Сравнение практик

Другое: Технология применения теплиц

• Использование энергетических ресурсов
• Охрана окружающей среды

Страна: Кыргызстан

Область: Чуйская

Район: Московский

Другой населенный пункт: село Петровка

Страна: Узбекистан

Область: Джизакская

Район: Фаришский

• Северо-западная часть Чуйской области, южнее Большого Чуйского канала. Абсолютная высота – 764 м над уровнем моря
• Координаты 42°50′21″ с. ш. 74°01′13″ в. д.
• Наличие источников переработки (органического сырья): отходов скотоводства и птицеводства (животноводческий комплекс, крестьянские хозяйства)

Рельеф Фаришского района разнообразен, представлен низменностью, возвышенностями, адырами и горными хребтами Нуратау и Писталитау.

Климат территории района является резко-континентальным, с жарким и сухим летом при холодной зиме.

Дата начала: 01.01.2001

Дата окончания: 31.12.2002

Низкий уровень энергоснабжения в крестьянских усадьбах и животноводческом комплексе

• большие расходы на электроэнергию для фермеров, желающих выращивать продукцию в тепличных хозяйствах круглый год;
• зависимость от аномальных погодных условий.

Установка и технология для выработки биогаза из отходов животноводства

Технология применения подземной теплицы-термоса.

Весной 2002 года специалисты Общественного Фонда «Флюид» разработали и соорудили биогазовую установку на базе мини-животноводческого комплекса в селе Петровка Московского района Чуйской области. Это была первая попытка внедрения биогазовых технологий в сельскохозяйственную практику, когда полигоном применения инноваций стали семь крестьянских хозяйств, объединившихся в Ассоциацию «Фермер».

БГУ смонтирована на базе мини-животноводческого комплекса Ассоциации «Фермер». Состоит из четырех реакторов объемом 25 м3, 40 м3, 60 м3 и 25 м3, абсорбера для отделения углекислоты, газгольдеров, газоэлектрического генератора мощностью 10 кВт, а так же установки для заправки автомашин и баллонов биогазом.

Перерабатывает отходы КРС, свиней и птичий помет. Вырабатываемые удобрения используются на 250 га пашни Ассоциации и реализуются прилегающим фермерским хозяйствам.

Биогаз используется для производственных и бытовых нужд, а также для заправки 2 автомашин и работы электрогенератора.
Совместное строительство установки для переработки навоза 7 крестьянских хозяйств было первопричиной создания Ассоциации «Фермер».
Кроме реакторов, биогазовый модуль состоит из абсорбера для отделения углекислоты, газгольдеров общим объемом 30 м3, газоэлектрического генератора мощностью 30 кВт, а так же установки для заправки автомашин и баллонов биогазом. Реакторы являются переоборудованными емкостями, использовавшимися ранее для хранения нефтепродуктов, служивших водными резервуарами и ресиверами для воздуха.

Горизонтальный реактор объемом 60 м3 работает в термофильном режиме, остальные реакторы – в мезофильном режиме. Для поддержки оптимальной температуры модуль смонтирован в помещении. Для подогрева загружаемого сырья используется горячая вода, подогреваемая вырабатываемым газом.

Модуль обеспечен механизмами для транспортировки навоза и полученного удобрения. На загрузке и выгрузке сырья работает трактор МТЗ-80 и разбрасыватель жидких удобрений (РЖТ-5).

Помимо прямого назначения, модуль является демонстрационно-обучающим объектом.

Мероприятия:

• изучены потребности животноводческого комплекса и условия эксплуатации газовых установок;
• разработаны технические условия для производства биоэнергетических модулей различной производительности;
• сооружены и сданы в эксплуатацию 4 биогазовых установок: один горизонтальный (60 м3) и три вертикальных (25 м3, 25 м3, 40 м3) реактора, общим объемом 150 м3 с пневматической загрузкой и перемешиванием сырья;
• обучены специалисты – два сертифицированных Министерством энергетики и чрезвычайных ситуаций (МЭиЧС) КР сменных оператора, ответственных за эксплуатацию;
• биогазовые установоки производят в сутки
  o 10 тонн удобрений, которые вносятся на 300 га пашни, остатки реализуются соседним хозяйствам;
  o 500 м3 биогаза, которые обеспечивают отопление помещений в 7 крестьянских усадьбах, свинарника, работу электрогенератора и заправку автомашин и тракторов.

Результаты:

Финансово-экономические результаты:
Достигнута экономия доли электроэнергии, подаваемой от централизованной системы электроснабжения; сокращены расходы на покупку минеральных удобрений за счет применения биоудобрения, которое позволяет повысить продуктивность сельхозугодий в крестьянских хозяйствах.

Экологические результаты:
Значительно сокращены выбросы парниковых газов и других загрязняющих веществ в атмосферу; улучшено санитарно-гигиеническое состояние животноводческого комплекса и близлежащих территорий за счет переработки отходов на биогазовых установках.

