Докторант PhD по специальности: экономика

Евразийского национального университета имени Л.Н. Гумилева

Абдикадирова А.А.

Некоторые вопросы производства энергии из отходов сельского хозяйства в Республике Казахстан

Казахстан - аграрно-индустриальная страна. Основным источником экономического роста является добыча полезных ископаемых. Сельское хозяйство является важным сектором экономики страны. По производству зерна Казахстан занимает третье место в СНГ после России и Украины. На севере Казахстана выращивается яровая пшеница, овёс, ячмень и другие зерновые культуры, а также подсолнечник, лён-кудряш. Развито овощеводство, бахчеводство. Запад славится посевами кукурузы, овощей, подсолнечника и других с\х культур. На юге республики при искусственном орошении дают высокие урожаи хлопчатник, сахарная свекла, табак, рис. Развито садоводство. Природные условия Казахстана, их многообразие обуславливают значительные потенциальные возможности для развития животноводства. В Казахстане традиционно занимаются овцеводством, коневодством, верблюдоводством, разведением крупного рогатого скота. В сфере сельского хозяйства внешними торговыми партнерами являются страны СНГ и Балтии — велика: на них приходится около 59 % экспорта и до 63 % импорта. При этом основным торговым партнёром остаётся Россия. Из государств дальнего зарубежья успешно развиваются торговые связи с Германией, Турцией, Швейцарией, Чехией, Италией, Китаем, США, Великобританией, Южной Кореей и другими. Казахстан экспортирует зерновые культуры в объеме - 9 % от объема мировой торговли. Потенциал сельского хозяйства следует отметить, велик и огромен – это огромные земельные ресурсы: посевные площади в стране составляют 35 миллионов 182 тысячи гектаров, используется - лишь половина. 47 процентов населения у нас проживают в сельской местности - а это рабочая сила. Мы могли бы отправлять на экспорт не только зерно, но и продукты животноводства, плодоовощную продукцию. В 1990 году в Казахстане насчитывалось 9,8 миллиона голов крупного рогатого скота, сегодня по подворьям статисты насчитали 5,5 миллиона голов [1]. В прошлом году Казахстан собрал рекордный урожай - 20 миллионов тонн зерна. А если бы были задействованы все потенциальные посевные площади, то собрали бы на 14 миллионов тонн больше. И это могло бы принести в казну 4 миллиарда 200 миллионов долларов!

Энергетика Казахстана, состоит из 3-х зон имеющих слабые внутренние связи: Западно-Казахстанская (связана с Россией), Центрально и Восточно-Казахстанская (связанная с Россией), Южно-Казахстанская (связанная с Узбекистаном и Киргизией). Центрально и Восточно-Казахстанская зона является единственной энергонезависимой, прежде всего благодаря мощным угольным электростанциям Экибастуза. Южный Казахстан испытывает постоянный дефицит электрической мощности, который компенсируется линией Север-Юг и импортом с гидроэлектростанций Киргизии. В Западной зоне Атырауской и Западноказахстанской области являются энергодефицитными и импортируют энергию с России. Мангистауская область имеет достаточный резерв мощности благодаря Мангистаускому Атомно-Энергетическому Комбинату, но слабая связь с Атырау (до 70 мВт) не позволяет транспортировать излишки в другие регионы. На полуострове Мангистау (Мангышлак) южнее города Актау (Шевченко) в 1972 году сооружена и запущена в эксплуатацию крупная опытная АЭС с реактором на быстрых нейтронах БН-350 с натриевым охлаждением. АЭС БН-350 имела двуцелевое назначение: производство электрической энергии (установленная мощность 350 МВт), выдача пара на опреснительные установки для получения пресной воды из морской до 120 тыс. т в сутки, производство оружейного плутония для нужд оборонной промышленности СССР. По состоянию на 1978 год Шевченковская АЭС была крупнейшей в мире опытно-промышленной энергетической установкой с реакторами на быстрых нейтронах, позволявшей учёным решить ряд научно-технических и промышленных проблем. В 1976 году закончилось строительство Жамбылской ГРЭС мощностью 1230 МВт, которая и по сей день остается основной энергетической базой юга Казахстана[2].

