Каждое сельхозпредприятие производит тонны отходов. Сейчас уже есть технологии, позволяющие не утилизировать их, а использовать в цикле работы: например, превращать в топливо для обогрева помещений и для выработки электроэнергии.
Большая часть отходов ферм и других сельхозпредприятий — органика или биомасса. У них есть большой потенциал для того, чтобы перерабатываться в различные виды топлива. В Европе это повсеместная практика, но и в России уже есть предприятия, где вырабатывается энергия из сельскохозяйственных отходов.
Виды отходов
Чаще всего сельское хозяйство сталкивается с проблемой утилизации таких фракций, как:
- неиспользуемые части растений (солома, ботва, некондиционное сено);
- опилки и другие отходы древесины;
- навоз птицы, скота;
- остатки сточных вод;
- некондиционные фрукты, овощи, крупы, другие пищевые продукты;
- водная растительная масса (например, водоросли);
- биологические отходы животноводства.
В зависимости от масштаба предприятия, таких отходов ежемесячно производится от нескольких центнеров до сотен тонн.
Направления переработки
Превращение биомассы в энергию — самый массовый способ переработки отходов сельского хозяйства. И самый древний: сжигать в очагах обрезки древесины, солому и высушенный навоз люди начали едва ли не с момента зарождения сельского хозяйства.
Сейчас возможностей и технологий гораздо больше:
- непосредственное сжигание;
- переработка сельскохозяйственных отходов микроорганизмами;
- преобразование с получением энергоносителей: биогаз, спирты и т.д.
Сегодня в мировом хозяйстве биологические материалы составляют не более 12% сырья для энергетики, и это в основном дрова. А между тем потенциал биомассы гораздо больше: его оценивают примерно в 100 млрд. тонн.
Получение энергии сжиганием
Часть отходов сельского хозяйства можно сжигать для получения энергии в печах для обогрева помещений и на ТЭЦ, после минимальной переработки и подготовки. Многие некондиционные части растений, выращиваемых на фермах, используют для производства топливных брикетов. Это солома, сено, опавшие листья, сосновые иголки, листья, шелуха сельскохозяйственных растений: подсолнечника, риса. Чтобы изготовить топливо, биомассу высушивают, измельчают и прессуют в гранулы и брикеты различной формы.
Навоз тоже используют для производства топливных брикетов. Для этого его помещают в центрифугу для отделения влаги, а потом также высушивают и прессуют.
Переработка микроорганизмами
Когда бактерии перерабатывают биомассу, выделяется тепло. Этот способ получения энергии используют для обогрева парников и теплиц.
Чтобы получить теплые грядки для растений, навоз или растительные отходы закладывают в ямы в парниках и создают условия для разложения органики.
Преобразование в энергоносители
Производство биогаза и спиртов из органики — самый удобный и перспективный способ получения энергии из сельскохозяйственных отходов: такое топливо универсально и подходит для многих типов современных энергостанций. В мире успешно разработано и испытано несколько технологий:
- пиролиз. Сельскохозяйственные отходы сжигают в печах специальной конструкции и получают биогаз;
- водородное или метановое брожение. Сырье закачивается в реактор, где происходит процесс брожения с участием бактерий. Выделяемый газ поступает в газгольдер, где очищается;
- спиртовое брожение: используется для соломы и других целлюлозных отходов. Сначала массу гидролизуют, чтобы получить смесь пентоз и гексоз; затем происходит процесс брожения, и этанол выделяют из полученной массы с помощью дистилляции.
Большинство проектов по переработке сельских отходов энергоёмко: требует дорогого оборудования. Поэтому для внедрения этой практики в стране нужна комплексная поддержка государства. Позитивный пример можно увидеть в Дании: там с 1995 г. государство компенсирует 30% стоимости оборудования владельцам котлов на соломе. Поэтому сейчас в Дании на соломе работает порядка 60 котельных центрального теплоснабжения. В России наиболее распространены производства топливных брикетов, и ими занимаются небольшие частные компании.