Научно-обоснованные предложения по разработке и методам внедрения инновационных технологий утилизации выбросов, содержащих метан (стр. 17 )

Необходимо иметь в виду, что большинство отходов может быть использовано в качестве органических удобрений только после соответствующей переработки. Навоз животных содержит массу семян сорняков, яйца гельминтов, цисты простейших, растительные отходы и падалица заражены грибками и вирусами, которые долго сохраняются в живом виде и могут заражать другие растения. Кроме того, в растительном мусоре зимуют многие вредители сельскохозяйственных культур. Показатели выхода биогаза из различных видов органического сырья приведены в таблице 4.6 [67].

Таблица 4.6 – Выход биогаза из органического сырья [67]

Категория сырья

Выход биогаза (м3) из 1 тонны базового сырья

1	2
Мука, хлеб	539
Клевер	430-490
Глицерин	390-595
Зерно	390-490
Лен и конопля	360
Овощные отходы	330-500
Овсяная солома	310
Рыбные отходы	300
Трава	290-490
Картофельная ботва	280-490
Кукурузный силос	250
Отходы с мясобойни	240-510
Силос	210-410
ТБО	180-200
Отходы, полученные в процессе уборки ржи	165
Биологические отходы производства сахара	115
Свекольная ботва	75-200
Фекалии и сточные воды	70
Навоз КРС, перемешанный с соломой	70
Овечий навоз	70
Свиной навоз	51-87
Молочная сыворотка	50
Птичий помет	46-93
Послеспиртовая барда	45-95
Пивная дробина	39-59
Коровий навоз	39-51
Свекольный жом	29-41

Субстраты с сухим содержанием субстанции от 15 до 20% не перекачиваются и закладываются разжиженными, или применяются с другой техникой в реакторе. Выход биогаза зависит от содержания сухого вещества и вида используемого сырья. Из тонны навоза крупного рогатого скота получается 30-50 м3 биогаза с содержанием метана 60%, 150-500 м3 - из различных видов растений с содержанием метана 70% и 1300 м3 – из жира с содержанием метана 87% [68]. Главными преимуществами биогаза являются его возобновляемость, наличие местных источников сырья для получения топлива, снижение парникового эффекта и экологического ущерба от систем сбора органических отходов, обеспечение экологически замкнутой энергетической системы.

Производство биогаза позволяет предотвратить выбросы метана в атмосферу. Переработанный навоз применяется как удобрение в сельском хозяйстве. Это позволяет снизить применение химических удобрений, сокращается нагрузка на грунтовые воды. Биогаз используется как топливо для когенерационных установок. Когенерационные установки представляют собой оборудование для комбинированного производства тепла и электроэнергии. B установках малой мощности применяются преимущественно поршневые двигатели внутреннего сгорания, приспособленные для сжигания газового топлива.

Технология получения биогаза во многих странах с теплым климатом (в частности, Китае, Индии, Пакистане) и ее применение приобрело массовый характер. В Китае в сельской местности действует десятки миллионов дешевых и простых установок вместимостью 10-15 л, достаточных для удовлетворения энергетических потребностей семьи из нескольких человек. В Индии функционируют миллионы таких установок [69].

Как и при использовании других устройств альтернативной энергетики, конечным продуктом работы биогазовой установки может быть произведенная энергия, чаще всего тепловая или электрическая. Помимо энергии на выходе всегда образуется (но не всегда используется) другой продукт - высокоэффективное органическое биоудобрение.

5  НАУЧНО-ОБОСНОВАННЫЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВНЕДРЕНИЮ ТЕХНОЛОГИЙ УТИЛИЗАЦИИ ВЫБРОСОВ, СОДЕРЖАЩИХ МЕТАН

Нефтегазовый сектор (НГС) России сталкивается с глобальными изменениями условий работы, что связано с истощением месторождений минерального сырья с относительно легкими условиями добычи, ухудшением горно-геологических условий, износом технологических мощностей. В связи с этим безусловным приоритетом производственной деятельности становится повышение эффективности путем рационального использования и экономии ресурсов, использования передовых технологий, тщательного анализа целесообразности инвестиций, контроля затрат и качества выполняемых работ.

