АПК: Возобновляемые источники энергии и эффективность работы

Обеспечение аграрного производства электрической и тепловой энергией за счет использования возобновляемых видов топлива – непростая задача. Но ее решение представляет собой мощный рычаг подъема эффективности сельхозпроизводства, конкурентоспособности продукции в условиях рыночной экономики. Вовлечение в энергобаланс страны местных и возобновляемых видов топлива служит объектом исследований видного белорусского ученого, доктора экономических наук, профессора, главного научного сотрудника ГНУ «Институт экономики НАН Беларуси» Леонида Прокофьевича Падалко. Этой теме был посвящен его доклад на международной научно-практической конференции в Минске «Энергосбережение – важнейшее условие инновационного развития АПК».

К возобновляемым источникам энергии относятся: энергия солнца, ветра, биомассы, естественного движения водных потоков, тепла земли и других источников, не относящихся к невозобновляемым. Специфическим видом возобновляемых источников, имеющим сельскохозяйственное происхождение, является биомасса, к которой могут быть отнесены отходы животноводства и птицеводства, отходы растениеводства, специально выращиваемые высокоурожайные растения. В качестве энергоносителей может использоваться либо биогаз, получаемый на основе анаэробного сбраживания, либо биомасса в непосредственном виде (древесина, солома и др.), используемая для производства энергии путём сжигания.

 Для биогаза можно выделить два направления его использования. Первое – для выработки электрической и тепловой энергии в когенерационном режиме на базе  газопоршневых энергогенерирующих установок, работающих на биогазе. Электрическая и тепловая энергия могут быть использованы для энергообеспечения биогазовой установки и фермы, обеспечивающей её сырьевым материалом. Второе – после удаления из биогаза углекислого газа полученный продукт, называемый биометаном, может быть использован в качестве моторного топлива для сельскохозяйственного транспорта вместо традиционного жидкого топлива нефтяного происхождения.

Экономическая эффективность создания энергогенерирующей установки, работающей на биогазе или на очищенном биогазе (биометане), определяется на  основе сопоставления инвестиционнх затрат в эту установку с достигаемым экономическим эффектом. Экономический эффект достигается на основе замещения электроэнергии, потребляемой фермой и самой биоэнергоустановкой и получаемой из энергосистемы, своей собственной.

Аналогично определяется эффект от замещения потребления от котельной тепловой энергии своей собственной, выработанной в когенерационном режиме. Рассчитанная подобным образом эффективность во многом зависит от тарифа на энергию, получаемую от внешнего источника. Чем он выше, а он ежегодно повышается, так как растёт цена на импортируемый природный газ, тем выше будет экономическая эффективность данного мероприятия. 

Другая составляющая эффекта связана с экологией. Остающийся в результате анаэробного сбраживания шлам представляет собой экологически чистое удобрение, так как в процессе сбраживания уничтожаются все вредные вещества и организмы, содержащиеся в исходном навозе.  Это удобрение может продаваться по высокой цене и денежный учёт этой слагаемой эффекта является решающим фактором в оценке экономической эффективности сооружения биоэнергоустановки. Следует заметить, что избыточная электрическая и тепловая энергия могут продаваться внешним потребителям и это обеспечивает третью слагаемую экономической эффективности.

Экономическая эффективность использования биометана в качестве моторного топлива объясняется более низкой его ценой по сравнению с традиционным топливом (бензин, дизельное топливо). В частности, компримированный природный газ на автозаправках стоит примерно 2100 руб/м3 при цене бензина и дизельного топлива в районе в среднем 4600 руб/л. Заметим, что 1 л. жидкого топлива эквивалентен по энергоценности 1 м3 природного газа.

Природный газ это в основном природный метан, а биометан не отличается по энергоценности от природного метана. Можно предположить, что стоимость получения биометана не выше стоимости природного метана. В непосредственном  виде биометан не может быть использован, он должен быть предварительно преобразован либо в сжатый (компримированный) вид, либо в сжиженный газ. Это требует дополнительных затрат помимо  очистки газа от СО2, также и в преобразование газа в компримированный или в сжиженный вид. Кроме того, для перевода действующего автотранспорта на газ необходимо переоборудование его, что требует установки на автомобиль газобаллонного оборудования, включающего в себя специальные газовые баллоны и газовую аппаратуру. Необходимо также сооружение газонаполнительной компрессорной станции, в которой осуществляется компримирование биометана в случае применения сжатого биометана. Следует отметить, что в ряде стран (Россия, Китай, Италия и др.) выпускаются сравнительно небольшие станции в модульном исполнении.

Для оценки эффективности перевода действующего автотранспорта на биометан необходимо сопоставление инвестиционных затрат в переоборудование автомобиля с достигаемым экономическим эффектом, который выражается снижением затрат на топливо.

Срок окупаемости инвестиций в переоборудование транспортного средства Кпер  для статической постановки задачи определяется как