Чудо биогазвых установок. Часть третья - Энергетическая ценность.

Анализ использования биогазвых установок в Кыргызстане

Часть третья

 Энергетическая ценность.

Главной проблемой экономической оценки является переведение в денежный эквивалент некоммерческих видов энергии, которые не имеют установленной рыночной цены. Но и в этом случае можно установить ценность биогаза и удобрений исходя из сравнительных данных по теплотворной способности разных источников энергии. Для этого нужно подсчитать количество используемых в хозяйстве источников энергии и установить экономию от использования биогаза вместо них.

Теплотворная способность одного кубометра биогаза составляет в зависимости от содержания метана от 20 до 25 МДж на кубометр, что эквивалентно сгоранию 0,6 – 0,8 литра бензина; от 1,3 до 1,7 килограмм дров или использованию от 5 до 7 кВт электроэнергии.

Сравнительная таблица биогаза (при содержании 70% метана) и других энергоносителей.

Топливо	Теплотворная способность единицы топлива, кВт	Теплотворная способность единицы топлива, МДж	Стоимость единицы топлива, сом	Топлива на 1 кубометр биогаза	Биогаза на единицу топлива
Дизель, керосин, литров	10	36	19,5	0,69 литра	1,44 кубометров
Бензин литров	8,5	30	25	0,82 литра	1,28 кубометров
Дрова, кг.	4,5	16,2	8	1,5 кг.	0,65 кубометров
Сухой кизяк, кг.	5	18	0,15	1,4 кг.	0,7 кубометров
Сухие растительные остатки, кг.	4,5	16,2	-	1,5 кг.	0,65 кубометров
Твердый уголь, кг.	7,7	27,6	1,8	0,9 кг.	1,1 кубометров
Природный газ, кубометров	9,3 кВт/кубометров	33,5	3,1	0,75 кубометров	1,34 кубометров
Пропан в баллонах, кубометров	12.8 кВт/кубометров	46	13		0,54 кубометров
Электроэнергия, кВт	1	3,6	1	6,9 кВт	0,14 кубометров
Биогаз, кубометров	7	25	2,8	1 кубометр	1 кубометр

Например, семья из 5-6 человек использует в год 12 десятилитровых баллонов пропана (120 кг или 262 кубометра пропана) и 2,5 тонны угля. Тогда для замены их биогазом потребуется 262*1,84 = 482 кубометра биогаза и 2500*1,1 = 2750 кубометров биогаза, всего 3232 кубометра биогаза в год, или около 9 кубометров биогаза в сутки.

Как видно из таблицы, при замене пропана на биогаз, в год на покупке баллонов будет сэкономлено 3000 сом. При замене 2,5 тонн угля, стоимостью 1,8 сом за килограмм, на биогаз будет сэкономлено 4500 сом в год. Всего на электроэнергии и угле будет сэкономлено 7500 сом в год.

Оценка урожайности от производимых биоудобрений.

Нельзя недооценивать эффект увеличения урожайности от применения биоудобрений. Данные о повышении урожайности после применения биоудобрений, колеблются от 10 до 30%, однако более точный прогноз сложен потому, что на урожайность влияют и многие другие факторы.

Так, увеличение урожайности при применении биоудобрений на различных сельскохозяйственных культур рассматривается в следующей таблице.

Вид выращиваемых культур	Обычная урожайность, Центнер/га	Стоимость, Сом/центнер	Увеличение урожайности, %	Дополн. урожай Центнер/га	Доход, сом
Пшеница	23-25	450	10	2,3-2,5	1035 – 1125
Ячмень	18-20	500	10	1,8-2	900 – 1000
Люцерна	40-100	350	10	4-10	1400 – 3500
Кукуруза	50-80	350	10	5-8	1750 – 2800
Свекла	200-400	120	10	20-40	2400 – 4800
Хлопок	25-30	4000	10	2,5-3	10000-12000
Картофель	180-200	1000	10	18-20	18000 – 20000
Фасоль	20-25	2000	10	2 – 2,5	4000 – 5000
Яблоки	250-300	2000	10	25-30	50000– 60000

Биоудобрения не только эффективны, но и дешевы – при применении биоудобрений вместо минеральных удобрений, как видно из таблицы, фермер экономит 1750 сом с гектара удобряемой земли.

