Переработка помета: экономические аспекты технологий
А.Л. Гарзанов, кандидат технических наук (ООО «АГК Экология»)
Птицеводство имеет характерную особенность: при производстве мяса и яиц побочным продуктом, в 2–4 раза превышающим выход целевого продукта, является птичий помет. В России образуется до 17 млн т помета в год. Если рассматривать этот продукт как отход, то он относится к III классу опасности и подлежит утилизации.
Но он является технологическим сырьем и ключом к повышению эффективности отрасли. Мы изучили и в промышленных масштабах апробировали основные методы утилизации помета, о которых опубликован ряд статей. Наиболее эффективны следующие методы:
- сжигание подстилочного помета (ПП) с выработкой энергоресурсов на нужды птицефабрик (1);
- производство из клеточного помета (КП) гранулированных органических удобрений (2).
Подстилочный помет (ПП) мясного птицеводства по своим характеристикам – готовое биотопливо. Его сжигание в водогрейных и паровых котлах (рис. 1) дает экономию при производстве энергоресурсов и поставляет сырье для производства органоминеральных удобрений. При правильно организованном процессе сжигания выбросы в атмосферу не превышают установленных норм.
Рис. 1. Принципиальные схемы котельных на ПП
Клеточный помет (КП) является органическим удобрением и содержит все необходимые для питания растений макро- и микроэлементы. Он не только обладает высокой влажностью (70±75%), но и содержит патогенную микрофлору, яйца гельминтов и семена сорняков, что не позволяет утилизировать его простым внесением в почву. Основным методом переработки КП является производство универсальных гранулированных органических удобрений (ГОУ), пригодных для любых видов растений на любых почвах. Содержащиеся в них питательные вещества находятся в оптимальном для растений и почвенной микрофлоры сочетании, легко растворяются в воде и усваиваются.
Ранее мы рассматривали утилизацию каждого вида помета по отдельности, в то время как многие птицефабрики совмещают напольное содержание птицы с клеточным, что требует совместной переработки всего помета.
Производство гранулированных органических удобрений
При совместной переработке по технологии ускоренной ферментации около 25% подстилочного помета сжигается для сушки клеточного помета, который потом смешивается с оставшимся подстилочным пометом и повергается ускоренной аэробной ферментации, сушке, дроблению и гранулированию. Из 1 т сырья получается до 500 кг гранулированного органического удобрения (фото 1).
Фото 1: Гранулированное органическое удобрение
Себестоимость производимого удобрения не превышает 2500 руб./т, а удельные капитальные затраты составляют ~15 тыс. евро на 1 т сырья в сутки. При стоимости гранулированных органических удобрений в России от 6 до 8 тыс. руб./т срок окупаемости инвестиций в такое производство не превышают 2 лет. При экспорте этих удобрений по биржевой цене 120–150 евро/т он снижается до 1 года.
Сжигание
Подстилочный помет является готовым биотопливом, а клеточный помет требует предварительной сушки до влажности ~30%. Количество высушенного клеточного помета составляет ~40% от исходного. Высушенный клеточный помет смешивается с подстилочным и направляется на сжигание. Количество смеси подстилочного и сухого клеточного помета составляет ~60% от исходного количества сырья. В зависимости от нужд птицефабрики и количества биотоплива, оно может использоваться для:
– производства тепла (ГВС и отопление);
– выработки пара (технологические (ТХ) нужды, ГВС и отопление);
– комплексного производства электроэнергии, пара на ТХ – нужды, ГВС и отопление.
Первый вариант требует создания топливных складов для накопления избыточного биотоплива в межотопительный период (или производства из него в этот период органических удобрений).
Зола из топок теплогенераторов, котлов и золоуловителей (10–12% от расхода биотоплива) может использоваться в качестве минерального удобрения. Значительно более эффективна ее переработка в кондиционеры почвы типа МПК (фото 2) (3).
Фото 2: Удобрение-кондиционер почвы из золы
Экономическое сопоставление технологий совместной переработки 120 т клеточного и 120 т подстилочного помета в сутки приведено в табл. 1. При близости производства к морским или речным портам наиболее экономически выгоден экспорт этих удобрений в страны Юго-Восточной Азии. При удаленности портов выгодна реализация удобрений на внутреннем рынке. Опыт их производства и реализации в России показал, что существующий спрос значительно выше возможностей производителей, а рынок далек от насыщения.
№ |
Показатели |
Варианты технологий | ||||
---|---|---|---|---|---|---|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 | ||
1 |
Стоимость оборудования, млн руб. |
135 |
174 |
196 |
214 |
329 |
2 |
Стоимость работ*, млн руб. |
45 |
89 |
70 |
82 |
117 |
3 |
Стоимость СМР, млн руб. |
70 |
24 |
63 |
106 |
24 |
4 |
Капитальные затраты, млн руб. |
250 |
287 |
329 |
402 |
470 |
5 |
Экономический эффект, млн руб. в год |
140/250** |
84 |
101 |
138/196** |
74 |
6 |
Срок окупаемости капитальных затрат, годы |
1,8/1,0** |
3,4 |
3,3 |
2,9/2,1** |
6,4 |
7 |
Удельные капитальные затраты, тыс. евро/т помета в сутки (€1 = 70 руб.) |
15 |
17 |
20 |
24 |
28 |
8 |
Себестоимость удобрений, руб./т |
2120 |
- |
- |
2120 |
- |
9 |
Себестоимость тепла, руб./Гкал |
- |
590 |
400 |
400 |
0 |
10 |
Себестоимость пара, руб./т |
- |
350 |
- |
- |
0 |
11 |
Себестоимость электроэнергии, руб./кВт·ч |
- |
- |
- |
- |
1,8 |
В таблице: 1 – производство гранулированных органических удобрений (ГОУ);
2 – производство пара;
3 – производство тепла;
4 – производство тепла и ГОУ;
5 – производство электроэнергии.
* проект, монтаж оборудования (с материалами), ПНР
** при реализации ГОУ на внутреннем рынке/при экспорте ГОУ
При отсутствии сбыта удобрений для птицефабрик мясного направления оптимален второй вариант. Для птицефабрик без переработки птицы и удаленных птичников выгоден третий вариант. Крупным производителям стоит рассмотреть вариант с выработкой электроэнергии или его сочетание с производством удобрений.
Все описанные здесь технологии обеспечивают полную ликвидацию помета без образования вторичных твердых или жидких отходов (в отличие от выработки биогаза, пиролиза и т. п.). Все оборудование, необходимое для реализации этих технологий, производится в России.
Широкое внедрение данных технологий ограничено лишь высокими процентными ставками по кредитам. Отечественные птицеводы могли бы обратиться к Росптицесоюзу и Минсельхозу с инициативой о государственной поддержке этих технологий, комплексно решающих задачу эффективности птицеводства и возрождения плодородия почв, обеспечив доступ к целевым кредитам со ставкой ~5% на срок окупаемости таких проектов.