Биогаз – это продукт переработки отходов жизнедеятельности. Биогаз – перспективное направление альтернативной энергетики. Биогаз не только мощный источник энергии, но он также решает и проблему загрязнения окружающей среды отходами животноводства.
Использование навоза в качестве биотоплива известно с незапамятных времен. Так, сушеный коровий навоз использовался у многих народов вместо дров. Открытие выделения газа метана из биомассы произошло еще в 17 веке. Первая задокументированная газовая установка была построена в Бомбее в 1859 году. В конце 19 века, биогаз применялся в Великобритании для уличного освещения.
В наши дни многие страны используют отходы сельскохозяйственных комплексов для производства электроэнергии, транспортного топлива и тепла. В Западной Европе около половины птицеферм отапливаются биогазом. Ведущее место по использованию биогаза занимает Дания – биогаз занимает 18 % в ее общем энергобалансе. В Германии – 8000 крупных и средних установок работающих от биогаза. Больше всего биогазовых установок находится в Китае – более 40 млн., и Китай производит более 7 млрд. м³ биогаза в год, что обеспечивает топливом около 60 млн. крестьян. В биогазовой индустрии Китая занято более 60 тыс. человек. Также правительство Китая собирается использовать биогаз для производства электроэнергии и планирует инвестировать 50 млрд. юаней ($7,3 млрд.) в строительство электростанций на биогазе в сельской местности. С 2016 по 2020 год будет установлено 3 тысячи электростанций на биотопливе. По предварительным расчетам, из 1,4 млрд. тонн биологических отходов можно произвести до 73,6 млрд. м³ газа и сэкономить таким образом 87,6 млн. тонн угля. Это позволить сократить объем выбросов в атмосферу углекислого газа на 17,62 млн. тонн. В Индии, Непале, Вьетнаме и других странах используются небольшие биогазовые установки для приготовления пищи. В Индии установлено более 3,8 млн. таких установок.
В СССР проводились исследования, была открыта биогазовая установка в 1954 году. Сегодня в России есть несколько примеров биогазовых электростанций в Кемеровской, Московской и Белгородской областях. 25 июня 2012 года, крупнейшая в стране биогазовая станция «Лучки», в Прохоровском районе Белгородской области отпустила в сеть первую электроэнергию. В феврале 2015 года мощность станции достигла 3,6 МВт. Станция снабжает электроэнергией 45 тыс. жителей. За год она перерабатывает 95 тыс. тонн сырья, дает 90 тыс. тонн органических удобрений, вырабатывает тепловой энергии 27,3 тысячи Гкал и 29,3 млн. кВт·ч электроэнергии.
Крупные птицефабрики и животноводческие комплексы являются загрязнителями окружающей среды. Например, крупный свиноводческий комплекс на 100 тыс. голов ежедневно выбрасывает от 600 до 1000 тонн навозных стоков, что равносильно загрязнению, которое производит город с населением 500 тыс. человек. Такое большое количество отходов сельского хозяйства является большой проблемой для экологии. Традиционные способы применения навоза, например, в качестве удобрения, имеют ограничения, и не способны решить проблему.
Как альтернативный источник энергии, производство метана из биомассы имеет большой потенциал. Так, в России сельское хозяйство ежегодно производит 773 миллиона тонн отходов, из них можно получить 66 млрд. м³ биогаза, что равно 110 миллиардам кВт·ч электроэнергии. В США – 8,5 миллионов коров. Биогаза, получаемого из их навоза, будет достаточно для обеспечения топливом 1 миллиона автомобилей. В Германии к 2030 году планируется получать около 10 % электроэнергии, благодаря биогазовой индустрии.
