Биогаз: доходный путь решения проблемы отходов

Биогаз: доходный путь решения
проблемы отходов
LANDCO S.A. (Люксембург)
ООО «Агробиотех» (Россия)
Апрель 2012
Биогаз на Западе
•
•
•
•
•
•
•
•
В большинстве западных стран переработка отходов в биогаз является в чистом виде
энергетическим бизнесом. В Европе3-4% электроэнергии генерируется из биогаза.
В Финляндии, Швеции и Австрии биогаз занимает 15-20% в структуре потребления электроэнергии.
Европейский рынок биогазовых установок составил около 2 млрд USD in 2011, и достигнет 25 млрд
USD к 2020
Использование анаэробного сбраживания биомассы для производства тепла и электроэнергии в
Европе в основном сконцентрировано в Австрии, Германии, Дании и Великобритании.
В Германии существует около 9000 биогазовых станций, в том числе около 2000 крупных установок и
более 6000 среднего размера. В перспективе 10-20% используемого в стране природного газа может
быть заменено биогазом. К 2020 г. прогнозируется увеличение числа установок до 20000.
В Австрии в настоящее время работает более 120 установок с объемами реакторов более 2000 м3
каждая , около 25 установок находятся в стадии планирования и постройки.
С точки зрения интенсивности применения биогаза лидирует Дания: данный вид топлива
обеспечивает почти 20% энергопотребления страны из 60 станций.
Рынок биогаза в США развивается значительно медленнее, чем в Европе. Например, несмотря на
наличие большого числа ферм, на территории страны действует всего около 200 биогазовых
заводов, работающих на сельскохозяйственных отходах.
Биогаз в развивающихся странах
•
•
•
•
•
•
•
Около 16 миллионов хозяйств по всему миру используют энергию для освещения, обогрева и
приготовления пищи, производимую в биогазовых установках.
В Китае работает 12 миллионов хозяйств, В Индии - 3,7 миллиона хозяйств и 200 тысяч хозяйств в
Непале, использующих биогаз.
В сельских районах Китая в настоящее время производится около 7 млрд. м³. биогаза, который
используют в качестве топлива более 50 миллионов человек.
С 2002 года правительство Китая выделяет ежегодно около 200 миллионов долларов на поддержку
строительства биогазовых установок. Дотация на каждую установку равняется примерно 50%
средней стоимости. Таким образом, правительство добилось годового роста количества биогазовых
установок до 1 миллиона в год.
За время реализации программы в Непале возникли и развились 60 частных фирм-производителей
установок, около 100 организаций микро-финансирования предоставляли средства на
строительство установок, были приняты стандарты качества установок и создана организация по
развитию рынка биогазовых технологий.
В Китае действует “Национальная программа развития сельской биогазовой энергетики” –
масштабный проект, призванный увеличить число семей использующих биогаз до 40 млн.
В целом в Китае работает более 30 миллионов хозяйств, В Индии - 3,7 миллиона хозяйств и 200
тысяч хозяйств в Непале, использующих биогаз. В сельских районах Китая в настоящее время
производится около 16 млрд. м³. биогаза, который используют в качестве топлива более 50
миллионов человек.
Продукция биогазовой станции
вода
биогазовая
станция
электроэне
ргия
биогаз
тепло
удобрения
моторное
топливо
1 м3 биогаза =
1,5 – 2,2 кВтч
электроэнергии и
2,8 – 4,1 кВтч тепла
или
Эквивалент 0,6 л
дизельного топлива
Биогазовые установки представляют собой комплексное решение
утилизации
органических отходов для получения тепло- и электроэнергии, удобрений и
чистой воды, а также сокращения выбросов парниковых газов в атмосферу.
