В настоящее время на территории Якутии имеется 297 труднодоступных населенных пунктов, где проживают 323 500 человек. Всем известно, что в некоторых из этих населенных пунктов отсутствуют автозаправочные станции (АЗС). Это говорит о том, что автовладельцы затрачивают дополнительное расходы для того чтобы добраться до АЗС.
И сейчас во время удорожания нефтепродуктов, для среднестатистического автовладельца наиболее экономически приемлемым является использования газа в качестве топлива для автомобиля. Также следует учесть, что двигатели внутреннего сгорания (ДВС) своими выбросами загрязняет окружающую среду, но при этом, если двигатель работает на газу, выбросов вдвое, а то и втрое меньше. Путем решения данных проблем, послужило бы использование биогазовой технологии утилизации сельскохозяйственных отходов. По своему химическому составу, биогаз напоминает природный газ и может быть применен в автотракторных двигателях внутреннего сгорания [5]. По данным Шведских и Швейцарских ученых, биогаз может использоваться в ДВС, так как по экологическим характеристикам биогаз на 75% чище дизельного топлива и на 50% чище бензина. Токсичность биогаза для человека на 60% ниже традиционного топлива. Продукты его сгорания практически не содержат канцерогенных веществ. Влияние отработавших газов двигателей, работающих на биогазе, на разрушение озонового слоя на 60…80% ниже, чем у нефтяных видов топлива [6].
Внедрение данной технологии позволит решить проблему: во-первых, загрязнения окружающей среды отходами животноводства; во-вторых, загрязнения окружающей среды выбросами автотранспорта при использовании в качестве топлива бензина или дизеля.
В данной работе рассмотрена возможность применения биогазовой технологии по переработке навоза крупного рогатого скота в труднодоступных населенных пунктов Республики Саха (Якутия) и возможность его применения.
Для того, чтобы подсчитать количество газа, которое мы сможем получить путем переработки отходов, мы использовали литературные данные. По результатам многочисленных исследований российских и зарубежных ученых, из 1 кг навоза можно получать в среднем 0,04 м3 биогаза, из навоза свиньи 0,06 м3, из птичьего помета 0,07м3 и из конского навоза 0,03 м3. Поскольку получаемый биогаз нас интересует в качестве моторного топлива, мы взяли его эквивалентные показатели: из 1 м3 биогаза получают 0,84 л дизельного топлива и 0,74 л бензина [1].
Нами произведены расчеты по возможному выходу биогаза из отходов животноводства и переведены, согласно эквивалентных показателей на количество получаемого дизельного топлива или бензина .
Таблица 1 — Получаемый биогаз в труднодоступных населенных пунктов Республики Саха (Якутия)
| № | Наименование района. | Кол-во голов крупного рогатого скота, ед | Кол-во выделяемых отходов в день, кг | Выход метана в день, м3 |
| 1 | Абыйский | 768 | 27648 | 1105,92 |
| 2 | Аллаиховский | 13 | 468 | 18,72 |
| 3 | Анабарский | — | — | — |
| 4 | Булунский | 72 | 2592 | 103,68 |
| 5 | Верхнеколымский | 280 | 10080 | 403,2 |
| 6 | Верхоянский | 4535 | 163260 | 6530,4 |
| 7 | Жиганский | 82 | 2952 | 118,08 |
| 8 | Момский | 674 | 24264 | 970,56 |
| 9 | Нижнеколымский | 15 | 540 | 21,6 |
| 10 | Оймяконский | 1904 | 68544 | 2741,76 |
| 11 | Оленекский | 85 | 3060 | 122,4 |
| 12 | Среднеколымский | 1776 | 63936 | 2557,44 |
| 13 | Томпонсий | 2803 | 100908 | 4036,32 |
| 14 | Усть-Майский | 1082 | 38952 | 1558,08 |
| 15 | Усть-Янский | 106 | 3816 | 152,64 |
| 16 | Эвено-Бытантайский | 814 | 29304 | 1172,16 |
| ВСЕГО | 15 009 | 540 324 | 21 612,96 |
Таким образом, имея возможность переработки отходов животноводства, мы по всей республике сможем получить 21 612,96 м3 биогаза в день и 7 888 730,4 м3 биогаза в год.