Если говорить о возобновляемых источниках энергии и теоретического потенциала производства энергии из отходов сельского хозяйства в Республике Казахстан, то следует отметить такое понятие как «энергия биомассы», который представляет собой получение жидкого и твердого топлива и газа из остатков растительного происхождения, отходов животноводства, бытовых отходов, осадков сточных вод. Расчеты показывают, что переработка годового объема отходов сельского хозяйства в Казахстане на биогаз, может дать объем энергии, эквивалентный 14 – 15 млн.т. За последнее время использование биомассы в различных ее формах (дерево, древесный уголь, отходы сельскохозяйственного производства и животных) в мире в целом снизилось.

В ряде стран использование древесного топлива, древесного угля и сельскохозяйственных отходов поставлено на коммерческую основу[3]. Значительное развитие получила переработка биомассы, основанная на процессах газификации, термолиза и получения жидких топлив. При переработке биомассы в этанол образуются побочные продукты, прежде всего – промывочные воды и остатки перегонки. Последние являются серьезным источником экологического загрязнения окружающей среды. Представляют

интерес технологии, которые позволяют в процессе очистки этих отходов

получать минеральные вещества, используемые в химической промышленности, а также применять их для производства минеральных удобрений. Теплотворная способность сжигания 1 т сухого вещества соломы эквивалентна 415 кг сырой нефти, теплотворность 1 кг пшеничной соломы и сухих кукурузных стеблей равна 15,5 МДж, соевой соломы - 14,9, рисовой шелухи - 14,3, подсолнечной лузги - 17,2 МДж. По этому показателю растительные отходы полеводства приближаются к дровам - 14,6-15,9 МДж/кг и превосходят бурый уголь - 12,5 МДж/кг. Биогаз является одним из «забытых» видов сырья, использовавшийся еще в Древнем Китае и вновь «открытый» в наше время. Биогаз – газообразный продукт, получаемый в результате анаэробной, т.е. происходящей без доступа воздуха, ферментации органических веществ самого разного происхождения. Его основные компоненты: метан (СН4) –55-70% и углекислый газ (СО2) – 28-43%, а также в очень малых количествах другие газы, например сероводород (Н2S). В любом крестьянском хозяйстве в течении года собирается значительное количество навоза, ботвы растений, различных отходов[4]. Обычно после разложения их используют как органическое удобрение. Однако мало кто знает, какое количество биогаза и тепла выделяется при ферментации. А ведь эта энергия тоже может сослужить хорошую службу сельским жителям. 15 м3 биогаза в сутки обеспечивают потребности по отоплению, горячему водоснабжению семьи из 4 - 5 человек в доме площадью 60 м2. Один м3 биогаза эквивалентен 0,4 л керосина, 1,6 кг угля, 0,4 кг бутана, 2,5 кг навозных брикетов. В Казахстане леса занимают площадь более 10 млн. га, что составляет 4 процента от общей территории страны, из которых 4700 тысяч га покрыты саксаулом. В 2010 году объемы лесозаготовки в стране составило около 3 млн. м3 в год. Объем отходов древесины на лесосеках и деревообработки на деревообрабатывающих предприятиях, а также древесины, которая используется в качестве дров, составляет почти 1,3 миллиона м3 или 1 млн. тонн. Таким образом, энергетический потенциал древесных отходов составляет более 200 тысяч т.н.э. Солома зерновых культур является наиболее важным возобновляемым энергетическим ресурсом в Республике Казахстан. В 2010 году производство соломы составило почти 37 млн. тонн. Если предположить, что 20 процентов из этого объема может быть использована для в энергетических целях, то выработка энергии составит более 87 ГВт. Стабильным источником биомассы для производства энергии в Казахстане являются отходы продуктов животноводства. Годовой выход животноводческих и птицеводческих отходов по сухому весу - 22,1 млн.т, или 8,6 млрд.м3 газа (крупного рогатого скота - 13 млн.т, овец - 6,2 млн.т, лошадей - 1 млн.т), растительных остатков - 17,7 млн.т (пшеница - 12 млн.т, ячмень - 6 млн. или 8,9 млрд.м3), что эквивалентно 14-15 млн.т условного топлива, или 12,4 млн.т мазута, или более половины объема добываемой нефти. Несмотря на сокращение поголовья скота и птицы, перспективна переработка уже накопленных животноводческих отходов. За счет их переработки может быть получено около 2 млн.т.у.т./год биогаза. Переработка этого газа в электрогазогенераторах позволит получать ежегодно до 35 млрд. кВт/час (половину всего энергопотребления, при потребности для сельского хозяйства 19 млрд.) и одновременно 44 млн. Гкал тепловой энергии.
Кроме того, если использовать биогаз для производства электроэнергии, себестоимость ее оказывается всего 0,025-0,075 доллара за квт/ч, в то время как электроэнергия от традиционных источников обходится в 0,1-0,15 доллара за квт/ч. таким образом, биогаз в 2- 4 раза экономичнее! К таким выводам пришли сотрудники НПО «ЭкоМузей» г. Караганды, успешно осуществившие пилотный проект по получению биогаза из органических отходов.
НПФ «ГЫЛЫМ» (при МНАН РК) располагает новой технологией ускоренного (до суток вместо 72 часов) анаэробного брожения органических отходов для создания автономных источников тепла или электроэнергии, опреснения, получения белковых кормовых добавок и экологически чистых обеззараженных органических удобрений. При этом уничтожаются патогенная микрофлора
(дизентерия, бруцеллез, туберкулез), семена сорняков, яйца гельминтов, нитраты и нитриты. Предполагается выпуск установок для утилизации сточных вод канализации, животноводческих фекалий и создание самоокупаемых коммунальных биотуалетов. Отпадает потребность в химудобрениях. Жидкие биоудобрения повышают урожайность на 50%, позволяют получать экологически чистую продукцию[5]. На производство химудобрений
затрачивается до 30% всего энергопотребления сельского хозяйства. Азот не теряется, как при обычном компостировании, и переходит в аммонийную, легко усваиваемую форму. Полностью минерализуются фосфор и калий. Классические сроки компостирования составляют 0,5 - 1 год.
Из 1 т сухого вещества отходов можно получить около 500 - 700 кг удобрений и 400 м3 биогаза. Брикетный навоз может использоваться как топливо для автотранспорта и сельхозтехники в сельской местности (с установкой газогенераторных двигателей).

