Цена биогаза

О Шестом технологическом укладе у нас вещают в течение нескольких лет с самых высоких трибун. Временами даже казалось, будто мы обрели в этой теме очередную национальную идею. Однако на практике политический курс далеко не во всем «срастается» с теми принципами, которые в наши дни определяют будущее. В первую очередь это касается энергетики. Думаю, не нужно объяснять, что энергетика нового уклада не может строиться на постулатах индустриальной эпохи. Стремление опустошать недра ради неуклонного роста добычи угля и углеводородного топлива становится явным пережитком эпохи индустриализма. Соответственно, гигантские инвестиции в новые месторождения вряд ли могут считаться основным приоритетом для государства, взявшего курс на создание экономики будущего.

В принципе, именно такой разворот от традиционных энергоносителей к «зеленым» технологиям мы наблюдаем сейчас в развитых странах. Речь идет о возобновляемых источниках энергии, главным образом – ветра и солнца. Как мы знаем, в российском политическом руководстве к данному направлению относятся скептически. И чаще всего это обосновывается тем, что в России большая часть территорий не пригодна для эффективного использования ветровой и солнечной генерации. Дескать, без топлива нам никак не обойтись, а значит, придется вычерпывать недра. Однако альтернативная энергетика подразумевает не только солнце и ветер, но и альтернативные виды топлива. В частности – биогаз.

По мнению специалистов, Россия обладает огромным потенциалом использования отходов сельского хозяйства, лесопереработки, пищевой промышленности и городских очистных сооружений. Всё это является сырьем (причем, бесплатным) для производства биогаза. Биогазовые установки могут размещаться в любом районе, не требуя дорогостоящего строительства газопроводов и разветвленной сетевой инфраструктуры. Кроме того, биогаз позволяет добиться технологической гибкости, поскольку дает возможность получать сразу несколько видов энергоресурсов – газа, моторного топлива, тепла и электроэнергии. В отличие от ветро- и солнечной энергетики, биогаз можно вырабатывать постоянно и использовать установленную мощность по максимуму. Этот момент роднит его с традиционными видами получения энергии.

Что же, в таком случае, сдерживает развитие данного направления? Почему биогаз до сих пор не стал реальной альтернативой традиционному топливу – тому же природному газу?

Главная сложность, отмечают специалисты, связана с большими капитальными затратами в расчете на единицу установленной мощности. Так, на сегодняшний день стоимость одного киловатта электричества биогазовой станции колеблется в пределах от двух до пяти тысяч евро. Немаловажную роль в таких делах играет размер станции и виды используемого сырья. Наиболее рентабельными являются относительно крупные станции (от 10 МВт), работающие на калорийных отходах (сахарном жоме, пищевых отходах и отходах с высоким содержанием жира). Здесь стоимость одного киловатта установленной мощности будет даже чуть ниже двух тысяч евро. Что касается малых установок (менее одного МВт), работающих на низкорентабельных отходах (например, навозе крупного рогатого скота), то для них стоимость может подняться до 7 тысяч евро за один кВт. Современный опыт показывает, что средний уровень капитальных затрат большинства биогазовых проектов мощностью от 2 до 5 МВт находится в пределах от трех до четырех тысяч евро за киловатт.

Впрочем, если сопоставить указанные цифры с капитальными затратами на возведение объектов с другими источниками энергии, то ситуация выглядит не такой уже безнадежной. Например, для крупных атомных станций стоимость того же киловатта будет на уровне пяти тысяч евро. В ту же сумму обходится строительство солнечных станций. Ветрогенерация обходится дешевле. Так, для крупной ветроэлектростанции стоимость одного киловатта установленной мощности составляет около двух тысяч евро. На том же уровне – капитальные затраты при строительстве современных угольных станций. Заметные преимущества имеет лишь газовая генерация. Здесь, по российским расценкам, стоимость одного киловатта установленной мощности находится на уровне 1 – 1,5 тысяч евро.

Казалось бы, у биогаза при таком раскладе нет серьезных шансов перед природным газом. Однако необходимо понимать, что природный газ есть не везде. Как правило, газовые месторождения находятся на очень больших расстояниях от конечных потребителей. А возрастающие затраты на содержание сетевой инфраструктуры и необходимость освоения новых, весьма отдаленных от цивилизации месторождений вполне могут сделать этот вид топлива не таким уж доступным, как представляется сейчас.

