16 років тому у Львові вперше почали вробляти біогаз – «Компанія Ензим» встановила сучасні очисні споруди, які дозволяють генерувати із відходів енергію для потреб підприємства. Невдовзі подібну технологію почнуть використовувати і на очисних спорудах «Львівводоканалу».
ZAXID.NET дізнавався, як сміття перетворюється на паливо, чому компанії інвестують у біогазові установки та коли виробляти біогаз вигідно.
Як і для чого генерують біогаз
Біогаз – це різновид біологічного палива, продукт ферментаційного розкладу органічних забруднень бактеріями, які здатні ці забруднення споживати і перетворювати у найпростіші складники – вуглекислий газ, метан та воду. Генерація біогазу – процес біотехнологічний, який потребує спеціального обладнання та дотримання певних умов.
Склад біогазу нестабільний – він залежить першочергово від якості самих забруднень: чи це послід, чи рештки рослин, чи тваринні залишки. У середньому в біогазі є приблизно 70% метану, а решта – вуглекислий газі та інші супутні гази, зокрема сірководень.
Генерація біогазу відбувається в метантенках. Обладнання для виготовлення біогазу буває різне – залежить від концентрації забрудників, які до нього потрапляють, та специфіки виробництва, яке продукує ці забруднення. Стоки попередньо перевіряються і готуються, щоб містити оптимальні компоненти для виготовлення біогазу, які зможуть споживати мікроорганізми і які ці мікроорганізми не знищать.
Тривалість самого процесу створення біогазу з технологічної точки зору визначається об’ємом реакторів, у яких відбувається ферментація. Але з точки зору кінетики цей процес є безперервним: на вхід постійно подаються свіжі стоки, які мікроорганізми постійно переробляють, і на виході відбувається постійний відбір газу.
У результаті біогаз можна спалювати як природний газ: за енергетичною ефективністю куб біогазу можна прирівняти до 0,75 куба природного газу. Проте спершу біогаз потрібно очистити від надлишку сірководню, який утворюється в процесі його генерації: це вимога чинного законодавства, оскільки сірководень забруднює довкілля.
Крім того, сірководень спричиняє корозію, тому обладнання, у якому спалюють біогаз, швидше зношується і виходить з ладу. Тому, з точки зору бізнесу, використання біогазу потребує більших фінансових затрат. У той же час біогаз можна назвати джерелом невичерпної енергії, оскільки він генерується з відходів, які людство продукуватиме вічно, та не виснажує природні ресурси – нафту, природний газ, вугілля.
Перші в Україні
«Компанія Ензим» почала модернізацію своїх очисних споруд на початку 2000-х років. У 2004 році запрацювала перша черга, зокрема і біогазова установка. Для спалювання біогазу встановили корозостійкі котли, які дозволяють спалювати біогаз без його очистки від сірководню.
«Ми зупинилися на технології нідерландської компанії Biotan з біологічної очистки стоків. Спершу стік подається на анаеробну стадію, під час якої на 70-75% зменшується концентрація забруднюючих речовин і утворюється біогаз. Далі стік подається на аеробну стадію очистки – за допомогою кисню, під час чого виробляється багато теплової енергії та генерується мул», – розповідає директор з виробництв «Компанії Ензим» Петро Мудринець.
Оскільки з часом змінювалися законодавчі вимоги до концентрації забруднюючих речовин у стоках та збільшувалися обсяги виробництва, «Компанія Ензим» провела дві реконструкції і встановила два нові, ефективніші реактори – у 2016 та 2017 роках. Один реактор, встановлений у 2016 році, дозволив збільшити концентрацію біогазу приблизно на 30%.
Загалом у модернізацію очисних споруд підприємство з початку 2000-х інвестувало приблизно 13 млн євро. У 2004 році «Компанія Ензим» також отримала грант від уряду Нідерландів на когенераційну установку, яка спалює очищений біогаз для отримання електричної та теплової енергії. Проте поки що на ній біогаз не спалюють, оскільки обладнання для очистки газу від сірководню ще не встановили, – тут спалюють природний газ. Зараз з біогазу «Ензим» продукує лише пару для виробництва – його вистачає приблизно для покриття 70% потреб компанії. Проте вже затверджено проект встановлення системи очистки біогазу від сірководню і розробляється відповідна проектна документація.
Основні відходи виробництва «Ензиму» – цукрова меляса, яку використовують для виробництва дріжджів і в складі якої є кальцій, що цукрові заводи використовують у вигляді вапна для відбілення цукру. Дріжджі кальцій не засвоюють, так само він є шкідливим для мікроорганізмів, які генерують біогаз. Тож зараз компанія тестує систему очистки стоків від кальцію. А з мулу, який виходить у кінці процесу очищення стоків вироблятимуть мінеральні добрива: «Ензим» уже отримав для цього необхідні технічні умови.
Проект для всього Львова
«Компанія Ензим» фактично першою в Україні почала використовувати подібні комплекси очистки стоків. Зараз в Україні є інші підприємства, які це роблять – зокрема, ті, що також займаються виробництвом дріжджів, – у Харкові, Кривому Розі та Одесі.
Виробництво біогазу є вигідним для тих компаній, які продукують велику кількість органічних відходів, – приміром, цукрові заводи, молокозаводи тощо. В Україні з’являється все більше таких проектів, оскільки в країні намагаються інтегрувати європейські екологічні практики та зобов’язують підприємства зменшувати негативний вплив на довкілля законодавчо.
За кілька років біогаз у Львові будуть виробляти також на очисних спорудах «Львівводоканалу»: 4 грудня підприємство підписало угоду на будівництво біогазової станції для виробництва електричної і теплової енергії зі словенсько-норвезьким консорціумом RIKO-CAMBI. Згідно з контрактом, підрядник має виконати усі проектні та будівельні роботи до 2023 року.
Як розповідає в. о. директора комунального підприємства Дмитро Ванькович, кошторис проекту становить приблизно 31,5 млн євро – 20 млн кредиту (15 млн – ЄБРР, 5 млн – НЕФКО), 7,5 млн гранту від Фонду Східноєвропейського партнерства з енергоефективності та довкілля E5P і 4 млн місцевого внеску. Першочергова його мета – зменшити кількість мулу, який утворюється після очистки стічних вод Львова, адже мулові майданчики «Львівводоканалу» вже переповнені. За прогнозами, після встановлення біогазової установки об’єм мулу має скоротитися на 30%, і його можна буде використовувати як добриво для нехарчового господарства.
«Львівводоканал» планує виробляти об’єм біогазу, якого вистачить для видобутку 80 тисяч кіловат-годин електроенергії на добу – це 50-75% потреби очисних споруд. Електроенергію будуть використовувати для роботи очисних споруд, а тепло – для підігріву суміші мулу та осаду, опалення в холодний період року і цілорічного гарячого водопостачання будівель на території очисних споруд. Таким чином «Львівводоканал» зможе економити 10 млн грн щороку.
Зараз тут також працюють над модернізацією інших частин очисних споруд – пісколовок, відстійників та аеротенків, на що загалом потрібно мінімум 150 млн євро. За словами Дмитра Ваньковича, це дозволить скоротити потребу підприємства в електроенергії та зробити мул більш концентрованим. Відтак у перспективі за допомогою біогазу «Львівводоканал» зможе покривати витрати електроенергії на очисних спорудах і навіть продавати його надлишок за зеленим тарифом.