Казахстан располагает обширными территориями, покрытыми растениями, которые могут служить источником возобновляемого сырья для производства биоэтанола. В Республике Казахстан уже построен один завод, в перспективе запланировано строительство порядка 20 - 30 аналогичных производств. Исследования по направлению развития технологии анаэробной переработки биомассы проводились в Казахстане с 80-х годов. Вообще, казахстанская биотехнологическая научная школа является одним из лидеров на постсоветском пространстве, и ей по силам обеспечить превращение в биоэтанол не только любых отходов растениеводства, но даже твердых бытовых отходов - мусора, на складирование которого расходуются значительные средства. Таким образом, учитывая специфику Казахстана: большие свободные площади, наличие ветровых коридоров, ограниченная инфраструктура, чувствительной экологии и неравномерность распределения населения, из рассмотренных выше альтернативных источников энергии для Казахстана предпочтительнее развитие использования ветровой, солнечной энергии, а также локального производства биогаза из отходов. Казахстан постепенно начинает переход на альтернативные источники энергетики, ведь человечеству нужна энергия, причем потребности в ней увеличиваются с каждым годом. Именно возобновляемые источники энергии представляют сегодня реальную альтернативу традиционным технологиям и остаются наиболее перспективными с точки зрения сохранения окружающей природной среды и первичных природных ресурсов.

Список использованной литературы:

1. Бектурганов Н.С. Вопросы энергосбережения в РК становятся актуальными. Журнал Kazenergy № 3. 2006г.

2. Махметов С. Энергетический комплекс Транзитная экономика РК: 10 лет спустя» №1. 2002г.

3. Energy for the Future: Renewable sources of Energy White Paper for a Community Strategy and Action Plan. Brussels, 26.11.1997. Commission of the European Communities.

4. Green Paper. Towards a European strategy for the security of energy supply Brussels, 29 November 2000. Commission of the European Communities.

5. Dr. Rainer Janssen. Munich International Seminar on Bioenergy and Sustainable Rural Development. 2003.