В этой связи далеко не случайно, что основной спрос на решения в области биогаза наблюдается со стороны собственников когенерационных мини-ТЭС, работающих на природном газе. То есть в данном случае биогаз рассматривается ими как реальная альтернатива традиционному ископаемому топливу.

Конечно, вопрос упирается не только в уровень капитальных затрат. Проблема в том, что рентабельность биогазовых установок достигается только при условии бесперебойного снабжения бесплатными отходами. Это условие выполняется не везде. Соответственно, перед нами вырисовывается задача государственного уровня: необходимо разработать целую систему эффективной утилизации отходов – с расчетом на их использование в биоэнергетике.

Есть еще и третья, чисто российская проблема – гарантированный сбыт произведенной тепловой и электрической энергии. Напомню, что в нашей стране для развития малой энергетики не создано надлежащих условий. Небольшая станция, как правило, работает в автономном режиме, используя выработанную энергию для нужд собственных предприятий. За границы этой территории выйти практически невозможно. Даже просто проложить кабель до ближайшей школы или поликлиники становится нереальной задачей. Как показывает практика, муниципальное руководство не особо благоволит таким решениям.  Договоры с сетевыми монополистами также плохо получаются ввиду серьезных технических сложностей, связанных с «входом в систему».  Самый подходящий вариант – создание локальных «умных сетей». Но и в этом случае потребуются соответствующие государственные и муниципальные программы. Иначе говоря, развитию биоэнергетики сильно препятствует тот факт, что малой генерации в нашей стране до сих пор не уделяется серьезного внимания со стороны властей.

Несмотря на это, специалисты изучают условия реализации рентабельных инвестиционных проектов, связанных с биогазовыми установками. На их взгляд, в случае гарантированного сбыта электроэнергии и гарантированных бесперебойных поставках бесплатного сырья биогазовая установка мощностью более 1,5 МВт может окупиться за пять лет (от начала эксплуатации).  Самым перспективным вариантом, в данном случае, станут проекты, реализованные на городских водоканалах и предприятиях пищевой промышленности. Возможны также варианты создания целой сети из нескольких когенерационных мини-ТЭС, работающих на биогазе, который поставляется из одного источника (по расчетам, капитальные затраты на создание такой локальной сети трубопроводов составят не более 10% от стоимости проекта). 

Разумеется, для развития биогазовой отрасли в любом случае потребуется создание соответствующей нормативно-правовой базы. По мнению специалистов, сократить сроки окупаемости проектов поможет использование биогазовых комплексов как центров полной утилизации органических отходов. Напомним, что в настоящее время утилизация органики требует от предприятий агропромышленного комплекса и пищевой промышленности дополнительных затрат. Чтобы был понятен масштаб проблемы, приведем конкретные цифры. Так, крупные животноводческие комплексы и птицефабрики до сих пор остаются самыми сильными загрязнителями окружающей среды.

Один свиноводческий комплекс на 100 тысяч голов выдает (при использовании гидрослива) от 600 до 1000 тонн навозных стоков в сутки. Это соответствует загрязнению, производимому средним городом с населением 400 – 500 тыс. человек.

Таким образом, если биогазовые установки будут рассматриваться как центры полной переработки органики, они станут не только источником тепловой и электрической энергии, но также предприятиями по производству комплексных микробиологических удобрений. Эти удобрения (в отличие от просто перебродившей массы органики) вполне пригодны для реализации и могут приносить дополнительный доход владельцу биогазовой установки.

Конечно, на данный момент такие биогазовые комплексы являются для нас достаточно новым видом производства, причем, довольно сложным и капиталоемким. Здесь потребуются не только материальные ресурсы, но также специалисты. Иными словами, без государственных программ двигаться в этом направлении будет достаточно сложно, если не сказать – невозможно. Однако мы прекрасно понимаем, что именно на этом пути реализуются принципы, соответствующие Шестому технологическому укладу. И поскольку в российском правительстве с определенных пор начали говорить на эту тему, представителям нашего научного сообщества нужно, что называется, ловить момент и «подсказывать» руководителям страны правильные решения. Причем, «подсказывать» так настойчиво, чтобы сама эта тема постепенно превратилась в «национальную идею». В конце концов, не так ли произошло в Европе с «зеленой» энергетикой?

Андрей Колосов

В статье использовались материалы научных конференций Института теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН