Несложно догадаться, почему размещение AD-установок непосредственно на фермах оказалось настолько популярным. На фоне ценовых войн в супермаркетах, растущих счетов за электроэнергию и нестабильности товарных рынков многим британским фермерам становится сложно сохранять прибыльность. К этому ещё стоит добавить давление со стороны властей, требующих снижения высоких уровней выбросов парниковых газов. Переработка органических отходов фермы с помощью AD-установки является удачным вариантом диверсификации, который позволяет фермерам остаться в игре. Он обеспечивает экологически безопасное решение вопроса с отходами, помогая сократить связанные с ними выбросы. Технология позволяет получать биогаз, используемый для производства электричества, тепла или биометана. Эти ресурсы могут быть израсходованы на месте или проданы региональной энергосети в обмен на снижение сумм в счетах за электроэнергию. И, что, вероятно, более важно, процесс позволяет получать биоудобрения (дигестат). Мало того, что производство дигестата значительно сокращает затраты фермеров на удобрение земель, оно также приводит к возврату ценных питательных веществ, таких как азот, калий и фосфор, обратно в почву. Это отличный вклад в будущее британского сельского хозяйства.
Атака правительства на возобновляемые источники энергии
К сожалению, правительство в своих последних решениях отказывается признавать эти значительные выгоды. Как только индустрия объявила об открытии 400-й в Великобритании AD-установки в июле 2015 года, новое правительство консерваторов нажало на тормоза, лишив производителей льготного тарифа (FIT) и освобождения от налога за антропогенное воздействие. Хотя Министерство энергетики и борьбы с изменениями климата (DECC) недавно подтвердило свою приверженность схеме с предварительной аккредитацией на тариф FIT, его амбиции остаются поразительно низкими: в период между 2016-19 годами правительство будет предоставлять льготы лишь на 20 МВт дополнительных мощностей, произведённых AD-предприятиями в год. Для сравнения, только в 2014 году эти заводы генерировали 48 МВт.
Принимая во внимание, что правительство фактически закладывает основы для будущего нулевого субсидирования, крайне важно обеспечить максимально эффективную работу фермерских AD-установок, всесторонне оптимизировать их технологические процессы, чтобы гарантировать максимальную отдачу от инвестиций.
Сегодня наиболее ответственные операторы уделяют первостепенное внимание производству дигестата. Они понимают, что создание качественного конечного продукта, который также можно продавать другим фермерам, с минимальными затратами энергии – ключ к процветанию AD-промышленности и активному привлечению инвесторов.
Эффективная пастеризация дигестата
Для того чтобы дигестат из отходов превратился в полезный продукт, он должен быть пастеризован по стандартам сертификации PAS 110. Этот нормативный документ является гарантией того, что продукт от сертифицированного производителя можно безопасно добавлять в почву. Система пастеризации дигестата периодического действия с тремя резервуарами от компании HRS Heat Exchangers достигает результата, используя на 70 % меньше энергии, чем существующие технологии конкурентов. Три ёмкости используются следующим образом: пока один резервуар заполняется, во втором происходит пастеризация при температуре выше 70 °C, и одновременно идёт разгрузка третьей ёмкости. Каждая из указанных операций длится один час.
Традиционные системы, которые нагревают дигестат в баке, оснащены нагревательной рубашкой. Их работа напоминает принцип действия гигантского чайника: дождаться закипания, а затем ждать пока продукт остынет, теряя тепло после того, как оно выполнило свою первоначальную цель. Но система HRS использует рекуперацию энергии и благодаря этому, как правило, оказывается в два-три раза эффективнее. За счёт передачи энергии от более горячей (пастеризованной) суспензии более холодной (не пастеризованной) потребление энергии снижается на 70 %, при этом эффективно используется тепло, которое иначе было бы потрачено впустую. Подобная схема также позволяет исключить необходимость установки дополнительного источника тепла, такого как котёл на твёрдом топливе, покупка которого может добавить к стоимости проекта сотни тысяч фунтов.