По данным на 2016 год количество автомобилей в личной собственности граждан Республики Саха (Якутии) имеет следующий вид (табл 2).
Таблица 2 — Количество автомобилей в личной собственности граждан в труднодоступных населенных пунктов Республики Саха (Якутия).
| № | Наименование района. | Количество автомобилей. |
| 1 | Абыйский | 909 |
| 2 | Аллаиховский | 610 |
| 3 | Анабарский | 784 |
| 4 | Булунский | 1 883 |
| 5 | Верхнеколымский | 946 |
| 6 | Верхоянский | 2 551 |
| 7 | Жиганский | 950 |
| 8 | Момский | 919 |
| 9 | Усть-Майский | 1 634 |
| 10 | Нижнеколымский | 978 |
| 11 | Оймяконский | 1 984 |
| 12 | Среднеколымский | 1 683 |
| 13 | Оленекский | 724 |
| 14 | Томпонсий | 2 917 |
| 15 | Усть-Янский | 1 394 |
| 16 | Эвено-Бытантайский | 463 |
| ВСЕГО | 21 329 |
Если считать, что в среднем годовой пробег автомобиля составляет примерно 15 000 км в год и затраты бензина на 100 км равны 10л, то один автомобиль затрачивает около 1 500л. топлива в год. При этом затраты одного автомобиля на бензин АИ-92 в год составят 76 500руб. Исходя из этих данных можно вычислить затраты по каждому району (табл.3).
Таблица 3 – Годовые затраты автотранспорта на бензин
В труднодоступных населенных пунктов Республики Саха (Якутия)
| № | Наименование района. | Затраты на бензин, тыс.л | Затраты в тыс. руб. |
| 1 | Абыйский | 13 636 | 69 539 |
| 2 | Аллаиховский | 915 | 46 665 |
| 3 | Анабарский | 1 176 | 59 976 |
| 4 | Булунский | 2 825 | 144 049 |
| 5 | Верхнеколымский | 1 419 | 72 369 |
| 6 | Верхоянский | 3 827 | 195 151 |
| 7 | Жиганский | 1 425 | 72 675 |
| 8 | Нижнеколымский | 1 467 | 74 817 |
| 9 | Оймяконский | 2 976 | 151 776 |
| 10 | Оленекский | 5 344 | 272 569 |
| 11 | Среднеколымский | 2 5245 | 128 749 |
| 12 | Момский | 1 086 | 55 387 |
| 13 | Томпонсий | 4 376 | 223 151 |
| 14 | Усть-Майский | 8 219 | 419 144 |
| 15 | Усть-Янский | 2 091 | 106 642 |
| 16 | Эвено-Бытантайский | 695 | 35 420 |
| ВСЕГО | 76 722 | 2 128 079 |
Структура поголовья скота по категориям хозяйств в труднодоступных населенных пунктов Республики Саха (Якутия) показывает, что основная часть приходится на мелкие и частные хозяйства и по всей республике составляет 23 745 хозяйства. При этом, если данные хозяйства начнут использовать биогазовую технология переработки отходов, то смогут получить дополнительное топливо для нужд хозяйства в виде биогаза.
Установка биогазовых станций в труднодоступных населенных пунктов Республики Саха (Якутии) позволит не только улучшить экологическую обстановку путем снижения уровня загрязнения окружающей среды отходами животноводства, но и путем использования биогаза в качестве моторного топлива, что значительно снизит выбросы выхлопных газов двигателем внутреннего сгорания.
Нами предложено внедрение биогазовых станций в районах с достаточным количеством отходов животноводства для переработки в установках, которое предусматривает собой получение достаточного количества биогаза.
Использование метана, вместо бензина позволит также сократить расходы на топливо для автовладельцев, поскольку в год пробег автомобиля составляет примерно 15 000 км. Затраты газа на 100 км равны 11,5л, из этого мы получаем, что в год один автомобиль тратит 1 725, если учесть, что средняя стоимость метана составляет 17 руб. получим затраты одного автомобиля на метан в год, которые составят 29 325руб. Зная количество автотранспорта в каждом районе можем вычислить затраты по каждому району (табл.4).
