Перспективы использования БЭУ в Волгоградской области

1. Перспективы использования БЭУ в Волгоградской области Каблов В.Ф. Костин В.Е. Комкова И.В. Соколова Н.А.

2. Распределение органических отходов и потенциальные возможности производства биогаза по регионам России Россия 624.5 млн.т (225 млн.т с.в.) 27.0/4.3% РОССИЯ 73.7 млрд.куб.м 96.9/15.5% 3.5 млрд.к.м 12.1 млрд.к.м 3.1 млрд.к.м 18.33 млрд.к.м 23.5/3.8% 24.4 млрд.к.м. 1.18 млрд.к.м 156.9/25% 8.2/1.3% 11.1млрд.куб. м. 225.0/36% 95.6/15.3%

3. Характеристика региона Волгоградская область самый крупный субъект ЮФО Площадь – 113 тыс. кв. км. 1506 населенных пунктов. 39 муниципальных образований: 6 городов областного подчинения, 33 района. Население 2,7 миллиона человек. Средняя плотность населения 23,3 чел./кв. км. Областной центр – г. Волгоград Население 1 миллион человек Сельхозугодий всего 8346,7 тыс. га из них: - Пашня 5699,3 тыс. га -сенокосы 189,3 тыс. га -пастбища 2425,3 тыс. га

4. Агропромышленный потенциал Волгоградской области Основные направления сельскохозяйственного производства: Животноводство: 330,2 тыс. голов КРС, в том числе коров 158,6 тыс. голов В области более ста свиноводческих хозяйств всех форм собственности. Поголовье свиней в составляет около 350 тысяч. Овцеодство 728 тыс. голов Коневодство 18 тыс. голов Птицеводство: 11 крупных птицефабрик, общее количество птиц 10 миллионов

5. Агропромышленный потенциал Волгоградской области Растениеводство Вся посевная площадь 3447,9 тыс. га Зерновые культуры 2627,1 тыс. га (пшеница, ячмень, рожь, овёс, рис, кукуруза, гречиха, сорго и др.); Зернобобовые культуры 21,3 тыс. га (горох, фасоль, соевые бобы и др.); Овощеводство и бахчеводство 110 тыс. га Кормовые культуры (кормовые травы, силосные культуры, Кормовые корнеплоды, кормовые бахчевые культуры); Технические культуры; Масличные культуры (подсолнечник, горчица, рапс); 711 тыс. га садоводство

6. Экологические проблемы сельского хозяйства • Факторы воздействия растениеводства: сведение природной растительности на сельхозугодиях, распашка земель; применение минеральных удобрений и ядохимикатов; мелиорация земель. • Воздействие на почвы: разрушение почвенных экосистем; потеря гумуса; разрушение структуры и уплотнение почвы; водяная и ветровая эрозия почв. • Факторы воздействия животноводства: перевыпас - выпас скота в количествах превышающих способности пастбищ к восстановлению; непереработанные отходы животноводческих комплексов. • Общие нарушения, вызываемые сельскохозяйственной деятельностью: • загрязнение поверхностных вод и грунтовых вод; деградация лесных экосистем; нарушение водного режима на значительных территориях ; опустынивание. • Уменьшение в продукции растениеводства содержания витаминов и микроэлементов и накопление в продукции, как растениеводства, так и животноводства вредных веществ (нитратов, пестицидов, гормонов, антибиотиков и т. п.). • Низкий коэффициент полезного действия. • Большое количество неиспользуемых отходов

7. Экологические аспекты • Утилизация биоорганических отходов • Получение более экологичного энергоносителя • Получение эффективных биоудобрений и кормовых добавок • Снижение антропогенной нагрузки на экосистемы • Эффективное использование возобновляемых ресурсов

8. Эффективность сельхозпроизводства КПД сельхозпроизводства – 3-5%. Использование биомассы в растениеводстве – 20 -30% 16-17% привес Корм 70% Использемая биомасса 30% Био масса 25% -поддержание жизни 58% - навоз --------------- Итого на привес 3% биомассы Осталь ное 1птица -250г помета Малоисполь- зуемые отходы 70% В животноводстве на 1кг. товарной продукции (молоко, яйцо, мясо) производится 10-13кг. навоза или помета Компенсация низкого кпд: природная рента, экономия на экологии, интенсификация традиционных методов(техника, минудобрения,химпрепараты

9. Разработка современных малоотходных технологий утилизации биоорганических отходов и получения энергии Экономика Технология Экология Комплексное использование биогазовых энергетических установок. Получение дополнительных экономических эффектов Основные направления исследований

10. Производимая продукция Более 70 экологически чистых продуктов!

