Бахов Ж.К., Сапарбекова А.А., Коразбекова К.У.

Южно-Казахстанский Государственный университет имени М.Ауезова

Перспективы развития производства и использования биогазовых технологий в Казахстане

Современное состояние энергетики во всем мире характеризуется дефицитом и загрязнением окружающей среды вредными отходами разных производств. Стратегия развития энергокомплексов многих стран мира связана с использованием новых (нетрадиционных) и возобновляемых источников энергии (ВИЭ), что является реальным путем для успешного решения проблемы энергоснабжения и сохранения окружающей среды [1]. Такие направления энергообеспечения интенсивно развиваются в развитых странах мира. По прогнозам специалистов [2] часть возобновляемых источников энергии в мировом балансе генерирования электроэнергии может достигнуть 50%. Необходимо разворачивать интенсивную работу по промышленному и коммерческому использованию таких источников и в Казахстане. Развитие производства и использования биотоплива в Казахстане основывается на разработанной Правительством страны концепции «Развития рынка биотоплива в Казахстане до 2010 года». Основной целью концепции является устойчивое развитие сельскохозяйственного производства и рост его эффективности на основе развития биотопливной промышленности Казахстана.

В мировой структуре энергопотребления возобновляемые источники энергии (ВИЭ) занимают около 7%. В Казахстане же, как сообщил вице министр индустрии и новых технологий Республики Казахстан Дуйсенбай Турганов, доля ВИЭ в энергобалансе менее 0,5%, потенциал ВИЭ в Казахстане огромен – около 1 трлн. кВт/ч в год (примерно в 10 раз больше потребления электроэнергии в стране). Но реально «зеленой» энергии вырабатывается около 0,4-0,5 млрд. кВт/ч в год. То есть потенциал ВИЭ сегодня реализован на 0,05% в Казахстане. Но до 2014 года доля альтернативной энергетики в балансе Республике должна вырасти минимум вдвое.

В целом же перспективы развития производства и использования биогаза в республике очень хороши. Этому способствует существование значительного количества органического сырья, простота технологии получения и использования биогаза, а также тот потенциал, который предоставляет биогаз при замене им традиционных источников энергии для выработки электричества и тепла.

И по оценкам и литературным данным (источник: Energyland.info [3]), в Казахстане годовой выход животноводческих и птицеводческих отходов по сухому весу - 22,1 млн.т, или 8,6 млрд.м³ газа (крупного рогатого скота - 13 млн.т, овец - 6,2 млн.т, лошадей - 1 млн.т), растительных остатков - 17,7 млн.т, или 8,9 млрд.м³ газа (пшеница – 11,9 млн.т, ячмень – 5,9 млн.т) (таблицы-1,2), что эквивалентно 14 -15 млн.т условного топлива, или 12,4 млн.т мазута, или более половины объема добываемой нефти.

Таблица-1. Годовой выход животноводческих и птицеводческих отходов в Казахстане

Виды животных	Отходы по сухому весу, млн.т	Выход биогаза, млрд.м3
Крупные рогатые скоты	13	4,52
Овец	6,2	2,55
Лошади	1	0,58
Птичий	1,9	0,95
Общий выход	22,1	8,6

Таблица-2. Годовой выход растительных остатков вКазахстане

Виды растений	Остатки по сухому весу, млн.т	Выход биогаза, млрд.м^3
Пшеница	11,8	5,9
Ячмень	5,9	3
Общий выход	17,7	8,9

Из 1 т сухого вещества отходов можно получить около 500 - 700 кг удобрений и 400 м3 биогаза. По анализу данных утилизаций сельскохозяйственных отходов в Казахстане можно получить из 39,8 млн.т отходов 17,5 млрд.м³ биогаза и 25,65 млн.т экологически чистых биоудобрений. Брикетный навоз может использоваться как топливо для автотранспорта и сельхозтехники в сельской местности (с установкой газогенераторных двигателей) (таблица-3).

Таблица-3. Среднегодовой выход биогаза и удобрений в Казахстане

Виды отходов	Среднее количество отходов, млн.т	Среднее количество биогаза, млрд.м^3	Среднее количество биоудобрении, млн.т
Отходы животноводства и птицеводства	22,1	8,6	13,26
Растительные отходы	17,7	8,9	12,39
Общие показатели	39,8	17,5	25,65

Переработка 17,5м³ газа в электрогазогенераторах позволит получать ежегодно до 45 млрд.кВт/час (половину всего энергопотребления, при потребности для сельского хозяйства 24 млрд.) и одновременно 44 млн.Гкал тепловой энергии.