Технические результаты:
Одновременно с получением жидких удобрений, в результате анаэробной переработки половины годовых отходов животноводства, вырабатывается 130 млн. м3 биогаза для бытовых нужд, отопления помещений и заправки автомобилей и тракторов.

Социальные результаты:
Улучшились социальные условия населения в крестьянских хозяйствах, созданы дополнительные рабочие места.

Описание технологии

Использование постоянной температуры земли на определенной глубине внутри теплицы позволяет сэкономить на отоплении в холодные сезоны, облегчает обслуживание и создает более стабильный климат.

Подземная теплица-термос – один из самых лучших зимних вариантов теплиц. Это теплица, в основе которой лежат уникальные энергосберегающие технологии. Такая теплица работает в самые сильные морозы. Правильно оборудованная заглубленная теплица дает возможность производить овощи, выращивать цветы и даже теплолюбивые южные культуры круглый год.

Принцип работы

Принцип работы теплицы-термоса заключается в том, что на глубине 2-2,5 метра земля имеет свою, почти одинаковую температуру круглый год. Колебания возможны, но незначительны и больше зависят от близкорасположенных грунтовых вод.

Благодаря заглубленности и сплошной теплоизоляции самой безопасной для нежных саженцев действительно является теплица-термос: конструкция ее такова, что разница между дневной и ночной температурой оказывается не больше 5-7˚С, а это значит, что растениям не грозит температурный стресс. Выращивать в такой теплице-термосе можно множество сельскохозяйственных культур, в т.ч. ягоды, фрукты, овощи, цветы и даже грибы – даже в сильные морозы температура в такой теплице будет плюсовая. Благодаря светоотражающей отделке в теплице-термосе без каких-либо дополнительных источников света будет почти в 2 раза светлее, чем на улице, даже в самый пасмурный день, что прекрасно отражается на урожае.

Проектирование и конструкция

Правильное расположение теплицы имеет решающие значение, так как позволяет улавливать больше солнечного света и тепла. В идеале она должна располагаться в длину с запада на восток на открытом и освещенном месте таким образом, чтобы одна из ее сторон максимально освещалась солнцем, а вторая была теплоизолирована минеральной ватой или пенопластом.

Неплохо, если теплицу с севера и северо-запада будут защищать строения или склон. Длина теплицы может быть любая, но рекомендуемая ширина не более 5 м. Если делать шире, то эффект термоса резко снижается, т.е. обогрев и светоотражение будут слабее. Теплица может быть любой формы.

1. Подготовка котлована. Основная часть теплицы-термоса будет уходить в землю. Поэтому сначала готовят котлован глубиной не менее 2 м. Длина подземной части теплицы может варьироваться, но ширина не должна превышать 5 м. Если делать шире, то обогрев и светоотражение будут слабее. Подземные теплицы должны быть ориентированы с востока на запад, чтобы одна из сторон выходила на юг. В таком виде растения будут получать максимальное количество солнечной энергии.

2. Стена и крыша. По периметру котлована заливают фундамент или выкладывают строительные блоки. Фундамент служит основанием для стен и каркаса теплицы. Стены лучше делать из материалов с хорошими теплоизоляционными характеристиками, например, из термоблоков. Каркас крыши чаще делают деревянным, из пропитанных антисептическими средствами брусков. Конструкция крыши обычно прямая двускатная. Лучше всего для покрытия теплицы подходит сотовый поликарбонат – популярный современный материал. Для хорошей теплоизоляции крышу иногда делают с двойным слоем поликарбоната. При этом прозрачность уменьшается примерно на 10%, но это компенсируется отличными теплоизоляционными характеристиками.

3. Утепление и обогрев. Внутреннюю часть стен покрывают специальной термоизоляционной пленкой, которая хорошо сохраняет тепло внутри теплицы. В целях утепления местное население размещает в углах теплицы навоз. Внутреннее освещение теплицы не теряется за счет ее углубления в землю, что может казаться странным. Тем не менее, освещенность в подземных теплицах даже выше, чем в классических.

Преимущества:

Финансово-экономические:
• экономия энергии на обогреве благодаря высоким показателям теплоизоляции; традиционные наземные теплицы требуют значительных объемов энергии на обогрев, что обходится дороже и затруднительнее по сравнению с подземными теплицами;
• экономия на освещении за счет высокой светопропускной способности (более 91%); в теплице-термосе из поликарбоната будет практически в 2 раза светлее, чем в стандартной теплице из пленки. Освещенность увеличивается в два раза за счет фольгированной теплоизоляции стен (отражение света). Данный эффект позволяет растениям чувствовать себя в естественных условиях;
• широкий перечень культур, которые возможно выращивать в данном виде теплиц;
• микроклимат в углубленной теплице зимой для растений будет благоприятнее, что позволяет выращивать нежные виды растений и позитивно отражается на урожайности;
• такая теплица гарантирует стабильный, высокий урожай любых растений круглый год.

Экологические:
Функционирование теплиц-термосов не наносит вреда окружающей среде.

