Прибавить биогазу: «Росатом» делает ставку на биоэнергетику

В минувшем году госкорпорация заключила ряд соглашений о строительстве биогазовых станций (БГС) на базе сельскохозяйственных комплексов. Это поддержка курса на развитие биоэкономики, нацпроект по которой стартует в новом году. «Росатом» планирует, что к 2030 году установленная мощность его БГС превысит 150 МВт, а ежегодная выручка от них — ​8,5 млрд рублей.

Компания «Росатом Сервис» построит биогазовые станции в Московской, Калужской, Тверской, Белгородской и Владимирской областях, в Бурятии и Казахстане. В преимуществах технологии разбираемся с экспертами: профессором Института инженерных систем и энергетики Красноярского государственного аграрного университета Мариной Барановой и доцентом кафедры техносферной и экологической безопасности Сибирского федерального университета Людмилой Кулагиной.

Технология

Биогазовая станция — ​это комплекс переработки сельскохозяйственных отходов (навоза, помета, жмыха, шелухи и т. п.) с дальнейшим производством удобрений и биогаза.

Биогаз — ​«возобновляемое» топливо, продукт процесса брожения. В болотах, в пищеварительных трактах животных и т. д. органический субстрат разлагается (ферментируется) при помощи бактерий в безвоздушной среде, образуется метан с высокой энергетической ценностью, жидкие отходы, которые можно использовать для удобрения почвы, и дигестат — ​твердый остаток, основа для производства органоминеральных удобрений.

Стандартная БГС состоит из нескольких ключевых компонентов: приемный бункер, мешалка и кондуктор, анаэробный реактор, система сбора и очистки биогаза, энергетическая установка и система вывода и утилизации остатков. Такая станция дает газ, тепло и электричество.

Рентабельность

БГС решают несколько задач, говорит Людмила Кулагина: безопасная энергогенерация вблизи животноводческих комплексов; электрификация сельхозпредприятий и ферм; повышение производительности комплексов натурального хозяйства; снижение издержек на переработку и хранение биоотходов, отопление и проч. «Привлекательность биогазовых станций заключается в экономии на утилизации отходов, в независимости от колебания цен на энергоносители, а также в низких эксплуатационных расходах и диверсификации источников дохода. Доход получают от продажи не только электроэнергии, но и дигестата», — ​поясняет эксперт.

«Совершенствование инфраструктуры, повышение государственных субсидий, оптимизация технологических процессов и создание устойчивых рынков для конечной продукции могут значительно увеличить успешность комплексной эксплуатации БГС», — ​добавляет Марина Баранова.

Объем переработки

Ежегодно в российском агропромышленном комплексе только навоза и помета накапливается более 300 млн т. Около 40 % содержится в специальных хранилищах и не используется. Тогда как переработка всех сельскохозяйственных биоотходов может обеспечить выработку электроэнергии, сравнимую с показателями энергосистем крупных регионов России. «С увеличением количества БГС растет объем переработки органических отходов. В 2023 году переработали около 1,5 млн т, и это значительный шаг к решению проблемы утилизации органических отходов», — ​говорит Людмила Кулагина.

В странах Европейского союза ежегодно образуется до 138 млн т биоотходов. Около 40 млн т отправляется на биостанции. Как сообщает Европейское агентство по окружающей среде, к 2030 году переработку планируется увеличить до 60 %. К тому же времени в ЕС намерены нарастить производство биометана и выйти на 35 млрд м³.

Сейчас в ЕС порядка 20 тыс. установок для получения биогаза и биометана. В Германии и Австрии, например, с распространением БГС значительно сократились свалки и выбросы парниковых газов. «В Германии находится самая большая биогазовая станция. Ее годовая производительность — ​46 млн м³ биогаза, 10 тыс. м³ в час. Достаточно для генерации 160 млн кВт·ч электроэнергии или 180 млн кВт·ч тепла. Это сопоставимо с потребностью 50 тыс. домашних хозяйств, то есть небольшого города», — ​приводит пример Марина Баранова.

Экология

Строительство биогазовых установок едва ли не единственный способ улучшить экологическую ситуацию в агропромышленном комплексе, считают эксперты. Например, полученные таким способом удобрения восстанавливают истощенные земли, предотвращают почвенную эрозию и повышают урожайность. Кроме того, переработка отходов животноводства в топливо и энергию положительно сказывается на эмиссии парниковых газов. «Использование 1 м3 биогаза вместо 1,3 кг дров снижает выбросы углекислого газа на 2,6 кг, бензина — ​приблизительно на 1,6 кг, — ​говорит Марина Баранова. — ​Таким образом, можно добиться глобального снижения выбросов на 13,2 млн т метана в год, что составляет около 4 % всех антропогенных выбросов».

Эксплуатация

Биогазовые установки могут быть разного масштаба — ​и маленькие, индивидуальные, и крупнотоннажные. В Китае, например, биореакторы используют в сельскохозяйственной технике, на очистных сооружениях. Есть практика установки БГС в домах. А выпуск биогаза в КНР составляет 14 млрд м³ в год.

В России, считает Людмила Кулагина, возможность использовать БГС в домашних хозяйствах представляется перспективной при ряде условий. Поддержка государства, развитие образовательных инициатив и благоприятной нормативно-­правовой среды могут способствовать тому, чтобы биогаз стал доступным и эффективным источником энергии для населенных пунктов в районах, где образуется или скапливается много органических отходов.