Развитие биогазовых технологий и возможности переработки органических отходов предприятий Украины для производства биогаза Матвеев Ю.Б. НТЦ Биомасса ИТТФ НАН Украины Второй международный ENERGY INDUSTRY FORUM. 30 июня 2011, Киев

2 Почему биогаз? Основные способы производства и возможные виды сырья для производства биогаза/биометана Тенденции развития биогазовых технологий в Европейском Союзе и мире в целом. Существующие биогазовые проекты в сельском хозяйстве, промышленности и муниципальном хозяйстве Украины Потенциал производства биогаза из отходов растениеводства, животноводства и пищевой промышленности в Украине. Возможности производства биогаза с учетом эффективного использования потенциала сельскохозяйственных земель в Украине Описание возможных сценариев развития биогазовых технологий в Украине Технико-экономические показатели биогазовых установок (БГУ): –БГУ фермерского типа как очистные сооружения; –производство товарной электроэнергии с использованием зеленого тарифа –производство биометана в качестве заменителя природного газа. Почему украинские фермеры не устанавливают БГУ? Несколько заключительных замечаний о барьерах, перспективах, разработке стратегии развития, необходимости определения целей и методах их достижения. Структура презентации

3 Альтернативы производства биогаза/биометана Биогаз – смесь метана (СН 4 ) и углекислого газа (СО 2 ) Биогазовые технологии – активно чистые, производство возобновляемого источника энергии и переработка отходов

4 Что можно переработать в биогаз? Навоз, помет Растительные остатки при уборке урожая (ботва, некондиционный урожай) Солома зерновых Садовые отходы (трава, обрезки кустов, некондиционный урожай) Фруктовые выжимки Солодовая и хмелевая дробина Свекольный жом Спиртовая барда Осадки сточных вод Сточные воды предприятий мясо-молочной промышленности Жировые флото-шламы Жировые отходы цехов забоя животных Кукуруза на силос, мискантус, сорго, клевер и др. Пищевые отходы консервных заводов Водная растительность Сточные воды картонно-бумажных предприятий Абсорберы и фильтры органических загрязнений Листва

5 Сырье для производства биогаза/биометана Отходы сельского хозяйства (животноводство и растениеводство) Отходы пищевой промышленности (жидкие и твердые) Муниципальный сектор –Органическая фракция ТБО –Сточные воды –Свалки и полигоны ТБО Энергетические культуры –Силос кукурузы, зерновые, смешанная зеленая масса Биомасса с высоким содержанием лигноцеллюлозы

6 Потенциал производства биотоплив в сельском хозяйстве

7 Производство биогаза в ЕС (2007) Полигоны ТБО Сточные воды Другие отходы - С/х биогаз - Централизованные биогазовые станции - метанизация ТБО - промышленные отходы 1 т. н.э =1233 м 3 ПГ 7

8 Примеры технологических решений (1)

9 Примеры технологических решений (2)

10 Примеры технологических решений (3)

11 Примеры технологических решений (4)

12 Существующие проекты БГУ в сельском хозяйстве Украины ПредприятиеГод запуска Пого ловь е СырьеКол- во, т/сутк и Объем Реак- тора, м 3 Про- цесс, мезо ф/тер моф Эл. Мощ- ность, кВт Техно- логии, произв од., страна Свиноферма комбината «Запорожсталь», Запорожье Свиной навоз МBigadan Ltd (Дания). Свиноферма корпорации Агро- Овен, Еленовка, Днепропетр. обл Свиной навоз, орг. Отходы 802 х 1000 М180BTG (Гол- ландия С/х компания «Элита», Терезино, Киевская обл навоз (90% КРС+10% св) М250LIPP, Герма- ния Ферма КРС «УМК», В.Круполь, Киевская обл Навоз КРС, силос кукурузы (план) 4003 х М Зорг, Украина, Герма- ния Коньячный завод г. Вознесенск, Николаевская обл Силос кукурузы М125Зорг, Украина, Герма- ния

13 Существующие проекты БГУ в промышленности и муниципальном хозяйстве Украины ПредприятиеГод запуска СырьеКол-во сырья Про- цесс, мезоф/т ермоф Техно- логии, производ., страна Бортническая станция аэрации 1965Сточные воды м 3/ час ТУкраина Львовский полигон ТБО2008ТБО8 млн тМ/ТУкраина ОАО «Рубежанский картонно-тарный комбинат» 2011Сточные воды250 м 3/ час МЕвропа/ Украина Мариупольский полигон ТБО2009ТБО2.5 млн тМ/ТУкраина Лужанский спиртзавод2009Сточные воды-ТУкраина

14 Потенциал строительства БГУ в животноводстве (2008) Всего Количество установок Объем < 200 m 3 Объем > 200 m 3 Мощность КГУ < 200 kW Мощность КГУ > 200 kW