Технические:
• долговечность и высокая надежность теплицы; прочный материал, правильная конструкция, применение современных, неоднократно опробованных технологий;
• высокопрочный фундамент и каркас, стойкая к погодным условиям конструкция, что позволяет без ущерба переживать сильные ветра, дождь, снег, град, ураганы и прочее;

Социальные:
• Повышение благосостояния фермеров за счет получения стабильного дохода круглый год;
• обеспечение местного населения овощами и фруктами в течение всего года.

Риски и проблемы внедрения

В целом, строительство теплицы-термоса требует значительных финансовых вложений по сравнению с обычной теплицей, однако все усилия в конечном счете окупаются.

Уроки:
- Строительство и использование биогазовой установки, в итоге дает, автономное энергообеспечение (газ, электричество) животноводческого хозяйства и позволит экономить на электричестве.
- Среди факторов, обеспечивающих стабильность достигнутых результатов и придающих устойчивость данной практике, можно выделить экономическую выгоду внедрения биогазовых установок – для окупаемости вложений требуется менее года работы установки. Сырье для переработки (навоз) бесплатное, необходимы только затраты на транспортировку. Внедрение биогазовых установок позволяет крестьянскому хозяйству экономить на удобрении и топливе.

Рекомендации:
- Необходимо широко внедрять биогазовые технологии для удовлетворения энергетических нужд животноводческих, птицеводческих и фермерских хозяйств в отдаленных поселениях с дефицитом централизованного энергоснабжения.
- Данная практика воспроизводима в других обстоятельствах, но для успешной ее реализации рекомендуется выполнить следующие условия:
   o так как внедрение биогазовой установки требует существенных финансовых вложений, легче будет осуществить проект, объединив усилия нескольких потребителей (как в данном случае, с этой целью была создана ассоциация «Фермер»);
   o биогазовые установки – это новые технологии, поэтому при их внедрении нужно учитывать и решать проблему низкой информированности населения, вести разъяснительную и рекламную деятельность.

Уроки:

Применение подземных теплиц-термосов в фермерских хозяйствах способствует получению стабильного урожая выращиваемых сельхозкультур круглый год, повышению благосостояние местного населения, значительной экономии энергии по сравнению с традиционными теплицами.

Рекомендации:

В разных регионах Узбекистана население по собственной инициативе на основе традиционного опыта использует этот метод выращивания культур в заглубленных теплицах.
Применима в любых агроэкозонах Узбекистана и Таджикистана.

Зарубежные инструменты (передача зарубежного опыта)

Традиционные инструменты, передаваемые из поколения в поколение и показавшие ценность в современных условиях.

1. Затраты на внедрение: Умеренные

2. Примерная стоимость капиталовложений на 1 га:

3. Затраты на поддержание и эксплуатацию: Умеренные

4. Экспертная поддержка: Требуется на стадии внедрения

1. Затраты на внедрение: Высокие

2. Примерная стоимость капиталовложений на 1 га:

3. Затраты на поддержание и эксплуатацию: Умеренные

4. Экспертная поддержка: Требуется на стадии внедрения

Название: «Биогазовая установка на базе мини-животноводческого комплекса Ассоциации «Фермер» в селе Петровка Московского района Чуйской области Кыргызской Республики»
Продолжительность: 2001 – 2002 гг.
Цели и задачи: Внедрение в сельскохозяйственную практику биогазовых технологий, способствующих решению проблем восстановления деградированных земель и замещению старых технологий использования органических удобрений, загрязняющих атмосферу, путем сооружения и передачи в эксплуатацию крестьянским хозяйствам, вошедшим в Ассоциацию «Фермер», биогазовых установок.
Получатели выгод от реализации проекта: Животноводческий комплекс и крестьянские хозяйства
Структура, ответственная за реализацию проекта: Общественный Фонд (ОФ) «Флюид»
Донор: -

1. Наилучшие Практики: История одного успеха http://www.caresd.net/iln/success%20story%20.htm

2. ОФ «Флюид». Биогазовые технологии. БЭМ-150 Ассоциация “Фермер” http://www.fluid-biogas.com/?p=1

3. Заявка на конкурс «Наилучшая практика»

Информация, предоставленная специалистами ИКАРДА-ЦАК (проект Управление знаниями в ИСЦАУЗР II) из личных наблюдений: http://www.nazemle.org/hozyaistvo/rasteniyevodstvo/44-zaglublennaya-teplicatermos 

Справочник по климатически оптимизированным инвестициям в сельских регионах бассейна Аральского моря (на примере Узбекистана и Таджикистана), Ташкент, 2016.

Дополнительные источники

Подробные инструкции и схемы для строительства пассивной солнечной теплицы можно скачать по следующим ссылкам:
http://dachadecor.ru/teplitsi/teplitsa-termos-svoimi-rukami-eto-vozmozhno 
http://vasha-teplitsa.ru/karkas/teplica-termos.html 
http://lawnandgarden.manualsonline.com/support/thermos/greenhouse-kit/problems 

НИЦ МКВК

НИЦ МКВК