11. Экономические исследования • Исследование потенциального рынка потребителей биогазовых установок в регионе • Оценка имеющихся сырьевых ресурсов для производства в регионе • Изучение Российского и зарубежного опыта. Проблемы, тенденции и перспективы развития

12. Экономические аспекты • Сухие и гранулированные биоудобрения – 350- 500руб. за тонну • (1тонна равноценна 70-80тонн естественных отходов) • Более 70 наименований экологически чистых продуктов • Общий объем орган. отходов в России –около 675млн.т. • Потенциальное производство биогаза – 225 млн. т. • Цена 1м куб. биогаза в Европе – 0,2 Евро • Цена природного газа в Европе – 175 - 500 Евро за 1000м.куб.

13. Эффективные технологии процесса метанового брожения Основные направления: • Специальная подготовка сырья (предварительный гидролиз) • Микробиология, создание эффективных штаммов для различного сырья • Аппаратурное обеспечение процессов • Имеющийся задел: • Исследована эффективность получения биогаза из различного сырья; • Проектирование и изготовление опытных промыщленных установок для получения биогаза объемом 1,5 – 60 куб. м.

14. Микробиологические и биохимические аспекты Три вида метановых бактерий. Источник: AT Information: Biogas, GTZ project Information and Advisory Service on Appropriate Technology (ISAT), Eshborn, Deutschland, 1996г. Метанопроизводящие бактерии, на 3 этапе, разлагают соединения с низким мол. весом. Субстратами для реализации этих реакций являются водород и углекислота, а также окись углерода и вода, муравьиная кислота, метанол и др.: 4 Н2 + СО2 CH4 + 2 H2O, 4 CO + 2 H2O CH4 + 3 CO2, 4 HCOOH CH4 + 3 CO2 + 2 H2O, 4 CH3OH 3 CH4 + CO2 + 2H2O.

15. Микробиологические и биохимические аспекты Methanosarcina клетчаткоразрушителей-анаэробов на среде Имшенецкого (участвующих в процессе гидролиза растительного сырья), представители рода Clostridium (вероятнее всего – вид Clostridium omelianskii

16. Условия сбраживания • поддержка анаэробных условий в реакторе - конструкция; • соблюдение температурного режима: природные условия - 0°C до 97°C психофильный режим до 20 - 25°C мезофильный от 25°C термофильный свыше 40°C. • доступность питательных веществ для бактерий - создание биоудобрений требует достаточного количество азота, серы, фосфора, калия, кальция и магния и некоторого количества микроэлементов - железа, марганца, молибдена, цинка, кобальта, селена, вольфрама, никеля и других ; • выбор правильного времени сбраживания и своевременная загрузка и выгрузка сырья; • соблюдение кислотно-щелочного баланса; • соблюдение соотношения содержания углерода и азота; • выбор правильной влажности сырья; • регулярное перемешивание; • отсутствие ингибиторов процесса.

17. Направления микробиологических и биохимических исследований • освоение методики оценки сырья для БГУ; • оптимизация параметров - pH, t, отношения C:N, микрофлоры; • определении наличия в сырье (навозе и помете) ветпрепаратов, в т.ч. антибиотиков; • разработка способов повышения выхода биогаза с единицы сырья при разных условиях эксплуатации и разных режимах. • подбор существующих или создание новых (с применением нанотехнологии) эффективных катализаторов метаногенеза (введение кислородных соединений, высокотонких плёнок или волокон со штаммами микроорганизмов и пр.). • технологии предварительной подготовки сырья • Оценка применимости биоудобрений и биодобавок

18. Этапы создания биогазового производства (БЭУ) • Обоснование необходимости создания проекта и выбор • производственно технологического объекта • 2. Финансирование: • - открытие кредитования; • кооперирование; • регулирование импорта; • лизинг и перевооружение АПК; • обучение кадров и закрепление молодежи на селе; • программы энергосбережения; • антикризисные программы. • использование Киотского протокола. • 3. Подготовка технологической документации • 4. Создание системы логистики поставки сырья и реализации • готовой продукции Цены: 1м.куб. БЭУ 30 -320тыс. руб.

19. Реализация проекта

20. Реализация проекта «Создание демонстрационной опытно-лабораторной установки (ДОЛУ)» Изготовление установки: ферментер, газгольдер • Приобретение дополнительного оборудования и расходных материалов • Монтажные и пуско-наладочные работы • Разработка и создание системы мониторинга и управления на базе микропроцессорной техники –300тыс.руб. • Прочие расходы - 200 тыс. руб. Итого: 600 тыс. руб.

21. Необходимость объединения ресурсов для создания БЭУ Административный ресурс Биогаз Научно- Технический потенциал

22. СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ! Волжский политехнический институт, www.volpi/ ru