15 Оценка потенциала производства биогаза в Украине Тип предприятия Основные виды отходов Содержание сухих веществ, %; ХПК, г/л Всего пред- приятий Всего обра- зуется отходов, млн. т/год Потенциал производства биогаза, млн. м 3 /год Фермы КРС Навоз10-12 %5, Свинофермы Навоз7-10 %6, Птицефабрики Помет25-30 % Пивоваренные заводы Дробина пивная20-25 % Сахарные заводы Жом свекольный10-12 % Спиртовые заводы Барда6-8 % Переработка молока/ производство сыра Сточные воды Молочная сыворотка 1-6 г/л 6-7 % Энергетические плантации Силос кукурузы20-35 % 842 тыс. га (18 % свободных площадей) 1610 Всего 43,93492

16 Сценарии использования с/х земель Общая площадь – 27.1 млн га Свободная площадь – 3.9 млн га

17 Потенциал получения биогаза для различных сценариев, млн м 3 СН 4

млн тонн н.э. (8 500 млн м 3 СН 4 ) Общий потенциал получения биогаза с учетом использования с/х земель

19 Возможные варианты развития биогазовых технологий 1. Проектирование и строительство очистных сооружений животноводческих предприятий на базе анаэробного сбраживания. По желанию заказчика предусматривается использование многокомпонентных субстратов для увеличения выхода биогаза с использованием на собственные нужды предприятия 2. Проектирование и строительство крупных биогазовых комплексов, сбраживание силоса кукурузы или другой зеленой массы: с последующим производством и продажей электроэнергии по зеленому тарифу с последующим получением биометана и использованием с качестве заменителя природного газа

20 Простота конструкции и надежность работы Оптимальная степень автоматизации технологических процессов Возможность интенсификации процесса анаэробной очистки жидких навозных стоков с увеличением выхода биогаза путем добавления растительных ко- субстратов Выработка электрической и тепловой энергии Возможность получения жидкой и твердой фракций органических удобрений Возможность использования твердой фракции перебродившего навоза в качестве подстилочного материала Возможность использования жидкой фракции перебродившего навоза на технологические нужды фермы Проектирование и строительство фермерских биогазовых установок

21 Технико-экономические показатели биогазовых установок (вариант 1) ПараметрыЕд. измIIIIII Поголовье свинейГол Расчетный объем метантенкам³ Расход навозат/сут.33, Расход кукурузыт/сут.6,81530 Площадь под выращивание силоса кукурузы га Период удержания в метантенкесут.28 Расчетный выход биогазам³/сут Расчетная мощность КГУкВт эл Инвестициитыс. евро Тариф на э/э (ЗТ, К=2.6)Евро/кВт*ч0.14 Стоимость силоса кукурузыЕвро/т14.30 Простой период окупаемостилетН.о

22 Производство э/э из биогаза с использованием силоса кукурузы ПараметрыЕд измеренийIII Инвестициимлн Евро Установленная мощность МВт э Удельная стоимость Евро/кВт Тариф на э/э (ЗТ К=2.6)Евро/кВт*ч0.14 Стоимость ЕСВ Евро 88

23 Производство биометана с использованием силоса кукурузы ПараметрыЕд измеренийIII Инвестициимлн Евро Стоимость биометана Евро/1000 м Стоимость природного газа*Евро/1000 м Стоимость ЕСВ Евро 88

24 Почему украинские фермеры не устанавливают БГУ? Большие инвестиции при относительно длинных периодах окупаемости Низкая банковская активность при недостатке собственных финансовых ресурсов Несформированный рынок –Зеленые тарифы не работают для биогаза –Потенциальные проблемы с подключением к сетям –Неопределенность стимулов – переработка отходов или производство энергии –Киото протокол после 2012 года? Отсутствие государственной поддержки Отсутствие стратегии развития ВИЭ на уровне государства –Стратегия необходима, поскольку производство энергии не фермерский бизнес

25 Заключительные замечания Проблема внедрения биогазовых технологий не является технической, существуют законодательные, организационные и финансовые барьеры Что нужно делать? Разработка стратегии развития Разработка моделей развития с учетом вариантов использования имеющегося потенциала Определение приоритетов Внутренний рынок/экспорт Продовольствие/энергия Определение целей, обязательных для исполнения (например, 2020 – 10%, 2030 – 20%) Определение механизмов достижения целей Зеленые тарифы, целевое финансирование, улучшение инвестиционного климата, налоговые каникулы, действенное экологическое законодательство и др. Контроль за выполнением

26 Спасибо за внимание Yuri Matveev Тel./Fax: +38 (044) p/o box 66, Kiev, Ukraine