Сравнение биоудобрений и других удобрений

Удобрение	Норма внесения	Стоимость, сом/кг	Общая стоимость, сом/га
Минеральные удобрения	300 кг/га	8,50	2550
Овечий навоз	6000 кг/га	0,15	900
Био-удобрения	3000 кг/га	0,26	800

Денежный эквивалент выгод применения биоудобрений

Выгоды от применения биоудобрений складываются из экономии средств на минеральных удобрениях, используемых ранее и из увеличения урожайности сельскохозяйственных культур.

Например, хозяйство выращивает пшеницу на 100 га, используя минеральные удобрения и затрачивая 255 000 сом в год. При использовании покупных био-удобрений хозяйство затратит 80 000 сом, экономя 175 000 сом в год, а при переработке органических отходов на собственной установке – экономия составит 255 000 сом в год. Увеличение урожайности на 10% принесет дополнительный доход, равный 112 500 сом в год.

Таким образом, основываясь на вышесказанном, можно прийти к выводу, что биогазовые технологии – это прямой путь к развитию альтернативной энергетике. Исходя из объема неиспользуемого навоза, напрашивается вывод, что мы теряем значительные блага в денежном и энергетическом эквиваленте. Мы просто ходим по «золоту».

Основная причина не развитости биогазовых технологий на сегодняшний день – это отсутствие научного потенциала страны, недостаточное количество качественного обучения принципам альтернативной энергетики. Также, в самой отрасли биогаза нет достаточно специалистов, способных обеспечить нормальное и правильное функционирование биогазовых установок в Кыргызстане.

Остается лишь надеяться, что уже предпринятые усилия ряда отечественных специалистов, работающих в этой сфере, наконец, дадут импульс к переходу извлечения биогаза, удобрений и энергии в области биогазовых технологий.

Составители доклада:

Санжар Абакиров

Алмаз Бекболотов

Чудо биогазвых установок. Часть Вторая - выгоды биогаза.

Анализ использования биогазвых установок в Кыргызстане

Часть Вторая.

Некоторые выгоды биогазовых технологий.

Биогазвые установки относятся к разряду альтернативных источников энергии, которые при правильном использовании приносят значительные выгоды своим пользователям. В целом, биогазовая установка представляет собой герметически закрытую емкость, в которой при определенной температуре происходит сбраживание органической массы продуктов жизнедеятельности домашнего скота (навоз), отходов, сточных вод с образованием метана с некоторыми газообразными примесями (далее по тексту - биогаз).

Принцип работы всех биогазовых установок одинаков: после отбора и доведения его до нужной влажности в специальной емкости, оно подается в реактор, где создаются условия для оптимизации процесса переработки сырья. Сам процесс получения биогаза и биоудобрения из сырья называют сбраживанием. Оно происходит за счет жизнедеятельности особых бактерий. Полученный биогаз после очистки собирается и храниться до времени использования в газгольдере. К бытовым приборам и нагревателям биогаз продводят по газовым трубам. Переработанное в биогазовом реакторе сырье, превратившееся в био-добрения, выгружается через выгрузное отверстие и вносится в почву или используется как кормовая добавка для животных.

Сам биогаз, образующийся в процессе разложения органического материала, как уже отмечалось, представляет собой смесь метана и других газов. Пропорция метана составляет 40 - 70%, углекислого газа 60 - 30%, других газов 1 – 5%.

При известном количестве веса суточного свежего навоза, можно рассчитать суточный выход биогаза по следующим примерным расчетам:

·         1 тонна навоза крупного рогатого скота дает 40 – 50 кубометров биогаза;

·         1 тонна птичьего помета дает 60 – 70 кубометров биогаза.

Фермерские и домашние хозяйства могут оценить выгоды от строительства биогазовой установки при рассмотрении материальной выгоды, которую они получат от переработки отходов, в сравнении с затратами на строительство.

Денежные эквиваленты некоторых индивидуальных выгод.

Экономическая оценка индивидуальных выгод от использования биогазовых установок относительно легка, если хозяйство в прошлом покрывало эти нужды за счет покупки удобрений и топлива. Денежные выгоды больших биогазовых установок и больших хозяйств тоже могут быть достаточно точно подсчитаны.

В случае установок малого объема в сельских районах Кыргызстана подсчитать выгоды в денежном эквиваленте сложнее, так как используются в основном традиционные источники энергии и удобрений, такие как дрова, кизяк, навоз и сухие растительные отходы. В таких случаях, денежные выгоды подсчитываются за счет экономии на традиционных источниках энергии, а также выручки от продаж биоудобрений и увеличения урожайности.

