​О Шестом технологическом укладе у нас вещают в течение нескольких лет с самых высоких трибун. Временами даже казалось, будто мы обрели в этой теме очередную национальную идею.

Однако на практике политический курс далеко не во всем «срастается» с теми принципами, которые в наши дни определяют будущее. В первую очередь это касается энергетики. Думаю, не нужно объяснять, что энергетика нового уклада не может строиться на постулатах индустриальной эпохи. Стремление опустошать недра ради неуклонного роста добычи угля и углеводородного топлива становится явным пережитком эпохи индустриализма. Соответственно, гигантские инвестиции в новые месторождения вряд ли могут считаться основным приоритетом для государства, взявшего курс на создание экономики будущего.

В принципе, именно такой разворот от традиционных энергоносителей к «зеленым» технологиям мы наблюдаем сейчас в развитых странах. Речь идет о возобновляемых источниках энергии, главным образом – ветра и солнца. Как мы знаем, в российском политическом руководстве к данному направлению относятся скептически. И чаще всего это обосновывается тем, что в России большая часть территорий не пригодна для эффективного использования ветровой и солнечной генерации. Дескать, без топлива нам никак не обойтись, а значит, придется вычерпывать недра. Однако альтернативная энергетика подразумевает не только солнце и ветер, но и альтернативные виды топлива. В частности – биогаз.

По мнению специалистов, Россия обладает огромным потенциалом использования отходов сельского хозяйства, лесопереработки, пищевой промышленности и городских очистных сооружений. Всё это является сырьем (причем, бесплатным) для производства биогаза. Биогазовые установки могут размещаться в любом районе, не требуя дорогостоящего строительства газопроводов и разветвленной сетевой инфраструктуры. Кроме того, биогаз позволяет добиться технологической гибкости, поскольку дает возможность получать сразу несколько видов энергоресурсов – газа, моторного топлива, тепла и электроэнергии. В отличие от ветро- и солнечной энергетики, биогаз можно вырабатывать постоянно и использовать установленную мощность по максимуму. Этот момент роднит его с традиционными видами получения энергии.

Что же, в таком случае, сдерживает развитие данного направления? Почему биогаз до сих пор не стал реальной альтернативой традиционному топливу – тому же природному газу?

Главная сложность, отмечают специалисты, связана с большими капитальными затратами в расчете на единицу установленной мощности. Так, на сегодняшний день стоимость одного киловатта электричества биогазовой станции колеблется в пределах от двух до пяти тысяч евро. Немаловажную роль в таких делах играет размер станции и виды используемого сырья. Наиболее рентабельными являются относительно крупные станции (от 10 МВт), работающие на калорийных отходах (сахарном жоме, пищевых отходах и отходах с высоким содержанием жира). Здесь стоимость одного киловатта установленной мощности будет даже чуть ниже двух тысяч евро. Что касается малых установок (менее одного МВт), работающих на низкорентабельных отходах (например, навозе крупного рогатого скота), то для них стоимость может подняться до 7 тысяч евро за один кВт. Современный опыт показывает, что средний уровень капитальных затрат большинства биогазовых проектов мощностью от 2 до 5 МВт находится в пределах от трех до четырех тысяч евро за киловатт.

Впрочем, если сопоставить указанные цифры с капитальными затратами на возведение объектов с другими источниками энергии, то ситуация выглядит не такой уже безнадежной. Например, для крупных атомных станций стоимость того же киловатта будет на уровне пяти тысяч евро. В ту же сумму обходится строительство солнечных станций. Ветрогенерация обходится дешевле. Так, для крупной ветроэлектростанции стоимость одного киловатта установленной мощности составляет около двух тысяч евро. На том же уровне – капитальные затраты при строительстве современных угольных станций. Заметные преимущества имеет лишь газовая генерация. Здесь, по российским расценкам, стоимость одного киловатта установленной мощности находится на уровне 1 – 1,5 тысяч евро.

Казалось бы, у биогаза при таком раскладе нет серьезных шансов перед природным газом. Однако необходимо понимать, что природный газ есть не везде. Как правило, газовые месторождения находятся на очень больших расстояниях от конечных потребителей. А возрастающие затраты на содержание сетевой инфраструктуры и необходимость освоения новых, весьма отдаленных от цивилизации месторождений вполне могут сделать этот вид топлива не таким уж доступным, как представляется сейчас.

