Как отходы превратить в доходы? Биогаз и биотопливо

Давным-давно, когда фекалии обозвали «ночным золотом» (а ассенизаторов, соответственно, золотарями), в названии этом было 99% иронии. И это притом, что тогда на этих самых золотарях и привозимом ими из большого города на село удобрении держалось производство столь необходимых этому самому ближнему городу зелени, овощей и прочей сельскохозяйственной продукции.

Если посмотреть с точки зрения науки — то ведь и в самом деле! Подвергая «эти органические остатки» анаэробной газификации, из отходов получаем практически чистое золото. Если так можно назвать чистую возобновляемую энергию.

Увы, в России к этому относятся, мягко говоря, небрежно. Питер до самого последнего времени спускал в Финский залив свои канализационные стоки, отравляя воды — даже финны жаловались!

А ведь если «это самое» подвергнуть обработке в метан-танках, то станция переработки, обслуживающая город с населением около 100.000 человек, будет давать в день 2500 м3 биогаза, что эквивалентно двум тоннам бензина!

Используя такие станции, скажем, в Москве, в день будем получать до 200.000 м3 биогаза — а значит большая часть муниципального и городского транспорта Москвы могла бы работать на биогазе, экономя той же Москве более 150.000 литров нефтепродуктов (дизтоплива и бензина) в сутки. Крупные областные города, такие как Новосибирск, Иркутск, Тула, получали бы около 10.000 литров топлива в сутки. Питер мог бы иметь в день 80.000 литров. И это — только на канализации!

Учитывая площадь всех полигонов для отходов (в просторечии — просто «свалок»), если взять по стране, и учитывая, что с 1 гектара такого полигона в течение года можно собрать 1.000.000 м3 биогаза (на Западе так и собирают), общее производство биогаза в стране могло бы достигнуть 15 млрд. м3 в год! Правда, для этого надо сначала сортировать мусор, потом готовить захоронения мусора, потом там бурить скважины, отбирать выделяющийся газ…

Потенциально (для России — потенциально, в Европе уже давно это делают) крупный источник биогаза — птицеводство. Из одной тонны куриного помета получают количество биогаза, эквивалентное 800 литрам бензина. Так что на крупных птицефабриках, при поголовье птицы примерно в 500.000 голов, выход биогаза из помета в сутки составит около 100.000 м3 в сутки, что достаточно для работы газовой электростанции мощностью в 6 МВт.

Крупный рогатый скот — тоже мощный источник не только молока, но и биотоплива. Анаэробным сбраживанием из 1 тонны навоза получают 350 м3 биогаза. Одна корова в год может «производить» примерно 900 м3 биогаза. А если пересчитать эквивалент в бензине, получается, что от одной коровы можно получать не только молоко, но и около 700 литров бензина в год.

Следует заметить, что биогаз — далеко не чистый метан. Помимо примерно 65% метана, в нем около 30% углекислого газа, а остальные примерно 5% - азот, водород и кислород. Для очистки от примесей биогаз, например, пропускают через воду, вымораживают или при низких температурах подвергают адсорбции. В итоге получается биометан, в котором 95−98% СН4. Его теплота сгорания составляет 50−55 МДж/кг, что превышает теплоту сгорания бензина, равную 44 МДж/кг, а его октановое число равно 110 — как известно, автомобильные бензины у нас имеют меньшее октановое число.

За рубежом было произведено исследование — насколько влияет замена бензина в двигателях на биометан. Результаты получились великолепные, выбросы вредных веществ в атмосферу уменьшились в сравнении с бензином в разы. При этом выбросы дыма и выбросы окиси углерода (угарного газа) уменьшились примерно в 10 раз! Плюс — отсутствие жидких фракций улучшает смазываемость цилиндров двигателя, а потому его износ значительно уменьшается.

В настоящее время в одном только Китае эксплуатируется свыше 5.000.000 семейных биогазовых реакторов, в которых вырабатывается ежегодно 1.3 млрд. м3 биогаза, обеспечивая им свыше 35 млн. человек. Кроме них работают несколько сот крупных биогазовых станций, использующих для выработки биогаза органические отходы животноводства и птицеводства, для обработки отходов китайских городов функционируют свыше 24.000 биогазовых очистительных реакторов и работает около 200 биогазовых электростанций. При этом общий объем биогазовой продукции в Китае оценивается в 33*1015 Дж.

Маленькая Дания ежегодно извлекает из органических отходов 4*1015 Дж, перерабатывая на своих 18 биогазовых заводах 75% отходов животноводства и 25% других органических отходов (на заводах ежегодно производится до 45 млн. м3 биогаза).

В США работает до 20 крупных биогазовых заводов, один из которых, перерабатывая отходы с трех крупных откормочных комплексов, обеспечивает газом газораспределительную сеть Чикаго. Кроме этого в США, Канаде и Европе получили широкое распространение установки по переработке отходов средних и небольших скотоводческих ферм — до 150 голов крупного рогатого скота. Они регулярно вырабатывают до 200 м3, обеспечивая хозяйства теплом и электричеством летом на 100%, а зимой — на 30−50%.

При переработке твердых бытовых отходов в Швеции получают 5·1015 Дж, в Японии — 6·1015 Дж, в США 9·1015 Дж, в Германии — 14·1015 Дж.

Еще очень давно, лет 15 назад, я был ошарашен информацией, что Италия за счет переработки своих… биоотходов производит 10% нужного ей природного газа!

В общем, всем хорош биогаз, вот только для его получения надо приложить усилия и ввести в дело крупные деньги, которые вернутся далеко не сразу. Куда как проще заехать на заправку и залить полный бак бензина.