Спецификация и смета на изготовление простейшей биогазовой установки с ручной загрузкой без перемешивания и без подогрева сырья в реакторе.

	Количество материалов и их стоимость (тыс. сомов)
Объем реактора	1 кубометр		3 кубометра		5 кубометров		7 кубометров		10 кубометров
Наименование оборудования и материалов	Кол-во	Тыс. сом	Кол-во	Тыс. сом	Кол-во	Тыс. сом	Кол-во	Тыс. сом	Кол-во	Тыс. сом
Реактор (стальная емкость)	1	1	1	4	1	7,5	1	9,5	1	12,5
Бункер загрузочный (стальной)	1	0,5	1	0,7	1	0,9	1	1	1	1,1
Труба загрузочная Ф-300 (м.)	1	0,3	1,5	0,4	2	0,6	2,5	0,8	2,5	0,8
Труба разгрузочная стальная Ф-300 (м.)	1	0,3	1,5	0,45	2	0,6	2,5	0,8	2,5	0,8
Емкость для хранения полученных удобрений (бетон)	1	0,5	1	1	1	1,5	1	2,5	1	3,5
Труба Ф-25 (м.)	5	0,5	5	0,5	5	0,5	5	0,5	5	0,5
Труба Ф-15 (м.)	5	0,3	5	0,3	5	0,3	5	0,3	5	0,3
Клапан предохранительный, шт.	1	0,1	1	0,1	1	0,15	1	0,2	1	0,2
Водяной затвор, шт.	1	0,2	1	0,2	1	0,2	1	0,2	1	0,2
Кран Ф-25, шт.	1	0,12	1	0,12	1	0,12	1	0,12	1	0,12
Кран Ф-15, шт.	1	0,05	1	0,05	1	0,05	1	0,05	1	0,05
Манометр (0-1 кгс/см2), шт.	1	0,2	1	0,2	1	0,2	1	0,2	1	0,2
Вспомогательные материалы	-	1	-	1	-	1,2	-	1,2	-	1,5
Итого	-	5,07	-	9,02	-	13,82	-	17,37	-	21,77

Показатели фермерских биогазовых установок с газгольдером, механической подготовкой, пневматической загрузкой и перемешиванием сырья, с подогревом сырья в реакторе при работе в мезофильном[1] и температурном[2] режиме.

Показатели		Объем реакторов
		5 кубометров	10 кубометров	15 кубометров	25 кубометров	50 кубометров	100 кубометров	250 кубометров
Удобрения	Тонн год	100	250	360	550	1200	2400	6000
	Тонн год	0,3	0,7	1	1,6	3,3	6,6	16,6
Биогаз	Кубометров в год	5400	12600	18000	28800	59400	118800	298800
	Кубометров в сутки	15	35	50	80	165	330	830
Стоимость БГУ	Сом	45000	65000	90000	110000	180000	300000	700000
Стоимость удобрений в год	Сом	26000	65000	93600	143000	312000	624000	1560000
Стоимость газа в год	Сом	15120	35280	50400	80640	166320	332640	836640
Выгоды в год	Сом	41120	100280	144000	223640	478320	956640	2396640
Срок окупаемости	Месяцы	13	8	7,5	7,5	4,5	4	3,5

Анализ таблицы показывает, что самые маленькие установки (объем реактора до 5 кубометров) окупаются чуть более чем за один год, а установки с объемами реакторов более 10 кубометров окупаются за несколько месяцев работы. Здесь категории затрат, связанные с внедрением биогазовых установок делятся на стоимость строительства и материалов, стоимость эксплуатации и обслуживания, процентные выплаты, если под строительство биогазовой установки был взят кредит.

Также стоимость строительства включает затраты, необходимые для возведения установки, такие как стоимость земли, постройка фундамента, подготовки и установки реактора, газовой  системы, емкостей для хранения и смешивания сырья и удобрений. Газгольдеров и оплату труда рабочих. Например, для грубого подсчета типичной стоимости простой биогазовой установки можно использовать следующие цифры: общая стоимость установки без стоимости земли составляет 115 – 220 долларов США на 1 кубометров реактора. 35 – 40% общей стоимости составляет стоимость металлического реактора.

продолжение следует...

---

[1] +\- 1 градус Цельсия в час

[2] +\- 0,5 градусов Цельсия в час