Перечень отходов, которые можно использовать в качестве сырья:
•
отходы растениеводства и животноводства,
•
пищевой промышленности,
•
городских очистных сооружений,
•
органическая часть бытовых отходов
Преимущества биогазовой энергетики
1. Доступность сырья для работы установки, соответственно, полное отсутствие
топливных затрат в структуре операционных расходов
2. Непрерывность технологического цикла и максимальный коэффициент
использования установленной мощности, что сокращает окупаемость биогазовых
установок и отличает их от прочих возобновляемых источников энергии
3. Технологическая гибкость: использование биогаза дает возможность получения
одновременно нескольких видов ресурсов – газа, моторного топлива,
электроэнергии, тепла, холода
4. Территориальная гибкость: при использовании системы компримирования и
транспортировки сжатого газа когенерационные установки могут быть размещены в
любом районе и не требуют строительства дорогостоящих газопроводов и сетевой
инфраструктуры, а также позволяют потребителям энергии сэкономить на стоимости
подключения к сетям
Составляющие положительного денежного потока биогазовых
проектов
Составляющая
Доля в структуре выручки
Производство электроэнергии
60-75%
Производство теплоэнергии или холода 10-20%
Снижение платы за присоединение к
энергосетям (для новых и
расширяющихся предприятий)
Продажа удобрений
0-40%
Снижение расходов на утилизацию
отходов
Продажа углеродных квот
до 60%
10-30%
0-10%
6
Традиционные биогазовые технологии не решают проблему отходов
•
Классические европейские биогазовые технологии главной целью ставят извлечение биогаза и
производство электроэнергии
•
Вопросы дальнейшей переработки сброженного субстрата и соответствия процесса анаэробного
сбраживания этим целям умышленно не принимаются в расчет, поскольку требуют удвоения
капзатрат со стороны собственника биогазовой установки
•
В процессе брожения в субстрате увеличивается содержания аммония, ведущего к образованию
нитратов и нитритов. В итоге в результате применения традиционной биогазовой технологии из
одного вида отходов образуется еще более опасный для экологии продукт
•
Применение традиционных биогазовых технологий требует огромных инвестиций на хранение и
вывоз отходов, при этом экологическая проблема не решается
•
Вывод: построенные по классическим технологиям биогазовые комплексы могут
окупаться только в условиях государственных дотаций ,при этом не решая проблемы
отходов
AgroBioTech.7
Концепция Landco/Агробиотех: решение проблемы
отходов без расходов со стороны агрокомплекса
•
Биогазовые комплексы – это новые, сложные и капиталоемкие для российских сельхозпредприятий
технологии. Для эксплуатации установки потребуются знания, специалисты, механизмы
привлечения финансирования, которых у российских предприятий нет
•
Существует несколько решений этой проблемы:
•
Один из возможных вариантов – реализация проектов в рамках энерго-экологической сервисной
компании, которая на собственные и привлеченные средства строит биогазовую установку. С
предприятиями-источниками отходов заключается долгосрочный контракт на поставку и утилизацию
этих отходов и покупку энергии по ценам, привязанным к рыночным
•
Эта схема позволяет решить проблему утилизацию отходов и сократить расходы на энергию без
вложений со стороны предприятия и позволяет ему высвободить средства для модернизации и
развития
•
На сегодня Landco/Агробиотех запускает несколько пилотных проектов по энерго-эколого-сервисной
схеме реализации
•
Второй вариант – лизинговая схема финансирования проекта. Возможность привлечения
финансирования обсуждается в индивидуальном порядке
AgroBioTech.8
Технология Landco: типичная схема биогазового комплекса c модулем Landco и
UASB ферментером
AgroBioTech.9
Модуль Landco : запатентованная технология переработки переброженной
массы
•
Модуль Landco решает проблему обработки of partially-treated
переброженной массы
•
Модуль позволяет разделить переброженную массу на несколько продуктов:
–
–
–
Компост (биогумус)
Концентрированное минеральное NPK удобрение
Чистая вода, которая может направляться в водоемы, использоваться в ирригационных целях
или для технических нужд
•
Только небольшая часть тепло- и электроэнергии направляется на нужды
модуля Landco.
•
Модуль Landco успешно опробован в работе на стоках сельскохозяйственных
предприятий в Люксембурге, а также на городских очистных сооружениях в
Монако
Запатентованные технологии «Landco-Агробиотех»
обеспечивают ряд преимуществ:
•
•
•
•
•
•
Жидкая фракция, отделяемая в процессе производства сепараторами, направляется в UASB –реактор где
процесс сбраживания происходит в восходящем потоке жидкости через слой анаэробного ила –
самоорганизованной гранулированной биомассы состоящей из метаногенного микробного сообщества.
Основные преимущества реакторов UASB - это высокий процент удаления ХПК (химическое потребление
кислорода ), высокая нагрузка на биомассу, низкое производство избыточного ила, стабильность процессов
и высокое производство биогаза (регенерация энергии), сокращение продолжительности сбраживания
жидкой фракции с 25-45 дней до 6-8 часов.
Рекуперацию тепловой энергии от всех технологических систем и механизмов, дающих такую
возможность.
Ультрафильтрацию жидкой фракции с образованием удержанного остатка и фильтрата, которая
сопровождается обратной промывкой с изменением направления потока фильтрата через мембрану с
последующей рециркуляцией удержанного остатка и продуктов образованных при обратной промывке в
биореактор UASB. При этом, возвращаемые в цикл продукты активизированы метанообразующими
бактериями, что ускоряет метанизацию и способствует более полной переработке органических остатков
увеличивая производительность биогазовой установки на 10-15%.