По теплотворной способности 1 м³ биогаза эквивалентен 0.7 м³ природного газа, 0.643 л или 0,566 кг дизельного топлива, 0,856 кг условного топлива. При средней величине выхода биогаза 65 м³/ч суточное производство  составит 1560 м³, годовое - 569400 м³. Затраты на собственные нужды биоэнергетического модуля приняты 22 кВт/ч.

Один м³ биогаза эквивалентен 0,4 л керосина, 1,6 кг угля, 0,4 кг бутана, 2,5 кг навозных брикетов (таблица-4). Поэтому биогаз полученный путем переработки отходов сельского хозяйства может использоваться как носитель энергий в качестве керосина, угля, бутана и навозных брикетов и покрывают сельскохозяйственные затраты на них.

Таблица-4. Эквиваленты биогаза

Эквиваленты биогаза	1 м3 биогаз	По среднегодовом выходу биогаза в Казахстане
		по животноводческим и птицеводческим отходам (8,6 млрд.м3)	по растительным отходам (8,9 млрд.м3)	общие показатели
Природный газ	0,7 м3	6,02 млрд.м3	6,23 млрд.м3	12,26 млрд.м3
Дизельное топливо	0,643л или 0,566кг	5,530 л/4,868 кг	5,723 л/5,037 кг	11,253 кг/9,905
Электроэнергия	2,6 кВт/ч	22,36 млрд. кВт/ч	23,14 млрд. кВт/ч	45,5 млрд. кВт/ч
Тепло	2515 ккал	21,6 млрд. ккал	22,4 млрд. ккал	44 млрд. ккал
Условное тепло	0,856 кг	7,36 млн. кг	6,55 млн. кг	13,91 млн. кг
Керосин	0,4 л	3,44 млрд. л	3,56 млрд. л	7 млрд. л
Угль	1,6 кг	13,75 млрд. кг	14,24 млрд. кг	27,99 млрд. кг
Бутана	0,4 кг	3,44 млрд. кг	3,56 млрд. кг	7 млрд. кг
Навозные брикеты	2,5 кг	21,5 млрд. кг	22,25 млрд. кг	43,75 млрд. кг

Кроме того, если использовать биогаз для производства электроэнергии, себестоимость ее оказывается всего 0,025-0,075 доллара за кВт/ч, в то время как электроэнергия от традиционных источников обходится в 0,1-0,15 доллара за квт/ч. таким образом, биогаз в 2- 4 раза экономичнее! К таким выводам пришли сотрудники НПО «ЭкоМузей» г.Караганды, успешно осуществившие проект по получению биогаза из органических отходов.

Преимущества внедрения биогазовых установок являются отсутствие экологических налогов и сборов, получение собственной электроэнергии, получение биогаза, метана, углекислоты, получение минерализованных азотных удобрений (повышение урожайности до 30% ).

В Казахстане разработкой биогазовых установок занимается Казахский научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства. ТОО КазНИИМЭСХ разработал биореактор БУ-5 с рабочим объемом 5 м³, с газгольдером объемом 5 м³, загрузочным ковшом – дозатором, теплообменником, топливным котлом с автоматической газовой горелкой. Они занимаются монтированием установок в хозяйствах Актюбинской и Алматинской области.

Иными словами, биогазовые технологии - это наиболее радикальный, экологически чистый, безотходный способ переработки, утилизации и обезвреживания разнообразных органических отходов растительного и животного происхождения.

Литература

1. Пантелеева І.В. Проблеми та перспективи розви-тку використання поновлюваних джерел енергії / І.В. Пантєлєєва, С.О. Бєлікова // Системи обробки інфор-мації: зб. наук. пр. – Х.: ХУ ПС, 2007. – Вип.3(61). – С. 72-73.

2. Коробко Б.П. Концепція та основні завдання галу-зевої програми впровадження нових та поновлювальних джерел енергії / Б.П. Коробко, М.М. Жовнір //Энергетика и электрификация. – 1999. – № 7. – С. 33-41.

3. Energyland.info

4. В.Баадер, Е. Доне, М.Бренндерфер. Биогаз. Теория и практика.