В этой связи далеко не случайно, что основной спрос на решения в области биогаза наблюдается со стороны собственников когенерационных мини-ТЭС, работающих на природном газе. То есть в данном случае биогаз рассматривается ими как реальная альтернатива традиционному ископаемому топливу.

Конечно, вопрос упирается не только в уровень капитальных затрат. Проблема в том, что рентабельность биогазовых установок достигается только при условии бесперебойного снабжения бесплатными отходами. Это условие выполняется не везде. Соответственно, перед нами вырисовывается задача государственного уровня: необходимо разработать целую систему эффективной утилизации отходов – с расчетом на их использование в биоэнергетике.

Есть еще и третья, чисто российская проблема – гарантированный сбыт произведенной тепловой и электрической энергии. Напомню, что в нашей стране для развития малой энергетики не создано надлежащих условий. Небольшая станция, как правило, работает в автономном режиме, используя выработанную энергию для нужд собственных предприятий. За границы этой территории выйти практически невозможно. Даже просто проложить кабель до ближайшей школы или поликлиники становится нереальной задачей. Как показывает практика, муниципальное руководство не особо благоволит таким решениям.  Договоры с сетевыми монополистами также плохо получаются ввиду серьезных технических сложностей, связанных с «входом в систему».  Самый подходящий вариант – создание локальных «умных сетей». Но и в этом случае потребуются соответствующие государственные и муниципальные программы. Иначе говоря, развитию биоэнергетики сильно препятствует тот факт, что малой генерации в нашей стране до сих пор не уделяется серьезного внимания со стороны властей.

Несмотря на это, специалисты изучают условия реализации рентабельных инвестиционных проектов, связанных с биогазовыми установками. На их взгляд, в случае гарантированного сбыта электроэнергии и гарантированных бесперебойных поставках бесплатного сырья биогазовая установка мощностью более 1,5 МВт может окупиться за пять лет (от начала эксплуатации).  Самым перспективным вариантом, в данном случае, станут проекты, реализованные на городских водоканалах и предприятиях пищевой промышленности. Возможны также варианты создания целой сети из нескольких когенерационных мини-ТЭС, работающих на биогазе, который поставляется из одного источника (по расчетам, капитальные затраты на создание такой локальной сети трубопроводов составят не более 10% от стоимости проекта). 

Разумеется, для развития биогазовой отрасли в любом случае потребуется создание соответствующей нормативно-правовой базы. По мнению специалистов, сократить сроки окупаемости проектов поможет использование биогазовых комплексов как центров полной утилизации органических отходов. Напомним, что в настоящее время утилизация органики требует от предприятий агропромышленного комплекса и пищевой промышленности дополнительных затрат. Чтобы был понятен масштаб проблемы, приведем конкретные цифры. Так, крупные животноводческие комплексы и птицефабрики до сих пор остаются самыми сильными загрязнителями окружающей среды.

Один свиноводческий комплекс на 100 тысяч голов выдает (при использовании гидрослива) от 600 до 1000 тонн навозных стоков в сутки. Это соответствует загрязнению, производимому средним городом с населением 400 – 500 тыс. человек.

Таким образом, если биогазовые установки будут рассматриваться как центры полной переработки органики, они станут не только источником тепловой и электрической энергии, но также предприятиями по производству комплексных микробиологических удобрений. Эти удобрения (в отличие от просто перебродившей массы органики) вполне пригодны для реализации и могут приносить дополнительный доход владельцу биогазовой установки.

Конечно, на данный момент такие биогазовые комплексы являются для нас достаточно новым видом производства, причем, довольно сложным и капиталоемким. Здесь потребуются не только материальные ресурсы, но также специалисты. Иными словами, без государственных программ двигаться в этом направлении будет достаточно сложно, если не сказать – невозможно. Однако мы прекрасно понимаем, что именно на этом пути реализуются принципы, соответствующие Шестому технологическому укладу. И поскольку в российском правительстве с определенных пор начали говорить на эту тему, представителям нашего научного сообщества нужно, что называется, ловить момент и «подсказывать» руководителям страны правильные решения. Причем, «подсказывать» так настойчиво, чтобы сама эта тема постепенно превратилась в «национальную идею». В конце концов, не так ли произошло в Европе с «зеленой» энергетикой?

