСПУБЛИКИ КАРЕЛИЯ Комплексное изучение отдельных стран и регионов

Текст научной статьи на тему «ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ БИООТХОДОВ РЕСПУБЛИКИ КАРЕЛИЯ»

ЭНЕРГЕТИКА И ЭКОЛОГИЯ

ENERGY AND ECOLOGY

Статья поступила в редакцию 17.02.14. Ред. рег. № 1932

The article has entered in publishing office 17.02.14. Ed. reg. No. 1932

УДК 621.383; 620.91

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ БИООТХОДОВ РЕСПУБЛИКИ

КАРЕЛИЯ

С.В. Тишков, А.П. Щербак

Институт экономики Карельского научного центра РАН Республика Карелия, 185003, г. Петрозаводск, пр. А. Невского, 50 тел. +7 (8142) 57-07-27, тел.+79535255300, + 79637476483, E-mail: insteco_85@mail.ru, to-to@mail.ru

Заключение совета рецензентов 17.02.14 Заключение совета экспертов 21.02.14 Принято к публикации 24.02.14

В статье рассматриваются вопросы использования биологических отходов в энергетике сельскохозяйственных предприятий Республики Карелия. Анализируется мировой и российский опыт применения биогазовой технологии по утилизации отходов, а также приводятся долгосрочные планы развития биоэнергетики в странах Европейского союза и Китая. Рассчитывается энергетический потенциал биоотходов и даются рекомендации для животноводческих предприятий АПК.

Ключевые слова: биоотходы, биогаз, биоэнергетика, альтернативная энергетика, энергоэффективность, экология, энергетический потенциал.

ENERGY POTENTIAL OF BIOWASTE IN THE REPUBLIC OF KARELIA

S. V. Tishkov, A.P. Shcherbak

Institute of Economics of the Karelian Research Centre of RAS Alexander Nevsky distr. 50, Petrozavodsk, 185003, Russian Federation tel. +7 (8142) 57-07-27, tel.+79535255300, + 79637476483, E-mail: insteco_85@mail.ru, to-to@mail.ru

Referred 17.02.14 Expertise 21.02.14 Accepted 24.02.14

The issues of using biological waste in energetics of agricultural enterprises of the Republic of Karelia are considered in the article. The paper provides international and Russian experience of waste disposal by biogas technology, as well as contains the long-term plans of developing bioenergy sector in the European Union and China. Furthermore, energy potential of biowaste is calculated and recommendations for animal agribusiness are given.

Keywords: biowaste, biogas, bioenergy, alternative energy, energy efficiency, ecology, energy potential.

Сведения об авторе: Институт экономики Карельского научного центра РАН, кандидат наук.

Область научных интересов: региональная экономика инновационный менеджмент, стратегический менеджмент.

Публикации: около 45 научных работ.

и управление,

Сергей Вячеславович Тишков

Сведения об авторе: Институт экономики Карельского научного центра РАН, аспирант.

Область научных интересов: Энергосбережение и энергоэффективность, альтернативная энергетика.

Публикации: более 10 научных работ.

Антон Павлович Щербак

Введение

«Биологические отходы» большинством людей воспринимаются в качестве отбросов, не пригодных к дальнейшему использованию и применению. Однако это совершенно ошибочное представление. Современные технологии, в частности технология производства биогаза, позволяют получать доходы из отходов. Помимо дополнительного источника дохода, эта технология является наиболее эффективной системой утилизации отходов, в том числе биологически опасных. Переработка отходов на биогазовой установке дает одновременно: газ, электричество, тепло, топливо для транспорта, экологически чистое биоудобрение, а также способствует сокращению капитальных затрат на строительство новых предприятий

агропромышленного комплекса. Таким образом, эта технология дает возможность решить большинство проблем в АПК, например, повысить уровень конкурентоспособности и энергоэффективности предприятий. Вместе с тем не удается использовать потенциал АПК в полной мере в силу ряда причин, таких как неэффективные рыночные механизмы, недостаточное развитие инвестиционных

инструментов, некоторые устойчивые стереотипы в отношении к биоотходам [1].

Актуальность.

Агропромышленный комплекс сегодня сталкивается с проблемой утилизации огромного количества отходов - чаще всего они вывозятся с территорий предприятий и складируются под открытым небом, фактически превращая эти территории в «экологическую бомбу». Такое обращение с отходами приводит к окислению почв, отчуждению сельскохозяйственных земель (на сегодняшний день в России более 2 млн. гектаров сельскохозяйственных земель заняты под хранение навоза), загрязнению грунтовых вод и выбросам в атмосферу метана - парникового газа.

Отходы АПК, которые необходимо утилизировать, являются существенным

энергетическим ресурсом, так как почти все виды отходов сельскохозяйственного производства являются потенциальными энергоносителями. Таким образом, развитие биогазовой энергетики может не только решить проблему утилизации отходов, но и

энергетические проблемы сельского хозяйства [2,3,4].

