Отходы в доходы: как из навоза получают биоуголь

Внесём ясность: зачем утилизировать отходы животных

 

При производстве растительной и мясной продукции в окружающую среду попадает огромная масса органических отходов, которые с ростом производства становится всё сложнее утилизировать без вреда природе. Растениеводам повезло: растительную органику несложно переработать в удобрения или корма, если она не поражена болезнями.

 

Совсем иначе обстоят дела с отходами животных, поскольку могут содержать опасные микроорганизмы, имеют высокую влажность и неприятный запах, что затрудняет переработку. Неграмотная утилизация животноводческих отходов может привести к эпидемии среди скота и людей, заражая их через бытовой контакт, по цепи питания или при загрязнении источников водоснабжения.

 

Отходы животных опасны не только из-за их микробной активности: они могут загрязнять атмосферу, почву и воду химическими соединениями в чрезмерных количествах, вызывая острые и хронические заболевания.

 

Мотивации добавит государство

 

В последнее время Правительство России стремится упорядочить правила  обращения с отходами животных. Так, с 1 марта 2023 года вступит в силу нашумевший ФЗ «О побочных продуктах животноводства». Появление подобных законопроектов – шаг в направлении экологизации и безопасности в сельском хозяйстве. Но куда девать те 100 млн тонн навоза и помёта, которые ежегодно образуются в России? Конечно, из таких отходов можно производить удобрения, соблюдая все непростые санитарные нормы производства. Но найдётся ли покупатель на такое количество почвоулучшителей и есть ли у фермеров другие способы получить прибыль, не нарываясь на крупный штраф? 

 

Производство биоугля – перспективное дело

 

Отходы животных нужно грамотно утилизировать, но ещё лучше – продавать. При термической обработке навоза и помёта получают ценный энергоресурс, который можно сбыть по хорошей цене. Для примера рассмотрим калорийность природных углей в сравнении с биоуглём:

 

Вид топлива	Калорийность в МДж/кг (усреднённые значения)
Антрацит	30,8
Уголь древесный	27,3
Биоуголь	26,9
Уголь каменный	26,5
Уголь бурый	18,8

 

Удельная теплота сгорания биоугля может сильно варьироваться. Это зависит от изначального состава отходов, например, от количества примесей растительных волокон (соломы, древесной стружки, кормовых смесей и др.). Так, известно, что из куриного помёта в смеси с подстилкой получается менее калорийный биоуголь, чем без неё. 

 

Тем не менее, при средней калорийности такое топливо стоит довольно дорого – около 3,5 тысяч рублей за тонну. К тому же, возможность продажи биоугля становится более привлекательной, если вспомнить, что продавать необработанные навоз и помёт, не нарвавшись на штраф, скоро станет невозможно.

 

Также важно отметить, что при сгорании биоугля в атмосферу попадает меньше выбросов, ухудшающих качество воздуха. Сейчас существует два основных способа производства топлива из отходов животноводства, один из которых требует минимальных вложений, а второй позволяет произвести биоуголь с высокой теплотой сгорания. Оба способа можно применять в зависимости от масштабов фермы, климатических условий территории и объёма финансовых вложений в производство.

 

Способ первый: естественная сушка

 

Самый простой способ переработки – это сушка навоза в естественных условиях. Этот метод давно применяют в некоторых странах, испытывающих нужду в топливных ресурсах. Например, кочевые народы Центральной Азии в условиях дефицита древесины до сих пор отапливают свои жилища кизяком – высушенными навозными лепёшками или брикетами из навоза. 

 

У этого способа есть недостатки, связанные с соблюдением санитарных норм. К тому же, редкий фермер станет заниматься открытой сушкой навоза и помёта на своей территории, а климатические условия в большей части России сильно усложняют этот процесс. Крупным животноводческим фермам также нерентабельно обрабатывать отходы животных этим способом: маржинальность такого топлива невелика, поскольку его калорийность составляет всего 10-15 МДж/кг.

 

Способ второй: карбонизация

 

Более современный и технологичный способ переработки навоза и помёта в биоуголь – это карбонизация, процесс, при котором отходы подвергают температурам 150-350°С без открытого горения. В результате карбонизации за короткое время органические отходы обогащаются углеродом так же, как при образовании ископаемого топлива в природе. Для этого применяют специальные установки, работающие от электросети. 

 

Весь процесс карбонизации отходов животных занимает от часа до полусуток в зависимости от температурного режима. На выходе получается топливо с высокой калорийностью до 30 МДж\кг. Оптимальными условиями карбонизации считается температура около 300°С, при времени выдержки один-два часа. Точная калорийность полученного биоугля напрямую зависит от вида отходов, а также от температуры и времени их выдержки, но она всегда значительно выше, чем у высушенных на воздухе навоза и помёта.

 

Нет необходимости специально подготавливать отходы к карбонизации. Этот способ позволяет получить биоуголь даже из стоков, образующихся при смыве помёта из клеток или, например, коровника. Кроме того, высокая температура обработки позволяет обеззаразить отходы скота. 

 

Есть ли будущее у биоугля?

 

Получение топлива из органических отходов решает сразу две крупнейшие проблемы XXI века: позволяет избавляться от побочных продуктов производства и получать энергию без использования ограниченных запасов природного топлива.

 

Для широкого применения такой технологии обработки отходов общество должно иметь высокий уровень экологической осознанности. В России это осложняется особенностями страны: обширной территорией, расположением крупнейших месторождений газа, нефти, угля, а также огромными запасами древесины. Сейчас производство биоугля наиболее актуально для стран-импортёров топлива, особенно обеспокоенных состоянием окружающей среды.

 

И всё же, последние законодательные изменения вынуждают фермеров искать новые способы обращения с отходами животноводства. Производство биоугля может принести хозяйствам хороший доход при налаженных каналах сбыта продукции и технических возможностях его сжигания для отопления помещений.

 

Современные тенденции указывают, что в последующие годы на рынке будет появляться всё больше разнообразного оборудования для производства биоугля как для небольших хозяйств, так и для крупных предприятий. Поэтому в ближайшие десятилетия фермы будут производить не только продовольственные товары, но и смогут стать индустриальными центрами производства топлива.

 

Анастасия Бронникова