Таблица 4 — Затраты метана в труднодоступных населенных пунктов Республики Саха (Якутия) в год
| № | Наименование района. | Используемый метан, тыс.л. | Затраты, тыс.руб. |
| 1 | Абыйский | 1 568 | 26 656 |
| 2 | Аллаиховский | 1 052 | 17 888 |
| 3 | Анабарский | 1 352 | 22 991 |
| 4 | Булунский | 3 248 | 55 219 |
| 5 | Верхнеколымский | 1 632 | 27 742 |
| 6 | Верхоянский | 4 400 | 74 808 |
| 7 | Жиганский | 1 639 | 27 859 |
| 8 | Кобяйский | 4 852 | 82 491 |
| 9 | Нижнеколымский | 1 687 | 28 679 |
| 10 | Оймяконский | 3 422 | 58 181 |
| 11 | Оленекский | 6 146 | 104 485 |
| 12 | Среднеколымский | 2 903 | 49 354 |
| 13 | Момский | 1 249 | 21 231 |
| 14 | Усть-Майский | 9 451 | 160 672 |
| 15 | Усть-Янский | 2 405 | 40 879 |
| 16 | Эвено-Бытантайский | 799 | 13 578 |
| ВСЕГО | 47 805 | 812 713 |
Как нами ранее было подсчитано затраты одного автомобиля на бензин АИ-92 в год составят 76 500руб. При этом, при переводе автомобиля на газовое топливо – метан, мы получили разницу в 70 920 рублей.
Литература
- Друзьянова В.П., Петров Н.В. «Цеолит и перспективы его использования при очистке биогаза». Новосибирск. 2013.-18с.
- Получение биогаза из навоза [Электронный ресурс] // Биореакторы и газольдеры. – Вологда. – Режим доступа : http://vologda.doski.ru/poluchenie-biogaza-iz-navoza-bioreaktory-i-gazgoldery-msg1105663.htm. – 12.05.2014 (дата обращения 30.03.2013).
- Биогаз, получение биогаза, производство биогаза, использование биогаза, технология биогаза. [Электронный ресурс] // Вiteco. — Режим доступа http://agrogold.ru/biogaz,_poluchenie_biogaza,_proizvo. 02.2013.
- Адлер, Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Ю.П. Адлер, Е.В. Макарова, Ю.В. Грановский. – Изд. 2-е. – М.: Наука, 1976. – 280 с.
- Определение вязкости жидкости методом Стокса. / сост.: С.С. Никулин, А.С. Чех. – Тамбов : Изд-во ГОУ ВПО ТГТУ, 2011. – 12 с. – 100 экз.
- Лаврухина О.С. Стимуляторы выработки биогаза / О.С. Лаврухина // Современные научные исследования и инновации. 2012. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://web.snauka.ru/issues/ 2012/05/13035). Лойцянский, Л.Г. Механика жидкости и газа / Л.Г. Лойцянский. Л.:Гостехиздат, 1950. – 676 с. (дата обращения 09.09.2015).
References
- Druzyanov V. P., Petrov N. In. «Zeolite and its potential application in the purification of biogas». Novosibirsk. 2013.-18s.
- The production of biogas from manure [Electronic resource] // Bioreactors and gasholder. – Vologda. – Mode of access : http://vologda.doski.ru/poluchenie-biogaza-iz-navoza-bioreaktory-i-gazgoldery-msg1105663.htm. – 12.05.2014 (accessed 30.03.2013).
- Biogas, biogas, biogas production, biogas utilization, the technology of biogas. [Electronic resource] // Вiteco. — Access mode http://agrogold.ru/biogaz,_poluchenie_biogaza,_proizvo. 14.02.2013.
- Adler, Yu. p. Planning of experiment in search of optimum conditions / Yu. p. Adler, E. V. Makarova, Yu. V. Granovsky. – Ed. 2-E. – M.: Nauka, 1976. – 280 p.
- Determination of viscosity of a liquid by Stokes method. / sost.: S. S. Nikulin, A. S. Czech. – Tambov : Publishing house GOU VPO TGTU, 2011. – 12 s – 100 copies.
- Lavrukhin, O. S. Stimulators of biogas / O. S. Lavrukhin // Modern scientific researches and innovations. 2012. [Electronic resource]. Mode of access: http://web.snauka.ru/issues/ 2012/05/13035). Loitsyansky, L. G. fluid and gas Mechanics / L. G. loitsyansky. L.:Gostekhizdat, 1950. – 676 p. (accessed 09.09.2015).
