Студенты и преподаватели из Ижевска узнали, как работает биогазовая установка

 

 В рамках договора о сотрудничестве студенты и преподаватели Ижевской сельхозакадемии (Удмуртия) в эти дни находятся в семидневном ознакомительном семинаре в  немецком образовательном центре Deula-Nienburg. По словам директора центра Б. Антельманна, у Deula налажены контакты со многими вузами России: свыше 10 лет  студенты из многих регионов проходят здесь практику, преподаватели повышают свою квалификацию, а немецкие коллеги всегда рады поделиться своими знаниями и опытом.

Главной темой первого дня семинара стали «Возобновляемые источники энергии». Получение электроэнергии из альтернативных источников, особенно производство биогаза, стала очень актуальной после аварии на японской атомной электростанции «Фукусима-1». В Германии же эта тема получила развитие еще лет двадцать назад. Более того, с апреля 2010 г. в стране действует Закон «О возобновляемых источниках энергии» и немецкое правительство поддерживает и всячески поощряет производство тепла и электроэнергии путем солнечных батарей (2% – доля в настоящее время в сегменте электроэнергии), энергии термальных вод (3%), а также путем биогазовых (5%) и ветряных установок (6%).

Не только навоз…

Когда едешь по Германии, создается впечатление, что построить ветряную установку легко и быстро: уж очень их много. В строительстве биогазовых установок, можно сказать, страна переживает настоящий бум: их уже свыше 8 тыс., большинство – в Нижней Саксонии. Об одной из них, которая принадлежит 10 фермерам и расположена недалеко от города Нинбурга, я посетила вместе со студентами и преподавателями из Ижевска. Нашим гидом по предприятию был его руководитель Флориан Шерер, который работает здесь практически один. (Как он сказал, когда ему необходимо отлучиться, то заранее договаривается с компаньонами.)

Как удалось узнать, в эту биогазовую установку  инвестировано 4,5 млн евро. Запущена она в эксплуатацию в конце прошлого года. После установочных работ, следуя Закону «О возобновляемых источниках энергии» с электросетями был заключен договор на 20 лет о фиксируемой цене на электроэнергию.  По словам Ф. Шерера, для ее производства  служит различное сырье: свиной навоз, навоз крупного рогатого скота, энергетическая кукуруза, а также куриный помет. На выходе получают не только электроэнергию, но и тепло (используют для отопления, например теплицы). Для запуска бродильного процесса в ферментер сначала были загружены остатки от переработки биомассы. Этот процесс должен идти 3-4 месяца.

Бактерии для сбраживания

Кажется, проще простого, собрал все ингредиенты и пусть все бродит, все равно газ образуется… Оказалось, одним чаном тут не обойтись. Всего в процессе участвуют три танка: в первом из миксера вместимостью 60 м3 закладывается все сырье и начинается процесс ферментации, во втором – идет дображивание (продолжается получение метана)  и в третьем танке накапливается конечный продукт. В этой биогазовой установке два мотора, каждая из которых перерабатывает по 500 кВт электроэнергии. Как считает Флориан, самое эффективное сырье для хорошей ферментации и получения большего количества электроэнергии – энергетическая кукуруза (1 т – 25 евро/кг) и навоз (8-11 евро/м3. Электроэнергия сразу идет потребителю (без накопителя). Кстати, привычных нашему взору линий электропередач здесь не увидеть: все провода находятся под землей.

Соотношение сырья: очень важно

Оказалось, не только состав ингредиентов играет важную роль в ферментации продуктов, но и их соотношение. Выяснилось, для качественного процесса необходимо заложить 35 т сырья: 23 т кукурузы, 3 навоза крупного рогатого скота, 2 т куриного помета, 3,5 т силоса из ржи (субстрат получают с соседнего предприятия), а также 14 м3 навозной жижи. В ферментере ежедневно должна быть одинаковый объем массы: 50 м3 и она добавляется небольшими порциями через каждые два часа. Побочный продукт при переработке биомассы – удобрение, которое фермеры покупают для своих полей на основе взаиморасчетов.

«Зеленая» электроэнергия

Полученную электроэнергию предприятие покупает за 19 центов/кВт, потребителям продает за 24 цента/кВт, включая НДС. Флориан и его партнеры планируют получать чистую прибыль через 12 лет.

