Ведение

Энергетика является одним из главных показателей мирового устойчивого развития. В рамках устойчивого развития от энергетики требуется надежность энергоснабжения, безопасность добычи и использования традиционных видов топлива и обеспечение энергоэффективности при производстве, распределении и потреблении электрической и тепловой энергии из нетрадиционных видов топливных ресурсов. Мировой опыт показывает, что использование возобновляемой энергетики одно из важнейших направлений повышения энергетической эффективности экономики. Возобновляемые источники энергии (ВИЭ) – это источники на основе постоянно существующих или периодически возникающих процессов в природе, а также жизненном цикле растительного и животного мира и жизнедеятельности человеческого общества. Постоянно существующие или периодически возникающие процессы в природе – это энергия солнца, энергия ветра, энергия рек и водоемов (потенциальная и кинетическая), энергия приливов и волн, геотермальная высокопотенциальная энергия. Особым многообразным видом энергии является биомасса, включающая в себя отходы животноводства, птицеводства, растениеводства, отходы перерабатывающей пищевой промышленности, твердые бытовые отходы, сточные воды городов и населенных пунктов, природные и специально выращенные растения и леса (дрова). Несмотря на то, что Россия, обеспечена запасами традиционных топливно-энергетических ресурсов, развитие возобновляемых источников энергии является крайне важным стратегическим направлением энергетики. Необходимость развития ВИЭ в России обусловлена как потребностями в обеспечении энергетической безопасности регионов страны находящихся вне систем централизованного энергоснабжения (более 70% территории России, где проживает 10% населения, находится в зонах децентрализованного энергоснабжения), так и потребностями создания надежного задела в инновационном развитии энергетики страны для будущих поколений. Это делает целесообразным применение возобновляемых источников энергии [1, 2].

В настоящее время в мировой практике широко применяется переработка органических отходов метановым брожением с получение биогаза и биоудобрений. Биогаз – это возобновляемый источник энергии, который может использоваться для получения тепловой и электрической энергии, в качестве бытового газа, а также как альтернативный вид моторного топлива. Для России использование биогаза, получаемого путем переработки органических отходов, является одним из наиболее перспективных направлений на рынке возобновляемых источников энергии.

Внедрение биогазовых технологий также решает проблему хранения отходов животноводства. Животноводческие комплексы и образующиеся на них отходы животноводства являются существенным фактором негативного воздействия на окружающую среду. В процессе долгосрочного хранения животноводческих отходов выделяются парниковые газы CH₄ и N₂O. Также, по данным Всемирной организации здравоохранения навоз, помёт и навозопомётные стоки являются источниками передачи более 100 видов возбудителей болезней животных, в том числе и человека. В то же время биологическая специфика органических отходов животноводства заключается в том, что при соблюдении ветеринарно-санитарных и технологических требований в процессе их подготовки, хранения и переработки в навозе и помёте происходит гибель патогенных микроорганизмов, уменьшаются уровень их микробной контаминации и токсичности.

Кроме того, сегодня в стране более 2 млн. га земли занято под хранение остатков сельскохозяйственной деятельности. Вовлечение этих земель в нормальный сельскохозяйственный оборот принесло бы огромный положительный эффект российской экономике [3].

Одним из наиболее эффективных вариантов переработки отходов животноводства и растениеводства является строительство биогазовых станций, которые включают в себя: биогазовую установку – оборудование и устройства, предназначенные для подготовки и переработки биоотходов в биогаз и эффлюент; когенерационную установку – оборудование, предназначенное для преобразования энергии биогаза в тепловую и электрическую энергию.