Основой повышения эффективности функционирования нефтегазового сектора является научная, научно-техническая и инновационная деятельность. Российские компании нефтегазового сектора осуществляют свою деятельность с учетом сложившихся реалий, внедряя высокотехнологичное нефтегазовое оборудование, реализуя политику импортозамещения, внедряя современные технологии в производственных и управленческих процессах. Отдельные нефтегазовые компании вкладывают средства в развитие собственной научной базы. Научная поддержка производственной деятельности обеспечивает создание новейших технологий и разработок с учетом состояния и возможности дальнейшего развития технологических процессов, тем самым укрепляя конкурентные преимущества компаний.

Рациональное использование и экономия ресурсов в компаниях нефтегазового сектора, прежде всего, предусматривает сокращение технологически обоснованных выбросов и потерь природного газа, а значит метана (природный газ на 80 – 99% состоит из метана). В рамках корпоративных программ по повышению эффективности и ресурсосбережению, а также экологических программ компаниями реализуются технические мероприятия, обеспечивающие ограничение и (или) сокращение выбросов метана при добыче, переработке, хранении, транспортировке и распределении природного газа.

Помимо того, что метан относится к энергетическим ресурсам и сырью для нефтехимии, он также является парниковым газом и загрязняющим веществом, за выбросы которого подлежит платить в соответствии с нормативами платы.

Внедрение технологий по утилизации выбросов, содержащих метан позволяет получать совокупный эффект в результате снижения негативного воздействия на климат, получения прибыли от реализации сэкономленного природного газа, сокращения платы за метан как за загрязняющее вещество. Это мотивирует нефтегазовые компании вкладывать средства в приобретение и внедрение соответствующих технологий. Компании определяют технологические приоритеты перспективного развития и получения (приобретения, разработки) инновационных технологий.

Определение инновационных ресурсосберегающих технологий, внедрение которых целесообразно в нефтегазовом секторе России для достижения целей ресурсосбережения и повышения экономической эффективности производственной деятельности, проводилось на основе данных, полученных в результате изучения зарубежного опыта, российских законодательных инициатив в области поддержки эффективного производства, существующей информации по действующим технологиям, а также научных институтов в области перспективных технологий и их применимости в технологических процессах.

Внедрение технологий утилизации выбросов, содержащих метан, должно основываться на принципах наилучших доступных технологий (НДТ) [70-73]. Это должны быть наиболее действенные технологии, обеспечивающие достижение общего высокого уровня охраны окружающей среды, т. е. при обеспечении снижения выбросов метана в атмосферный воздух должен достигаться совокупный эффект минимально возможного негативного воздействия на другие компоненты окружающей среды.

Согласно существующим нормам российского законодательства «Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика» входят в число Приоритетных направлений развития науки, технологий и техники в Российской Федерации согласно Указу Президента РФ № 000 от 7 июля 2011 г. Кроме того, в число критических технологий Российской Федерации вошли «Технологии создания энерго - и ресурсосберегающих систем транспортировки, распределения и использования энергии». Это подчёркивает высокий статус исследований в области энерго - и ресусосбережения, высокую значимость внедрения соответствующих технологий во всех подотраслях нефтегазового сектора России.

С 1 января 2015 г. вступают в силу изменения закон «Об охране окружающей среды» и отдельные законодательные акты Российской Федерации» [74], содержащие, в частности, в качестве дополнения статью 28.1 «Наилучшие доступные технологии». Согласно поправкам в этот закон для определения наилучшей доступной технологии необходимо достижение сочетания критериев достижения целей охраны окружающей среды, к которым помимо наименьшего уровня негативного воздействия на окружающую среду относятся применение ресурсо - и энергосберегающих методов, экономическая эффективность, период внедрения, промышленное внедрение технологии на двух и более объектах, фактически все те параметры, которыми должны обладать технологии, отбираемые для реализации и внедрения на объектах нефтегазового сектора России в рамках снижения удельного расхода топливно-энергетических ресурсов на собственные технологические нужды.

Однако даже с принятием поправок в закон и вступлением их в силу с 2015 г. останется ещё целый ряд вопросов, подлежащих решению и дальнейшему определению в подзаконных актах, постановлениях и документах Правительства РФ. К ним относятся:

-  определение технологических процессов, оборудования, технических способов, методов в качестве наилучшей доступной технологии для конкретной области применения (уполномоченный Правительством Российской Федерации федеральный орган исполнительной власти, который создаёт технические рабочие группы);