Transcript Administrative Support Group (ASG) Update

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
Структура презентации







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.
2
Альтернативы производства
биогаза/биометана
Биогаз – смесь метана (СН4) и углекислого газа (СО2)
Биогазовые технологии – активно чистые, производство возобновляемого
источника энергии и переработка отходов
3
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
4
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
5
Потенциал производства
биотоплив в сельском хозяйстве
6
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 м3 ПГ
7
7
Примеры технологических
решений (1)
8
Примеры технологических
решений (2)
9
Примеры технологических
решений (3)
10
Примеры технологических
решений (4)
11
Существующие проекты БГУ в
сельском хозяйстве Украины
Предприятие
Год
запуска
Пого
ловь
е
Сырье
Колво,
т/сутк
и
Объем
Реактора,
м3
Процесс,
мезо
ф/тер
моф
Эл.
Мощность
, кВт
Технологии,
произв
од.,
страна
Свиноферма
комбината
«Запорожсталь»,
Запорожье
1993
800010000
Свиной
навоз
20-22
595
М
Свиноферма
корпорации АгроОвен, Еленовка,
Днепропетр. обл.
2003
15000
Свиной
навоз, орг.
Отходы
80
2х
1000
М
180
BTG
(Голландия
С/х компания
«Элита», Терезино,
Киевская обл.
2009
1000
навоз (90%
КРС+10%
св)
60
1500
М
250
LIPP,
Германия
Ферма КРС «УМК»,
В.Круполь, Киевская
обл.
2009
4000
+
2000
Навоз
КРС, силос
кукурузы
(план)
400
3х
2400 +
1000
М
625 +
330
Зорг,
Украина
, Германия
Коньячный завод
г. Вознесенск,
Николаевская обл.
2010
---
Силос
кукурузы
10
1200
М
125
Зорг,
Украина
, Германия
Bigadan
Ltd”
(Дания).
12
Существующие проекты БГУ в промышленности
и муниципальном хозяйстве Украины
Предприятие
Год
запуска
Сырье
Кол-во
сырья
Процесс,
мезоф/т
ермоф
Технологии,
производ.,
страна
Бортническая станция
аэрации
1965
Сточные воды
25 000
м3/час
Т
Украина
Львовский полигон ТБО
2008
ТБО
8 млн т
М/Т
Украина
ОАО «Рубежанский
картонно-тарный комбинат»
2011
Сточные воды
250
м3/час
М
Европа/
Украина
Мариупольский полигон ТБО
2009
ТБО
2.5 млн т
М/Т
Украина
Лужанский спиртзавод
2009
Сточные воды
-
Т
Украина
13
Потенциал строительства БГУ в
животноводстве (2008)
Количество
установок
Всего
Объем
< 200 m3
8715
Объем
> 200 m3
2783
Мощность
КГУ < 200
kW
Мощность
КГУ > 200
kW
11210
288
14
Оценка потенциала производства
биогаза в Украине
Тип предприятия
Основные виды
отходов
Содержание
сухих
веществ,
%; ХПК, г/л
Всего
предприятий
Всего образуется
отходов,
млн. т/год
Потенциал
производства
биогаза,
млн. м3/год
Фермы КРС
Навоз
10-12 %
5,734
20.5
719
Свинофермы
Навоз
7-10 %
6,515
4.7
180
Птицефабрики
Помет
25-30 %
861
2.9
326
Пивоваренные
заводы
Дробина пивная
20-25 %
50
1.4
171
Жом свекольный
10-12 %
184
6.5
216
Барда
6-8 %
82
4.5
180
Сточные воды
1-6 г/л
Сахарные заводы
Спиртовые заводы
Переработка
молока/
производство сыра
Энергетические
плантации
0.9
300
Молочная сыворотка
6-7 %
Силос кукурузы
20-35 %
90
2.5
842 тыс. га (18 % свободных
площадей)
Всего
43,9
1610
3492
15
Сценарии использования
с/х земель
Общая площадь – 27.1 млн га
Свободная площадь – 3.9 млн га
16
Потенциал получения биогаза для
различных сценариев, млн м3 СН4
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
Crops
Food Industry
Animal Husbandry
Energy Crops
Total
Base Scenario
298,5
393,7
1885,6
0,0
2577,9
Scenario #1 (a)
369,8
435,3
2260,4
0,0
3065,5
Scenario #1 (b)
398,1
463,3
2523,5
0,0
3384,9
Scenario #2 (a)
347,2
415,1
2129,9
504,5
3396,7
Scenario #2 (b)
373,6
441,8
2375,8
845,0
4036,3
Scenario #3
373,6
441,8
2375,8
4073,1
7264,3
Scenario #4
440,0
405,6
2766,8
4073,1
7685,5
17
Общий потенциал получения биогаза
с учетом использования с/х земель
6.9 млн тонн н.э. (8 500 млн м3 СН4)
18
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
19
Проектирование и строительство
фермерских биогазовых установок
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
20
Технико-экономические показатели
биогазовых установок (вариант 1)
Параметры
Ед. изм
I
II
III
Гол.
4500
10000
20000
м³
1350
2700
4100
Расход навоза
т/сут.
33,8
75
150
Расход кукурузы
т/сут.
6,8
15
30
га
82
183
365
сут.
28
28
28
Расчетный выход биогаза
м³/сут
1210
2690
5380
Расчетная мощность КГУ
кВтэл
100
220
440
Инвестиции
тыс. евро
580
850
1 290
Тариф на э/э (ЗТ, К=2.6)
Евро/кВт*ч
0.14
0.14
0.14
Евро/т
14.30
14.30
14.30
лет
Н.о.
9.0
6.3
Поголовье свиней
Расчетный объем метантенка
Площадь под выращивание силоса
кукурузы
Период удержания в метантенке
Стоимость силоса кукурузы
Простой период окупаемости
21
Період окупності, років
Производство э/э из биогаза с
использованием силоса кукурузы
7
6
6
5
5
4
4
3
3
2
2
1
1
0
0
40
50
60
70
80
90
100 110 120 130 140 150 160
40
50
60
70
80
Вартість силосу, грн/т
повна вартість без ОСВ
без силосів без ОСВ
Параметры
повна вартість з врахуванням ОСВ
без силосів з врахуванням ОСВ
90
100 110 120 130 140 150 160
Вартість силосу, грн/т
повна вартість без ОСВ
без силосів без ОСВ
повна вартість з врахуванням ОСВ
без силосів з врахуванням ОСВ
Ед измерений
I
II
млн Евро
89.8
56.3
МВтэ
28.7
21.2
Удельная стоимость
Евро/кВт
3124
2645
Тариф на э/э (ЗТ К=2.6)
Евро/кВт*ч
0.14
0.14
Евро
8
8
Инвестиции
Установленная мощность
Стоимость ЕСВ
22
Производство биометана с
использованием силоса кукурузы
6
12
5
Період окупності, років
14
10
4
8
3
6
2
4
2
1
0
0
40
50
60
70
80
90 100 110 120 130 140 150 160
40
50
60
70
80
повна вартість з врахуванням ОСВ
без силосів з врахуванням ОСВ
Параметры
Инвестиции
Стоимость биометана
Стоимость природного газа*
Стоимость ЕСВ
100 110 120 130 140 150 160
Вартість силосу, грн/т
Вартість силосу, грн/т
повна вартість без ОСВ
без силосів без ОСВ
90
повна вартість без ОСВ
без силосів без ОСВ
повна вартість з врахуванням ОСВ
без силосів з врахуванням ОСВ
Ед измерений
I
II
млн Евро
79.8
51.8
Евро/1000 м3
183
123
Евро/1000 м3
400
400
Евро
8
8
23
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
24
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




Определение целей, обязательных для исполнения (например, 2020
– 10%, 2030 – 20%)
Определение механизмов достижения целей


Внутренний рынок/экспорт
Продовольствие/энергия
Зеленые тарифы, целевое финансирование, улучшение инвестиционного
климата, налоговые каникулы, действенное экологическое
законодательство и др.
Контроль за выполнением
25
Спасибо за внимание
Yuri Matveev
E-mail: [email protected]
www.biomass.kiev.ua
Тel./Fax: +38 (044) 223 55 86
p/o box 66, Kiev, 03067
Ukraine
26