Снижение затрат
Для минимизации затрат фермеров, открывающих собственные AD-предприятия, в современных эффективных системах пастеризации приняты технические решения, обеспечивающие сокращение времени простоя и увеличение производительности дигестата. Внутренняя труба в теплообменнике системы HRS, по которой течёт дигестат, представляет собой трубу со спиральной накаткой (в традиционных теплообменниках, как правило, используются гладкие трубы). Такая форма трубы повышает теплоотдачу, создавая дополнительную турбулентность, а также помогает снизить уровень её загрязнения – при движении дигестата по системе вероятность его налипания на стенки трубы существенно меньше. В результате уменьшаются время простоя и обслуживания, а срок службы системы увеличивается.
Гибкость и возможность адаптации
Запас подлежащего обработке дигестата может колебаться в зависимости от объёма сырья. Поэтому операторам необходимо, чтобы система пастеризации могла работать непрерывно, даже когда запасы уменьшаются. В систему HRS встроены четырёхуровневые температурные датчики – три в нижней части каждого резервуара и один в верхней части. Благодаря такому решению ёмкости при работе могут быть заполнены до половины своего объёма, если загрузка или расход дигестата снизятся, что позволяет обеспечить непрерывность и гибкость производства. Без этих датчиков скорость работы системы была бы низкой из-за ожидания заполнения резервуаров. Это означало бы не только больший расход тепла, но и расходы на простой производства, связанные с консервацией системы и её повторным запуском.
Также предприятиям необходимо, чтобы система пастеризации легко адаптировалась к их конкретным потребностям. В настоящее время требования к оборудованию со стороны AD-операторов постоянно растут. Среди обязательных характеристик появились такие, как возможность работы с небольшими партиями сырья, масштабируемость и гибкое время производственного цикла. Все эти запросы учтены в стандартных системах HRS.
Возможность оперативного контроля
Но, пожалуй, самым важным фактором для любого производителя дигестата, желающего приобрести новую систему пастеризации, является возможность оперативного контроля процесса изготовления продукта. Отслеживание партии дигестата до исходного сырья является неоценимым преимуществом, облегчающим бухгалтерский учёт и дарящим операторам душевное спокойствие. Эта важная особенность реализована в системах HRS при помощи собственного программного обеспечения, разработанного компанией и совместимого со стандартами PAS 110. Наши клиенты не испытывают проблем с отчётностью!
Решение проблем, связанных с хранением дигестата
Инновационные технологии теплообмена и пастеризации помогают AD-операторам на фермах создавать качественный дигестат. Однако они не решают сложных вопросов, связанных с обращением и хранением произведённых объёмов продукта. Типичная установка мощностью 1,5 МВт производит до 40 тыс. тонн в год жидкого дигестата, что приводит к значительным экономическим и логистическим проблемам, связанным с его хранением и транспортировкой. Практический опыт говорит о том, что дигестат не добавляется в почву круглый год. Поэтому его хранение является крайне важной задачей для AD-операторов. Фактически, удобрение земли дигестатом в неподходящее время года, когда урожай не сможет в полной мере использовать питательные вещества, снижает эффективность этого процесса, может навредить сельскохозяйственной культуре и вызывает риск загрязнения окружающей среды.
Уменьшение объёма жидкой фракции помогает преодолеть эти проблемы. Система концентрации дигестата (DCS) от компании HRS реализует метод перегрева жидкого дигестата в вакууме. В результате выход сухого вещества увеличивается (как правило, с 4 % до 10 %), а общий объём произведённого дигестата уменьшается. Для хранения концентрированного удобрения требуется на 60 % меньше складских площадей и меньшее количество грузовых танкеров, что обеспечивает снижение транспортных расходов предприятия и уровня выбросов парниковых газов в атмосферу. Воду, удаляемую из дигестата в процессе повышения концентрации, можно в дальнейшем смешивать с исходным AD-сырьём, повышая эффективность работы биореактора и уменьшая общее количество используемой энергии и воды.
Выживает сильнейший
Использование интеллектуальных технологий теплообменников, пастеризации и концентрирования может помочь фермерам повторно использовать почти половину тепла, производимого установкой анаэробного сбраживания. Такие системы незаменимы при производстве качественного биоудобрения, поскольку они экономят деньги и энергию. Максимизация питательной ценности дигестата даёт AD-операторам шанс выжить и получать прибыль от этого бизнеса, несмотря на неопределённость с государственным субсидированием.