Для производства этой электроэнергии использованы самые современные технологии и оборудование с высокой производительной мощностью. Более того, соблюдены все санитарно-гигиенические условия и экологические требования. Так, чтобы навозная масса не распространяла вокруг удручающий запах, ее хранят в закрытом помещении. При возникновении различных аварийных ситуаций, масса может быть захоронена в земле без нанесения вреда окружающей среде.

Энергия солнца

В Германии на крышах многих домов можно увидеть разного размера панели, которые аккумулируют солнечное тепло. Даже если у вас нет средств, вы запросто можете стать владельцем предприятия, которое производит электроэнергию путем энергии солнца. Для этого вам надо взять кредит в банке (примерно под 4% годовых), закупить и вмонтировать на своей крыше фотогальваническую установку. В этом случае залогом становятся крыша вашего дома и установка.  Если по каким-то причинам вы не выполняете условия займа, тогда вся выработанная электроэнергия принадлежит банку. То есть, теперь вы ее покупаете у себя. Как и у биогазовой, так и у гальванической установки, срок окупаемости составляет 12 лет. В Германии также распространен еще один сервис: предприятие может вам бесплатно построить, например гараж, но взамен вы отдаете им крышу своего дома для строительства установки для получения электроэнергии, которая к вам не имеет ни какого отношения. Обо всем этом, а также как генерируют эти панели тепло в электроэнергию, нам рассказал Тим Хёпер, который является еще и владельцем фермы.

Нужная конструкция

Прежде чем покупать установку, необходимо обдумать: для какого объема электроэнергии она вам нужна. От этого и зависит конструкция. При этом немаловажно, где она будет установлена: на крыше или просто на земле, также надо знать угол падения луча, позаботиться о том, чтобы на эти панели не падала тень. Существуют различные панели: тонкие, с низким КПД, недорогие; поликристаллические площадью 8,5 м2 и высокопроизводительные монокристаллические. В общем, тонких надо больше, если вы хотите получать больше электроэнергии. Например, на крыше дома у Тима установлена монокристаллическая установка мощностью 60 квт/ч (несколько больших панелей).. Наклон крыши составляет 20º (по требованию – 15-55º). Панели меньшей площади установлены на крыше другого помещения.

Фотогальваника на крыше

На крыше монтируют алюминиевые полоски, которые закрепляют на скате крыши. Сверху полосок закрепляют фотогальванический модуль, состоящий из коллектора, инвектора и трансформатора. Для выработки нужной энергии площадь одной панели, как я поняла, должна составлять 7 м2.  Также необходимо установить  помещении три счетчика: один, чтобы знать, сколько электроэнергии производит установка, второй – сколько идет во внешнюю среду и третий – сколько забирает дом. Таким образом, всегда можно вычислить, сколько он заработал и сколько потратил на  свои нужды. По Закону, если ты используешь для своих нужд только электроэнергию, выработанную с помощью своей установки, то тебе гарантирована дотация от государства. Как сказал Тим Хёпер, у него есть обязательства перед государством о продаже электроэнергии в течение 20 лет по одной и той же цене.

Зачем столько электроэнергии?

По рассказу Тима, он живет с мамой в доме, которому больше века. Тим – преподаватель  Немецкой сельхозакадемии Deula-Nienburg, по штатному расписанию у него 40 часов  в неделю и столько же времени он тратит на свое хозяйство. У него в собственности 100 га лесных угодий (он должен контролировать плотность и виды насаждений), которые перешли по наследству от его бабушки. Также Тим выращивает 40 коров герефордской породы мясного направления и занимается откормом телят, которые в два месяца уже весят 60-70 кг. Раньше, как говорит Тим, он выращивал 200 голов свиней, но в связи с подорожанием кормов, перестал этим заниматься. Выращивает он пшеницу и кукурузу. Как он сказал, на одну корову, например, уходит 0,3 га кукурузы. Для работы на хоздворе он нанимает одного человека. У Тима очень много современной техники, с ремонтом и подготовкой которой  к сезону ранее занимался сам. Сейчас он просто вызывает мастера.

Со своей мамой держит еще и семейный ресторан, которому 120 лет. Ресторан открывает свои двери вечером и работает до последнего клиента. Бухгалтерию своего предприятия Тим Хёпер ведет сам, а налогового консультанта – нанимает.

Так мы и выяснили, зачем нужна солнечная энергия Тиму. Словом, ижевскую делегацию интересовало многое, о чем наши гиды старались подробно им рассказать.

Галина Гангуева, Нинбург