Большая часть регионов с развитым сельским хозяйством и, соответственно, с высокой концентрацией ресурсов для производства биогаза (Белгородская область, Краснодарский край, Республика Карелия, Алтайский край и другие) являются энергодефицитными. Во всех сельскохозяйственных регионах существует проблема крайне низкой степени доступности объектов энергетической инфраструктуры, в частности, только 37% крупных и средних сельхозпроизводителей имеют доступ к сетевому газу [2,5]. При использовании биогазовой технологии суммарный энергетический потенциал биологических отходов АПК России достигает 81 млн. т.у.т. [6]. Этот объем позволит покрыть потребности сельских районов в газе на 14%. Если биогаз будет преобразован на когенерационных установках, то это даст возможность обеспечить сельские территории электроэнергией на 23% и на 15% тепловой энергией от общей потребности.

Кроме того, биогазовая энергетика - источник относительно дешевых комплексных органических удобрений, которые образуются в качестве побочного продукта (шлама) при производстве биогаза. Например, ежедневный потенциал переработки навоза от одной коровы составляет 0,25 кг азота, 0,13 кг оксида фосфора, 0,3 кг оксида калия и 0,25 оксида кальция и сравним с килограммом комплексных удобрений. В целом для сельского хозяйства такие относительно дешёвые и доступные удобрения являются важным фактором интенсификации производства и повышения конкурентоспособности отечественной продукции [5,7].

Большинство сельскохозяйственных предприятий испытывают большие трудности, связанные с высокими ценами на топливо для техники и оборудования, а также на электрическую энергию. Биогазовая технология может стать одним из решений этих проблем, позволяя сократить негативное влияние высоких тарифов на энергоносители и ГСМ (горюче-смазочных материалов).

International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 3 (143) 2014

© Scientific Technical Centre «TATA», 2014

Зарубежный и российский опыт использования биологических отходов в энергетике.

Среди промышленно развитых стран ведущее место в производстве и использовании биогаза по относительным показателям принадлежит Дании. Биогаз, производимый в этой стране, занимает до 18% в ее общем энергобалансе. По количеству средних и крупных биогазовых установок ведущее место занимает Германия (более 10 тыс. шт.) [2,7,8]. В Западной Европе не менее половины всех птицеферм отапливаются биогазом. В Индии с 1981 года было установлено 3,8 млн. малых биогазовых установок.

Китай на сегодняшний день является мировым лидером по внедрению технологии производства биогаза в сельских районах. Более 40 млн. китайских семей уже установили биогазовые агрегаты в своих домах, и эта цифра продолжает стремительно расти, увеличиваясь ежегодно на несколько миллионов. Суммарный выпуск биогаза в Китае эквивалентен 13,5 млн. т.у.т., что ставит страну на уверенное первое место в мире по этому показателю. Кроме того, в Китае построено 4000 крупных биогазовых станций, функционирующих на отходах животноводческих ферм, при этом доля сельскохозяйственных предприятий, использующих биогазовые технологии, составляет 52% [2,8].

Биогазовая программа Китая направлена в первую очередь на создание дополнительной инфраструктуры и сглаживание диспропорций в уровне социально-экономического развития между селом и городом. Биогазовая программа - своего рода "зеленая революция" по-китайски. Например, овощи, выращенные без использования химических удобрений (они заменяются отходами от производства биогаза), стоят в среднем на 30% дороже и считаются экологически чистыми [8].

Министерство сельского хозяйства КНР, которое реализует данную программу, комплексно подходит к решению поставленных задач. Наряду с непосредственным сооружением объектов, проводится масштабная работа по подготовке кадров и проведению НИОКР, на которые китайский бюджет тратит более 100 млн. долларов ежегодно. Система поддержки направлена на проекты разных масштабов - от небольших бытовых установок до крупных комплексов для предприятий пищевой промышленности [8,9].

Китайские власти всерьез рассчитывают на биогаз, как на источник электроэнергии для сельских районов. Так, если к 2015 году суммарная мощность установок когенерации составит 5,5 ГВт, то к 2030 г. она должна увеличиться до 30 ГВт, то есть в 6 раз, что позволит полностью обеспечить деревенских жителей электрической энергией и теплом собственного производства. К 2020 году 70% хозяйств различных типов в качестве основного топлива будут использовать биогаз против 30% в 2009 году [7,8].

В России, как и в ряде зарубежных стран, биогазовая технология развивается в энергетическом направлении, тогда как производству удобрений на основе сопутствующего продукта (шлама) уделяется мало внимания. Такая схема развития характерна для энергодефицитных регионов с высоким естественным плодородием почвы. В регионах, где естественное плодородие почвы находится на достаточно низком уровне, потребность в биоудобрении существенно выше [3,10].

Особый интерес представляет опыт работы по внедрению биогазовых технологий в Белгородской области, где на сегодняшний день на 1,5 тыс. объектов АПК ежегодно образуются 10 млн.т. органических отходов. Биогазовая установка, перерабатывающая 75 тыс.т. отходов животноводства в год, построена в Лучковском сельском округе Прохоровского района Белгородской области, рядом

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком