АНАЭРОБНОЕ РАЗЛОЖЕНИЕ
Применение метода анаэробного разложения биомассы в развивающихся странах. Издержки производстра при использовании небольших реакторов определить нелегко. По имеющимся данным, начиная с 1972 г. в Китае было построено семь миллионов небольших установок [19]. Капитальные затраты на строительство этих реакторов, которые ненамного больше небольших навозохранилищ, составляют всего 30 долл. Рабочая сила, необходимая для сбора навоза и эксплуатации этих установок, практически ничего не стоит. Тем не менее иногда здесь возникала необходимость в получении субсидий со стороны правительства, а также в получении строительных материалов и технической помощи. Только треть этих реакторов считается надежными энергогенераторами [20]. В Индии, где, по имеющимся данным, число реакторов достигает 80— 90 тыс. [21], издержки гораздо выше. Небольшая деревенская установка стоит 500-700 долл., при этом наиболее дорогостоящим элементом является сама установка, а не емкость, содержащая сбраживаемую биомассу. Кроме капитальных затрат, в таких странах, как Индия, существуют еще две острые проблемы. Одна из проблем — отсутствие достаточного количества навоза, а другая — высокие расходы по техниче — 84
скому уходу за реактором и отсутствие квалифицированных инженеров. Эти проблемы стоят настолько остро, что половина установок по производству биогаза бездействует [21].
Использование анаэробного брожения на фермах Великобритании. Для изучения функционирования реакторов анаэробного брожения в развитых странах мы не располагаем достаточной информацией, что связано с небольшим числом таких реакторов [22]. Часто строительство установки мотивируется необходимостью борьбы с загрязнением, эффективность которой в значительной степени определяется местными условиями. Однако экономичность брожения и процесса выработки электроэнергии на ферме считается делом сомнительным [23]. Расходы, полученные на основании анализа функционирования очистной установки в Ридинге, составили 45 тыс. ф. ст. на реактор емкостью 400 м3 при годовых эксплуатационных расходах 13102 ф. ст. (ставка процента 18). Стоимость произведенной электроэнергии составляла 11 600 ф. ст. Эти цифры основаны на 100 %-ном теоретическом выходе газа и 100 %-ном использовании произведенного газа; но более реалистичная цифра — 50 %-ное использование энергии предполагает ежегодный убыток на ферме в 7302 ф. ст. Эти расчеты не учитывают положительный эффект борьбы с загрязнением окружающей среды и возможное улучшение свойств навоза как удобрения после прохождения его через реактор.
Крупные очистные сооружения. Крупные очистные сооружения используются только в районах большого скопления населения. Функционирование такой установки финансируется и осуществляется местными органами управления, и полных расчетов в нашем распоряжении нет. Текущие расходы на работу лондонских очистных сооружений составили 0,82 млн. ф. ст., а стоимость газа при теплотворной способности, сравнимой с теплотворной способностью дизельного топлива, составила 2,76 млн. ф. ст. [24]. При сравнении с теплотворной способностью природного газа эта цифра будет значительно меньше. Учет реальных капиталовложений, которые здесь не принимались во внимание, значительно сократит прибыль. Тем не менее во многих районах переработка отходов необходима по эстетическим соображениям, поэтому имеются реакторы в городах, насчитывающих 5000 жителей и более [24]. Из 5000 очистных сооружений в Великобритании только около 300 имеют реакторы анаэробного разложения как одну из ступеней процесса переработки, и многие из них сжигают газ вместо того, чтобы его использовать.
Переработка городских отходов. Стоимость разложения коммунальных отходов с использованием реакторов, аналогичных тем, которые используются при переработке городских стоков, была во всех деталях рассчитана в Уоррен Спринг Лаборатори [25, 26]. Упрощенный расчет издержек по эксплуатации реактора производительностью 1686 т/год (70 тыс. ГДж) показан в таблице 46. При расчетах прини-
Таблица 46. Стоимость получения биогаза из городских отходов (1977)
|
малось, что биогаз должен обеспечивать энергию и обогрев установки для сортировки твердых отходов.
Как видно из таблицы, капитальные затраты составляют основную долю расходов по проекту, значительно превышающих потенциальную экономию. Для того чтобы производимый газ был конкурентоспособным по сравнению с природным газом, необходимо снизить капитальные расходы на стадии разложения отходов на 3U и снизить вдвое эксплуатационные расходы. Таким образом, при использовании существующей технологии такое снижение затрат в целях обеспечения процесса анаэробного разложения как части общего процесса удаления отходов является в высшей степени маловероятным. Аналогичные результаты были получены в серии расчетов по эффективности различных методов удаления отходов, где анаэробное разложение оказывалось одним из наиболее дорогостоящих методов [27]. Результаты расчетов обобщены в таблице 47.
Таблица 47. Средняя стоимость удаления отходов (1979)
|
Сбор метана. из перегнившей мусорной свалки, естественно, не требует капитальных затрат на реактор, что определяет коммерческую жизнеспособность метода.
Сельскохозяйственные отходы. Во всех приведенных выше случаях принимается, что сырье биомассы для анаэробного брожения имеет нулевую или отрицательную стоимость. Там, где биомасса должна закупаться, биогаз неизбежно становится значительно дороже. Это было подтверждено расчетами издержек в опытах по сбраживанию соломы, которую закупали как сырье по цене 27,50 долл, за 1 т (сухая масса). На основании проведенных исследований было сделано заключение, что топливный газ, полученный при использовании таких субстратов, будет относительно дорогостоящим. В настоящее время требуется снижение издержек по сравнению с теми, которые сейчас планируются для переработки растительных остатков, а также существенное улучшение технологии процесса брожения.
Навоз крупного рогатого скота по цене 5—6 долл/т, включая транспортные расходы, дает биогаз в 16—20 раз дороже природного газа [29]. Однако при выдаче кредита на производство ферментативного осадка как ценного корма для скота экономические результаты резко изменятся, поскольку корм ценится больше, чем биогаз.