Андрей Колосов

В статье использовались материалы научных конференций Института теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН

Источники

Цена биогаза
Академгородок (academcity.org), 20/11/2019

Похожие новости

  • 18/06/2018

    Какое будущее ожидает возобновляемую энергетику?

    ​В конце декабря прошлого года Минэнерго направило в правительство РФ письмо, в котором было предложено пустить возобновляемую энергетику (ВИЭ) в "свободное плавание". Согласно тексту письма (по сообщению газеты "Ведомости"), с 2024 года ВИЭ должна развиваться по "рыночным принципам и на основе стимулирования спроса на электроэнергию".
    526
  • 20/05/2016

    О демонстрационной площадке и роли Академгородка в продвижении инноваций

    ​Тема демонстрационной площадки активно обсуждалась год назад в одном из департаментов мэрии Новосибирска. Суть предложений заключалась в следующем: показывать инновационные разработки институтов СО РАН, пригодные для коммерциализации и использования в городском хозяйстве.
    1762
  • 27/08/2019

    Биосферный полигон

    ​В президентском Указе № 642 от 01.12. 2016 «О Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации» находим вот такую любопытную строчку: «В долгосрочной перспективе особую актуальность приобретают исследования в области понимания процессов, происходящих в обществе и природе, развития природоподобных технологий, человеко-машинных систем, управления климатом и экосистемами».
    229
  • 13/11/2018

    Внедрение технологии полной утилизации мусора в Новосибирском научном центре может стать пилотным проектом

    Четыре года назад эта территория возле дороги Академгородок — Кольцово оставляла не самые приятные впечатления. С одной стороны, полигон твердых бытовых отходов (ТБО) в ведении Государственного унитарного предприятия «Жилищно-коммунальное хозяйство Новосибирского научного центра СО РАН» тогда вооружился техникой и более-менее успешно проходил все проверки, с другой — представлял собой постапокалиптический пейзаж.
    791
  • 01/11/2018

    Почему природосберегающие технологии невыгодны промышленникам и неинтересны потребителям

    ​Уже больше четверти века прошло с тех пор, как на состоявшейся в 1992 году конференции ООН по окружающей среде и развитию был выбран новый, "зеленый" вектор. Однако Россия все еще только готовится к переходу на принципы бережного отношения к экологии, а на пути внедрения "зеленых" технологий остается множество барьеров.
    531
  • 10/05/2017

    Ученые ИТ СО РАН предлагают использовать угольную пыль для растопки угольных энергетических котлов

    Ученые из Института теплофизики СО РАН предлагают для растопки угольных энергетических котлов использовать не мазут, а механоактивированную угольную пыль, которая обходится втрое дешевле и имеет ряд других преимуществ.
    1058
  • 06/09/2017

    В Новосибирске расмотрели альтернативы «мусорному» концессионеру

    ​Альтернативные предложения по сбору и утилизации отходов были рассмотрены в рамках "Городской ассамблеи" в Новосибирске. Местные разработчики предложили новые современные технологии переработки ТКО.
    1593
  • 24/04/2018

    Как сделать жилье более доступным и экологичным?

    ​​Дом - это что-то теплое, уютное и, на первый взгляд - очень консервативное. Но на самом деле и строительство попевает за техническим прогрессом. Как сделать жилье более доступным, дешевым, экологичным? Мы создали краткий обзор тенденций и технологий будущего, которые появляются уже сейчас.
    1185
  • 04/07/2019

    Сибирские ученые создают ветряк для нагревания воды

    ​Сибирские ученые создают ветрогенератор, который может работать при низкой скорости ветра и нагревать воду практически без потерь благодаря преобразованию механической энергии воздушного потока непосредственно в тепловую энергию.
    863
  • 04/12/2018

    В новосибирском Академгородке внедрили инновационную систему освещения улиц

    "Установка новой системы наружного освещения в Академгородке - хороший пример эффективного применения разработок новосибирских инновационных компаний для городского хозяйства", - считает мэр Анатолий Локоть, который оценил преимущества нового светового оборудования в ходе выездного совещания.
    1413