Очистку фильтрата на установке обратного осмоса с получением удержанного остатка (ретентата)
содержащего питательные вещества, соединения азота, фосфора и калия и очищенной воды
соответствующую по ПДК условиям выпуска сточных вод в водоемы по «Санитарным правилам и нормам
охраны поверхностных вод от загрязнения».
Возврат в цикл удержанного остатка и продуктов обратной промывки позволяет провести второй цикл
метанизации для содержащегося в нем органического материала.
Landco Module
Модуль для переработки переброженной массы
ЛАНДКО СА (Патент, опробован в Монако на сточных водах)
Биогазовая станция Landco на ферме, с модулем Landco
UASB - технология
• Регламентированный гидродинамический режим и бактериальный состав активного ила и ферментов
обеспечивают высокую производительность UASB – реакторов.
• Удельная мощность анаэробного сбраживания реактора (без ферментов – ускорителей процессов брожения) составляет
до 16 кг ХПК/м3 в сутки с продолжительностью
сбраживания растворенных органических
загрязнений в течение 6 - 8 часов.
• Этот технологический процесс позволяет удалить около 90% массы органического загрязнения, с концентрацией
их по ХПК на выходе из биореактора в
пределах 1,5 - 3,0 г/л.
• Реактор возможно подразделить на три
различные части: иловое основание, иловый слой, трёхфазный отделитель.
• Изобретение UASB-реактора с потоком,
восходящим через слой активного ила,
существенно улучшило анаэробную метанизацию
жидкой фракции.
• Низкий прирост биомассы при анаэробной
метанизации жидкой фракции объясняется малым
энергетическим выходом реакций, осуществляемых метановым биоценозом. Лишь 8% энергии
расходуется на прирост биомассы, 3% составляют тепловые потери и 89% переходит в метан.
О компании
Группа компаний под управлением «LANDCO/Агробитех» (www.biogaz.ru) и партнеров
является на сегодня наиболее авторитетным участником рынка биогазовой энергетики в
России.
Ведущую роль в группе компаний занимает основанная в 2005 г. в Европе
компания LANDCO SA (Люксембург), основной задачей которой является инжиниринг,
оптимизация технологической цепочки, лабораторные исследования, разработка и
производства модуля по очистке переброженной массы.
LANDCO SA имеет соглашения о сотрудничестве с ведущими европейскими
инженерными компаниями в области биогаза и осуществлении совместных научноисследовательских проектов с национальными исследовательскими центрами в
Люксембурге и Франции:
LANDCO SA обладает обширным опытом по установке ряда биогазовых комплексов на
территории Бельгии, Германии, Франции. В рамках участия менеджмента компании в
реализации биогазовых проектов был проведен тщательный анализ имеющихся на
рынке технологий в области биогазовой энергетики, выполнен внутренний аудит,
отобраны наиболее конкурентоспособные компании и технологии.
16
О компании
В 2008 г. в России при участии DR. REINHARD KOHLEICK (Др.Райнхард
Кольайк), ЗМК, (Петербургского завода металлоконструкций) учреждена компания ООО
«Агробиотех» — филиал LANDCO SA.
Специализацией компании является реализация биогазовых проектов «под ключ»,
поставка оборудования и его адаптация к российским условиям, шеф-монтаж,
пусконаладочные работы и обучение персонала.
Совместно с компаниями-партнерами ООО "АгроБиоТех" обеспечивает проектирование,
строительство и эксплуатацию основных и второстепенных элементов биогазовых
установок, теплиц, газозаправочных станций, проводит комплексную оценку потенциала
производства биогаза и экономический анализ эффективности внедрения биогазовых
технологий как для отдельных компаний, так и в рамках кластеров для регионов РФ.
Компания составила технико-коммерческие предложения, включая расчет сроков
окупаемости и варианты технологических схем.
ООО «АгроБиоТех» обладает необходимыми технологическими и проектными
возможностями для производства ферментеров на Петербургском заводе
металлоконструкций.
Возможности ООО «АгроБиоТех» позволяют осуществлять одновременную реализацию
более 10 биогазовых проектов.
С марта 2012 г. вступает в СРО и становится единственной в России компанией,
специализирующейся на строительстве и проектировании биогазовых комплексов в
России
17
Контактная информация
Санкт-Петербург, Россия
Ул. Караваевская 57
«Завод Металлоконструкций»
Tel. +7(812)700-32-65
Fax +7(812)700-82-21
[email protected]
www.biogaz.ru