История открытия биогаза. 
Первые установки

В XVII столетии Ян Батист Ван Гельмон обнаружил, что разлагающая биомасса выделяет воспламеняющиеся газы. Алессандро Вольта в 1776 году пришёл к выводу о существовании зависимости между количеством разлагающиеся биомассы и количеством выделяемого газа. В1808 году сэр Хэмфри Дэви обнаружил метан в биогазе. Первые установки для получения биогаза появились в странах с теплым климатом. Самая первая биогазовая установка была построена в Бомбее, Индия в 1859 году. В 1895 году биогаз применялся в Великобритании для уличного освещения. В 1930 году, с развитием микробиологии, были обнаружены бактерии, участвующие в процессе производства биогаза.

Производство биогаза. Ситуация в России и мире

Ведущее место в мире по производству биогаза занимает Китай. Начиная с середины 70-х гг., в этой стране ежегодно строилось около миллиона метантенков1. В настоящее время их количество превышает 20 млн. штук. КНР обеспечивает 30% национальных потребностей в энергии за счет биогаза. В Китае около 10 млн. «семейных» биогазовых реакторов ежегодно производят около 7,3 млрд. м3 биогаза (по данным 2005 г.). Биогазовая продукция в Китае оценивается в 7,9.106Гкал/год.

Второе место в мире по производству биогаза занимает Индия, в которой еще в 30- годы была принята первая в мире программа по развитию биогазовой технологии. На конец 2000 г. в сельских районах Индии было построено свыше 1 млн. метантенков, что позволило улучшить энергообеспеченность ряда деревень, их санитарно-гигиеническое состояние, замедлить вырубку окрестных лесов и улучшить почвы. Сегодня ежедневное производство биогаза в Индии составляет 2,5−3 млн. куб. м.

В Непале создана и активно функционирует национальная биогазовая компания. Биогазовые установки успешно работают в восьми животноводческих хозяйствах Японии. Большое количество биогазового топлива производится: в США — эквивалентно 2,2.106 Гкал, Германии — 3,3.106 Гкал, Японии -1,4.106 Гкал, Швеции — 1,2.106 Гкал.

В странах Западной Европы в настоящее время налажен серийный выпуск биогазовых установок поточного типа. Одна такая установка перерабатывает птичий помет от 10 тыс. кур-несушек, обеспечивая среднесуточное производство 100 м³ биогаза (60% метана), и окупается за 1,9 года при использовании перебродившего шлака в качестве органического удобрения.

Рассмотрим какая ситуация с производством биогаза сложилась в России в настоящее время.

На территории России продуцируется до 14−15 млрд. т биомассы. По результатам исследований Института энергетической стратегии РФ общее количество органических отходов агропромышленного комплекса России в 2005 г. составило 225 млн. т (в расчете на сухое вещество; по энергосодержанию эквивалентно 80,6 млн. т н.э.), включая:

• — птицеводство — 5,8 млн. т;
• — животноводство — 58,3 млн. т;
• — растениеводство — 147 млн. т;
• — перерабатывающая промышленность 14 млн. т.

Впервые в СССР о производстве биогаза задумались в начале 60-х гг. прошлого столетия в Институте биохимии им. А. Н. Баха АН СССР. Именно эти исследования и их промышленное воплощение явились точкой отсчета в создании отечественной промышленной биоэнергетики и активного фундаментального исследования процессов биосинтеза метана и биогазификации.

С 1961 г. по 1964 г. на Грозненском ацетонобутиловом заводе (г. Грозный) проводились исследования по разработке технического регламента промышленной технологии и подбору оборудования для производства кормового витамина В-12 и биогаза методом термофильного метанового брожения ацетонобутиловый барды на специально созданной опытно-промышленной установке с объемом опытного метантенка 200 м³.

В дальнейшем эта технология была внедрена на двух ацетонобутиловых заводах. Каждый цех, перерабатывая до 3000 м³ барды в сутки, производил до 30 тыс. м3 биогаза, который использовался как топливо в основном производстве и экономил до 25% природного газа.

Три критерия, определившие создание и развитие биогазовой промышленности в России (и ранее в СССР):

• — разработка технологии и создание крупномасштабного производства витамина В-12 и биогаза;
• — теория о биологическом происхождении природного газа;
• — огромная сырьевая база.

Идея была разработана и просчитана в 1972;1973 гг. и воплотилась в проект в 1979 г. Этот проект был поддержан руководством СССР и в 1980 г. включен в программу Государственного Комитета СССР по науке и технике.

По этой программе в период с 1980 г. по 1990 г. было построено три крупных биогазовых станции:

• — г. Пярну бывшей Эстонской ССР (свинокомплекс на 30 тыс. голов);
• — совхоз «Огре» Рижского района бывшей Латвийской ССР (свинокомплекс на 5 тыс. голов);
• — колхоз «Большевик» Нижнегорского района Крымской обл. (свинокомплекс на 24 тыс. голов).

Вне проекта, но при поддержке государства, была построена опытно-промышленная биоэнергетическая станция на 50 тыс. голов птицы (Октябрьская птицефабрика, Истринский район, Московская обл.). Также вне проекта силами завода Химического машиностроения им. М. Фрунзе в г. Сумы была разработана и создана биогазовая установка «БИОГАЗ-1» на 3 тыс. голов свиней.

Развитие рыночной экономики и появление новых форм собственности в сельскохозяйственном производстве потребовали разработки высокорентабельных технологий и оборудования, работающих в любой климатической зоне и в любой российской глубинке, удаленной от централизованного энергообеспечения. Такие технологии и оборудование создаются с 1992 г.

Биогазовые технологии могут эффективно эксплуатироваться в любом климатическом регионе огромной России. Сама природа дает в руки человека инструмент, с одной стороны, для удержания баланса углекислоты на безопасном уровне («парниковый эффект»), с другой — для повышения урожая зеленой массы — источника энергии.

При интенсивном подъеме сельскохозяйственного производства России через несколько лет общий объем производимых органических отходов может составить 675 млн. т (по сухому веществу), а потенциальное производство биогаза — 225 млрд. м3/год.