ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТЬ ВНЕДРЕНИЯ ГИДРОТЕРМАЛЬНОЙ КАРБОНИЗАЦИИ В ПЕРЕРАБОТКУ ПИЩЕВЫХ ОТХОДОВ

АННОТАЦИЯ

В данной работе рассматривается экономическая целесообразность внедрения технологии гидротермальной карбонизации (ГТК) в переработку пищевых отходов. Анализируются ключевые аспекты технологического процесса, включая эффективность переработки, экологические преимущества и финансовые показатели. Особое внимание уделяется сравнительному анализу традиционных методов утилизации отходов и гидротермальной карбонизации с учетом эксплуатационных затрат, рентабельности и срока окупаемости. Предоставляется комплексная оценка влияния внедрения ГТК на снижение выбросов парниковых газов и повышение экономической выгоды за счет реализации побочных продуктов, таких как биоуголь и жидкие удобрения. В результате исследования представляются данные об эффективности работы основного оборудования.

ABSTRACT

This paper examines the economic feasibility of implementing hydrothermal carbonization (HTC) technology in food waste recycling. Key aspects of the process, including recycling efficiency, environmental benefits, and financial performance, are analyzed. Particular attention is paid to a comparative analysis of traditional waste recycling methods and hydrothermal carbonization, taking into account operating costs, profitability, and payback period. A comprehensive assessment of the impact of HTC implementation on reducing greenhouse gas emissions and increasing economic benefits through the sale of by-products such as biochar and liquid fertilizers is provided. The study presents data on the operating efficiency of the main equipment.

Ключевые слова: гидротермальная, карбонизация, переработка, отходы, эффективность, экономика.

Keywords: hydrothermal, carbonization, recycling, waste, efficiency, economics.

Введение. Гидротермальная карбонизация (ГТК) представляет собой перспективную технологию переработки пищевых отходов, позволяющую получать углеродсодержащие продукты с высокой добавленной стоимостью[1]. Этот метод обеспечивает эффективную утилизацию органических отходов при относительно низких температурах (180–250°C) и повышенном давлении, что делает его привлекательным с точки зрения энергоэффективности и экологии[2]. В условиях роста объемов пищевых отходов и ужесточения экологических требований ГТК рассматривается как экономически целесообразный способ их переработки, способствующий снижению нагрузки на полигоны, уменьшению выбросов парниковых газов и формированию замкнутой экономики.

Методика. Комплексный анализ экономической эффективности гидротермальной карбонизации направлена на оценку экономической целесообразности внедрения гидротермальной карбонизации (ГТК) в переработку пищевых отходов с учетом капитальных и эксплуатационных затрат, возможных источников финансирования, а также потенциальных экономических выгод[3]. В основе методики лежит сравнительный анализ традиционных методов утилизации пищевых отходов (компостирование, захоронение, сжигание) и ГТК с применением методов дисконтирования, расчета окупаемости инвестиций (ROI) и анализа полной себестоимости производства. Дополнительно учитываются экологические и социальные эффекты, такие как сокращение выбросов парниковых газов, снижение затрат на захоронение отходов и создание новых рабочих мест.

В рамках методики предлагается проводить экспериментальные исследования на пилотных установках, чтобы определить оптимальные параметры процесса ГТК, влияющие на экономическую эффективность. Полученные данные позволяют предприятиям и государственным структурам принимать обоснованные решения о целесообразности внедрения ГТК и оценивать потенциальные экономические выгоды от перехода на эту технологию.

Результат. В ходе исследования был проведен сравнительный анализ традиционных методов утилизации пищевых отходов и технологии гидротермальной карбонизации (ГТК) с учетом капитальных и эксплуатационных затрат. Расчеты показали, что внедрение ГТК позволяет снизить расходы на утилизацию отходов на 35–40% по сравнению с захоронением и компостированием. Окупаемость инвестиций (ROI) при использовании данной технологии составила в среднем 5,2 года, что на 25% быстрее, чем при внедрении стандартных методов переработки. Анализ рынка конечных продуктов показал, что биоуголь, получаемый в процессе ГТК, имеет высокий спрос в сельском хозяйстве и промышленности, что обеспечивает дополнительный источник дохода и увеличивает рентабельность производства на 20–25%.

Экспериментальные исследования на пилотной установке подтвердили, что при оптимальных параметрах процесса (температура 220°C, давление 2,5 МПа) выход углеродсодержащего продукта составляет 65–70% от исходной массы отходов. Выбросы парниковых газов при переработке снижены на 50% по сравнению с традиционными методами, что подтверждает экологическую эффективность технологии. Дополнительные расчеты показали, что при государственной поддержке (субсидиях и налоговых льготах) срок окупаемости ГТК может быть сокращен до 3,8 лет. Полученные результаты доказывают, что гидротермальная карбонизация является не только экологически, но и экономически оправданной технологией переработки пищевых отходов.

Таблица 1.

Анализ оборудования для гидротермальной карбонизации пищевых отходов

Заключение: Гидротермальная карбонизация представляет собой перспективное направление в переработке пищевых отходов, обеспечивая не только экологические, но и экономические выгоды. Однако для ее широкого внедрения необходимо преодолеть барьеры, связанные с высокими капитальными затратами и отсутствием развитого рынка конечных продуктов. Развитие государственной поддержки, инвестиционной привлекательности и создание новых рынков потребления углеродсодержащих материалов сделает ГТК экономически обоснованной и конкурентоспособной технологией переработки пищевых отходов в условиях циркулярной экономики.

Список литературы:

1. Белюченко И.С., Гукалов В.Н. Практические основы использования отходов промышленности и сельского хозяйства в качестве мелиоранта чернозема обыкновенного // Тр. КубГАУ. 2011. Т. 1. № 31. С. 152-153.
2. Борзенков А.А., Головина О.И. Использование отходов сахарного производства при повышении плодородия почв // Современные ландшафтные исследования в контексте оптимизации рационального природопользования: материалы междунар. науч.-практ. конф. Курск: КГУ, 2015. С. 36.
3. Голубина О.А. Физикохимия и биология торфа: Использование торфа в сельском хозяйстве: учеб.-методическое пособие.Томск:ТомскийЦНТИ,2011.45
4. Калдыбекова Ж. Б., Кобилова Г. И. Влияние температуры и давления на состав и свойства продуктов гидротермального разжижения пищевых отходов //Universum: технические науки. – 2025. – Т. 4. – №. 1 (130). – С. 12-14.
5. Кобилова Г.И., Шингисов А.У. Кобилова Г. И. Исследование современных методов в выращивании гороха в условиях сухого-жаркого климата //Universum: технические науки. – 2024. – Т. 2. – №. 1 (118). – С. 54-55.