Сможет ли биогаз, воспринимаемый как «грязная» технология, преодолеть социокультурные барьеры на пути его развития?
Люди прямо и косвенно ежегодно производят более 105 миллиардов тонн органических отходов во всем мире, все из которых выделяют вредные выбросы метана и других парниковых газов (ПГ) непосредственно в атмосферу по мере их разложения. В 2024 году будет переработано и переработано только 2% таких отходов. Этот процент представляет собой лишь часть потенциала биогаза и биометана, которые, по данным Международного энергетического агентства (МЭА), могут обеспечить 20% мирового спроса на газ.
Биогаз и биометан — это технологии возобновляемой энергетики, которые могут сократить выбросы парниковых газов из необработанных отходов посредством ферментации с использованием биогазовых реакторов и превратить отходы в энергию, используя уже существующую газовую инфраструктуру и трубопроводы.
Биогаз очень универсален и может использоваться для отопления зданий и котлов, а также превращаться в электричество с помощью двигателей внутреннего сгорания, топливных элементов и газовых турбин. После сжатия его также можно использовать в качестве автомобильного топлива.
Хотя эти технологии, кажется, предлагают беспроигрышное решение, они еще не получили широкого распространения. В этой статье будут объяснены и выделены ключевые барьеры, препятствующие росту биогаза.
Что на самом деле может сделать биогаз?
Вместе со своей модернизированной версией, биометаном, он предлагает ряд преимуществ. Биогаз может обеспечить энергетическую безопасность, поскольку его можно производить из таких видов сырья, как растительные остатки, навоз, твердые бытовые отходы и осадки сточных вод, к которым имеют доступ все регионы. Согласно анализу МЭА, в Европе, например, основными видами используемого сырья являются сельскохозяйственные культуры (8 млн тонн нефтяного эквивалента в год) и навоз (6 млн тонн нефтяного эквивалента в год).
Биогаз также может сократить выбросы CO₂ на нескольких уровнях. По оценкам Всемирной биогазовой ассоциации (WBA), потенциальное сокращение выбросов парниковых газов от всех различных типов сырья может составить 3825 миллионов тонн CO₂ в год. Это связано с тем, что биогаз может предотвратить выброс в атмосферу выбросов, образующихся в результате разложения органических веществ, а также вытеснить ископаемое топливо в качестве источника энергии. Наконец, дигестат, полученный в процессе производства биогаза, можно использовать в качестве природного удобрения, что снижает потребность в производстве углеродоемких химических удобрений.
Биогаз также является дополнительной технологией для других возобновляемых источников энергии, таких как ветер и солнечная энергия, поскольку его можно эксплуатировать в гибком режиме и наращивать мощность, когда мощность других возобновляемых источников низкая.
Биогаз также поощряет внедрение практик экономики замкнутого цикла в городах, поскольку он может быть эффективным только при правильном разделении, переработке и переработке отходов.
Один блокпост слишком много?
Однако ряд препятствий препятствует развитию этой технологии. Во-первых, биогаз решает инфраструктурные проблемы, такие как проблемы в цепочке создания стоимости отходов – плохой сбор отходов, неправильная сегрегация отходов и неадекватная транспортировка отходов.
Еще одним техническим барьером является необходимость подходящей земли для установки оборудования. Биогазовая установка должна располагаться вдали от городских центров, поскольку она занимает много места и производит неприятный запах в процессе анаэробного сбраживания, но не может быть слишком далеко ни от городских, ни от сельских районов, поскольку оба они являются источником сырья: первый — муниципальный. твердые и водные отходы, а последние — навоз и отходы сельскохозяйственных культур. Если завод находится слишком далеко от сырья, транспортные расходы снижают рентабельность технологии.
Однако МЭА считает это незначительными препятствиями для развивающихся стран. Низкая стоимость сырья и наличие обширных сельских территорий докажут, что биогаз является ценным ресурсом и более дешевой альтернативой природному газу. МЭА прогнозирует, что в период с 2010 по 2040 год прямое использование биогаза будет увеличиваться с совокупным годовым темпом роста (CAGR) на уровне 8,3% для развивающихся стран и со среднегодовым темпом роста на 3,7% для стран с развитой экономикой.
Подобные препятствия были преодолены с помощью других технологий.
Биогазовые установки также требуют для работы высоких температур (от 30⁰ до 40⁰C), поскольку низкие температуры влияют на процесс ферментации биогаза. Это приводит к увеличению потребности в энергии в более холодных регионах, что влияет на ее устойчивость и эффективность. Аналогичным образом, биореакторы требуют большого количества воды, что делает производство биогаза менее осуществимым в засушливых регионах.
Переходя к экономическим барьерам, установка и эксплуатация биогазовых установок очень дорогостоящи. Это включает в себя как саму инфраструктуру, так и высококвалифицированный персонал, регулярное техническое обслуживание завода, а также обработку и транспортировку сырья. Ситуация усугубляется отсутствием государственной поддержки, поскольку предлагается очень мало субсидий, таких как льготные кредиты или кредиты на льготных условиях, что снижает привлекательность биогаза для потенциальных инвесторов.
Но многие из этих препятствий, такие как высокие затраты и сложная инфраструктура, свойственны не только биогазу, и их можно преодолеть с помощью других технологий.
Однако есть одно препятствие, уникальное для биогаза и вызывающее волновой эффект на развитие технологии: социокультурный барьер. Вовлеченность государства и частного сектора крайне недостаточна, поскольку биогаз часто клеймится как «грязная» технология и не воспринимается как такая привлекательная, как солнечная или ветровая технология. Многие культуры не сортируют свои отходы и изо всех сил пытаются смириться с их использованием в качестве источника энергии. В результате биогаз игнорируется правительствами и, в свою очередь, инвесторами.
Окончательный вердикт: стоит ли инвестировать в биогаз?
Чтобы биогазовые технологии полностью раскрыли свой потенциал, больше всего необходим сдвиг в мышлении. Хотя биогаз и биометан имеют свои недостатки, есть несколько ключевых моментов, которые следует учитывать.
С ростом населения планеты неизбежно произойдет увеличение спроса на энергию. Возобновляемые технологии, такие как ветровая и солнечная энергия, развиваются, и проблемы их прерывистости требуют развитой инфраструктуры хранения энергии, которая появляется медленно. В результате для обеспечения надежности потребуется сочетание источников энергии. Это особенно верно для энергоемких отраслей, таких как сталелитейная и цементная промышленность, которые составляют основную часть инфраструктуры и материалов, от которых зависит общество.
Успешный энергетический переход произойдет только путем поиска технологий, которые работают вместе с другими возобновляемыми источниками энергии, а также помощи в декарбонизации отраслей, которые трудно сократить. Такая технология, как биогаз, которая предлагает альтернативу ископаемому топливу, а также оптимизацию управления отходами, представляет собой решение, которое нельзя упускать из виду.