menu Меню

Биогазовые станции: как они устроены и зачем нужны

Рассказываем простым языком на примере двух белгородских станций
Павел Дорофеев Блог
23/12/2021 6 минут
Узнай, чем занимается Гринпис Узнать Узнай, как ты можешь помочь природе Действовать

читать и обсуждать наши публикации в телеграме

читать и обсуждать в телеграме

Больше десяти лет назад в Белгородской области с разницей в полгода запустились две биогазовые станции, названные в честь расположенных по соседству сёл — «Байцуры» и «Лучки». Хотя сама технология по получению энергии и тепла при переработке органических веществ в мире известна давно, в России случаи её применения до сих пор остаются единичными.

В рамках экспедиции по регионам страны климатическая команда российского отделения Гринпис встретилась с главными инженерами станций «Байцуры» Алексеем Щербаковым и «Лучки» Ильёй Мейлахом и узнала о работе биогазовых установок и их пользе для экологии.

Алексей Щербаков, главный инженер биогазовой станции «Байцуры». Фото © Вячеслав Замыслов, Гринпис

Что такое биогаз?

Газ, который образуется при разложении органики в процессе метанового брожения. Биогаз можно произвести из любой органики, но чаще всего это отходы животноводческих комплексов и предприятий пищевой промышленности, например, сахарных комбинатов. Его можно производить в любом регионе страны и использовать в качестве средства дополнительной энергии как в крупных городах, так и в небольших отдалённых населённых пунктах. 

С помощью биогазовой установки — специального устройства по переработке органики — получают не только биогаз, который в дальнейшем можно использовать для выработки электричества и тепла, но и биоудобрения, которые не увеличивают содержание нитратов в почве и положительно влияют на урожайность. Таким образом, любой органический продукт, взятый в качестве сырья, получает возможность вторичного использования.

Фото © Вячеслав Замыслов, Гринпис

Как работает биогазовая станция?

В природе цикл разложения занимает в среднем от полугода до года — в зависимости от вида органики. На биогазовой установке этот процесс сокращается до шестидесяти суток. Сначала сырьё поступает в реактор. Для этого есть два пути: биомасса откачивается из контейнера, куда она попадает через сток, протянутый, например, от фермы. Этот способ подходит, если сырьё находится в жидкой форме. Так, например, устроена биостанция «Байцуры». Она изначально проектировалась под свиноферму, расположенную по соседству — буквально в 50 метрах. Стоки из этого комплекса сначала попадают в большую сборную ёмкость, а потом, по трубопроводу, проложенному под землёй, всё стекает в резервуар предварительного сбора.

Для материалов используют специальный загрузчик. Такую технологию применяют и в самой первой крупной биогазовой станции в России — «Лучки».

После того, как масса попала в ферментатор, начинается первая стадия сбраживания. В этой ёмкости обитают метанообразующие бактерии, которые питаются поступающей органикой. Здесь, благодаря вращающейся лопасти, колонии бактерий равномерно распределяются по «еде». Далее образовавшийся в ферментаторе биогаз собирается в специальный резервуар — газгольдер. В течение этого процесса газ проходит несколько этапов очистки, в том числе от сероводорода. В конце этой цепочки он сжимается компрессором, попадает в цилиндры газопоршневого двигателя, который и выдаёт электроэнергию в сеть. Количество биогаза зависит от состава субстратов и содержащихся в них органических веществ.

Фото © Вячеслав Замыслов, Гринпис

А что с удобрениями?

Перебродившая биомасса попадает в лагуны — временные хранилища, откуда фермеры могут забрать её, чтобы использовать в качестве готового и безопасного органического удобрения для полей. Чтобы фермерам потом было легче извлекать субстанцию из лагуны, необходим ещё один этап — сепаратор, который стоит на выходе из ёмкости, разделяет всё на жидкую и твёрдую фракции.

Энергетический потенциал биогазовой станции

По оценкам Международного энергетического агентства (МЭА), в ведущих странах мира к 2040 году потребление биотоплива увеличится трёхкратно. Но для России это всё ещё остаётся довольно диковинным методом выработки энергии. На территории страны работает всего несколько полноценных биогазовых установок. Одна только белгородская станция «Лучки» способна вырабатывать 29 млн киловатт-часов электроэнергии — этого уже достаточно, чтобы обеспечить электроэнергией около шести тысяч домовладений.

Илья Мейлах, главный инженер биогазовой станции «Лучки». Фото © Вячеслав Замыслов, Гринпис

«При запуске станция имела установочную мощность 2,4 мегаватта, тогда она могла перерабатывать порядка 60 тысяч тонн отходов в год. Спустя время нам удалось увеличить установленную мощность биогазовой установки за счёт собственных разработок, строительства лабораторной биогазовой установки, в которой мы проводили эксперименты, изучали разные виды сырья и самые эффективные комбинации из них, – пояснил главный инженер станции Илья Мейлах. – Как только научились лучше ухаживать за бактериями, так в бродильных резервуарах стали получать больший объём газа, а, следовательно, и электроэнергии».

Потенциал такого способа энергогенерации в России огромен — ежегодно миллионы тонн органических отходов везут на мусорные полигоны. Вместо того, чтобы приносить пользу, они разлагаются, выделяя метан и другие опасные для человека соединения вроде сероводорода. 

Плюсы и минусы технологии

Мусорные полигоны и свалки в России занимают порядка 40 тысяч квадратных километров — это сопоставимо с площадью небольшого государства. Биогазовые станции, перерабатывающие органику в газ и удобрения, могли бы отчасти решить эту проблему.

Фото © Вячеслав Замыслов, Гринпис

Сейчас в «Лучках», по словам главного инженера Ильи Мейлаха, перерабатывают около 1% органических отходов, которые оказываются на территории Белгородской области. «Для переработки всех отходов нужно строить ещё десятки станций на территории региона. Тогда и можно будет говорить о каком-то существенном минимизировании экологического ущерба», — считает Мейлах.

Биогазовая станция непрерывно вырабатывает электроэнергию и тепло вне зависимости от погодных условий, работа станции регулируется автоматикой. Но есть и минусы, считает инженер станции «Байцуры» Алексей Щербаков, так как технология импортная, то все запчасти приходится покупать из-за границы. «Это у нас новинка, а в Германии, например, давно существуют целые кластеры промышленности, выпускающие специально оборудование для таких объектов. Есть учебные заведения, которые готовят персонал для таких объектов, и давно отработанная нормативная база, где всё чётко прописано — кто, кому, за что и сколько должен», — пояснил Щербаков.

Ещё одним минусом инженеры биостанций называют логистику. Чем ближе станция к объекту, тем дешевле и доступнее будет сырьё для выработки биогаза. Сейчас доставку удалось наладить с ближайших производств. Но если возникают проблемы с поставкой, объекту приходится заказывать материалы у поставщиков, которые находятся ещё дальше.

Фото © Вячеслав Замыслов, Гринпис

У биогазовой энергетики есть естественное ограничение: зависимость от количества органических отходов. Если биогазовые станции не будут получать необходимого количества отходов, им придётся выращивать растительное сырьё (например, силос) для обеспечения бесперебойной работы. Таким образом, сельскохозяйственные земли, которые можно использовать для производства продуктов питания, будут заняты для создания сырья для станций. Это нерациональное использование земельных ресурсов (подобное уже происходит в Германии, стране-лидере по биоэнергетике). Однако для России, где биоэнергетическая отрасль находится на начальном этапе, эта проблема пока неактуальна, но её стоит учитывать при дальнейшем развитии биогазовой отрасли.

Долгая окупаемость биогазовой станции — от пяти до семи лет — и несовершенство законодательной базы, которая должна регулировать работу подобных объектов, ещё одна причина, которая отпугивает инвесторов от вложений в такие проекты. Однако и в этом направлении уже сделаны первые шаги, а ведь именно они всегда самые страшные.

Новые экспедиции для популяризации зелёной энергетики, работа с учёными и экспертами, возможны только при вашей поддержке. Только вместе мы сможем добиться изменений.

климат энергетика

Интересные публикации

Газ и ядерная энергетика: почему ЕС нельзя признавать их «зелёными»
Под Новый год, когда большинство людей собирается с семьёй и близкими у праздничного стола, Европейская…
Павел Дорофеев Владимир Асикритов 14/01/2022
2021 год в фотографиях
Несмотря на то, что 2021 год тоже был пандемийным, Гринпис провёл по всему миру множество…
Арина Кочемарова Игорь Подгорный Ксения Сабинина 30/12/2021
Экологические катастрофы 2021 года — итоги
2021 год подходит к концу, и наступает пора подводить итоги. Чем нам запомнился уходящий год?…
Виктория Глущенко 27/12/2021
Биогаз: где и как в России добывают зелёную энергию
Мы продолжаем экспедиции по России, чтобы увидеть своими глазами, как развивается возобновляемая энергетика в стране.…
Наталья Аксёнова 24/12/2021
Как регионы России отреагировали на рекомендации «Зелёного курса»
В июле 2021 года российское отделение Гринпис выпустило «Рейтинг открытости регионов России к «Зелёному курсу»»…
Владимир Асикритов 21/12/2021

Инструкции

16 советов как экономить энергию в квартире
Рациональное использование ресурсов уже давно волнует как мировых политиков и климатологов, так и обычных жителей.…
Олеся Викулова 01/09/2021
Что делать, если рядом лесной пожар
В этом году, кажется, все мы убедились, что загореться лес может где угодно, а не…
Софья Косачёва 08/07/2021
Солнечная батарея для дачи: в чём плюсы и как сэкономить?
Сегодня сложно представить дома в Европе и США без солнечных панелей. Так, в одном из…
Олеся Викулова 29/04/2021

Назад Дальше

keyboard_arrow_up