Сторінка
1

Альтернативні джерела енергії та обладнання в агропромисловому комплексі

1. Тверде біопаливо

2. Рідке біопаливо

3. Ріпак як сировина для виробництва безпечного для навколишнього середовища біологічного пального

4. Біогаз

Нестача викопних енергетичних ресурсів у розвинених країнах світу веде до розширення ефективного використання альтернативних джерел енергії. Поряд з використанням енергії сонця і вітру все більшого поширення набуває біонафта, різні тверді органічні матеріали та біогаз, які є продукцією сільськогосподарського виробництва. Перспективність нехарчового використання останньої випливає також з аналізу динаміки цін на енергетичну, промислову та сільськогосподарську види продукції (рис. 19.3).

Рис.19.3. Динаміка цін на різні види продукції в Україні на 1991-1999роки

Аграрне виробництво із споживача традиційних видів енергії перетворюється у виробника їх зі значним потенціалом у майбутньому. У розвитку біоенергетики сільської місцевості у світі можна виділити три основні тенденції:

• скорочення загальних витрат енергії;
• збільшення використання відновлюваних джерел енергії;
• переважного застосування твердих видів біопалива.

1. Тверде біопаливо

Основними технологіями термічної переробки деревини та біомаси є пряме спалювання (найбільше вивчено і комерційно розвинене), газифікація (знаходиться на демонстраційному рівні розвитку) і піроліз ( знаходиться на дослідному рівні розвитку). На сьогодні світовим лідером з використання соломи в енергетичних цілях є Данія, де знаходиться в експлуатації біля 8000 фермерських установок, потужністю 0,1 — 1,0 МВТ, які споживають за рік 390 тис. т соломи і виробляють 5,6 ПДЖ енергії. Крім цього, в Данії експлуатується 62 теплових і 9 теплоелектричних станцій, які споживають 540 тис. т соломи щорічно. З метою отримання теплової енергії солому в Європі використовують Австрія , Швеція, Фінляндія, Франція, Чехія та інші країни.

В Україні надлишок соломи та стебел усіх культур складає 21,1 млн. т. Однак, використання біомаси в енергетичних цілях проходить тільки своє становлення. За останній час виконано декілька демонстраційних проектів у області біоенергетики. Установки, впроваджені в рамках цих проектів, є першим сучасним великомасштабним біоенергетичним обладнанням у нашій країні. Зокрема це результат технічної допомоги з боку Голландії. Встановлено два парових котли: потужністю 5 мВт на підприємстві по виробництву клеєної фанери "ОДЕК Україна" в м. Оржів Рівненської області; потужністю 1,5 МВТ — у Малинському держлісгоспі-технікумі Житомирської області. Успішно виконаний датсько-український проект технічної допомоги, в рамках якого в с. Дрозди Київської області встановлений і введений в експлуатацію котел потужністю 980 кВт для спалювання соломи. Перспективним напрямом є енергетичне використання біомаси в технологічних агрегатах, перш за все в сушарках. Досвід реалізації тепла генераторів, які використовують органічні відходи, показує високу рентабельність подібних технологій при сушінні деревини. Ефективне використання енергетичних котлів потребує розробки технологій підготовки біопалива, систем автоматичного управління процесом спалювання та спеціальних (керамічних) матеріалів камери згорання (рис. 19.4).

Особливу увагу слід звернути на вибір технології й обладнання для переробки біомаси, які визначають величину капітальних витрат. Мінімізація цих витрат можлива при модернізації існуючих на підприємствах енергоагрегатів заміною конструкції топки і відповідних газоочисних споруд. Подібний підхід реалізований у вітчизняній практиці на котлах ДКВР.

2. Рідке біопаливо

За прогнозами спеціалістів, найближчим майбутнім передбачається покриття до 10% світових потреб у дизельному пальному за рахунок рослинного рідкого палива. Метилові ефіри використовуються як чисте паливо в Німеччині, Австрії, і як 30, 20 і 5%- ні суміші з дизельним паливом у Франції, Швеції, США, Чехії та інших країнах. При цьому, наприклад, у США до 2012 року планується випускати щорічно близько 20 млн. т. рідкого палива. Виробництво рідкого біопалива проводять в єдиному технологічному процесі з насіння енергомістких культур, або в два етапи переробки: насіння — в олію і олію — в біопаливо. Технологія випуску дизельного палива з ріпакової олії побудована на фізичній і хімічній переробці відфільтрованої олії до форми метилового ефіру. Під впливом каталізатора олія переетерифікується метанолом у метиловий ефір зі звільненням гліцерину. Вихідні компоненти практично не змішуються, тому після закінчення реакції відбувається гравітаційний розподіл суміші на два шари. Технологія переробки насіння олійних культур безпосередньо в біопаливо реалізована (як приклад) у розробці фірмою FARMET (Чехія) цеху по виробництву біологічного дизельного палива з річною продуктивністю 1000 -1500 т палива за 250 днів, який розбитий на дві окремих виробничих ділянки: пресування олійних культур та фільтрації олії і переетерифікації ріпакової олії метанолом. Установлена споживана потужність на ділянці переетерифікації 95 кВт, загальна річна витрата електроенергії — 150 (225) мВт-годин.

Екологічний ефект. Перевагами біологічного дизельного палива порівняно з дизельним пальним із нафти, насамперед, є:

• швидке біологічне розщеплення — через 21 день на 98% (дизельне — на 72,0%);
• сприятливе відношення до утворення "тепличного ефекту", що випливає з відновлюючого характеру сировини — ріпаку;
• сприятливий склад відпрацьованих газів (загалом, половинний вміст диму, нижчий на 20% вміст твердих частинок, на 7,2% СО, на 1,9% СН).