Загрузка ...Современное состояние и тенденции развития биоэнергетики Украины
Общие сведения. Производство биогаза из сельскохозяйственных отходов осуществляется во многих развитых странах мира. Однако наибольшее распространение этот метод производства топлива получил в Индии и КНР. В настоящее время в Индии эксплуатируется более 800 тыс. биогазовых установок (БГУ), и до 2013 г. запланировано производство 12 млн БГУ, а в КНР — 30 млн.
Среди стран-членов ЕС в области утилизации биомассы ведущая роль принадлежит Италии. В Нидерландах рассматривается вопрос о строительстве 75 больших БГУ для переработки навоза. В Дании, Швейцарии и других государствах эксплуатируются установки со средней производительностью 100 м3/сут.
В сельском хозяйстве США выход навозных стоков в перерасчете на сухое вещество составляет 185 млн т. Американские эксперты считают, что энергетический потенциал суточного объема навозных стоков животноводства США эквивалентен 51 млн л бензина. Подсчитано, что анаэробная переработка навоза, полученного на откормочных малых фермах штата Калифорния (США), позволяет ежесуточно вырабатывать 800…900 тыс. м3 биогаза.
В странах СНГ ежегодно образуется 500 млн т органических отходов (в пересчете на сухое вещество), из которых можно получить 100 млн т у. т. в виде биогаза, что является энергетическим эквивалентом 1,2 млрд МВт ■ ч. Выход высококачественных органических удобрений при этом составляет около 700 млн т. Использование биогазовых установок для получения топлива и удобрений является экономически эффективным, срок их окупаемости составляет от 3 до 10 лет.
Опыт создания биогазовых установок показал, что их конструкционные и технологические особенности определяются различными факторами, в первую очередь — свойствами и первоначальной обработкой исходного сырья. В настоящее время в мире используется или разрабатывается около 60 разновидностей биогазовых технологий.
Во Франции освоена технология получения биогаза из молочной сыворотки — в сыроварне «Франжи» сооружена биогазовая установка с рабочим реактором объемом 25 м3, на которой в сутки перерабатывается около 7 м3 сыворотки и производится около 130 м3/сут. биогаза.
В Германии введена в эксплуатацию биогазовая установка универсального типа, предназначенная для переработки навоза и навозных стоков крупного рогатого скота, свиней и куриного помета. Рабочая температура в реакторе составляет 35 °С, давление — 2…5 кПа, режим работы может быть как непрерывным, так и периодическим.
Во многих странах мира созданы, испытаны и успешно эксплуатируются как малые фермерские, так и большие промышленные установки по переработке навоза в биогаз.
В странах Западной Европы налажен серийный выпуск биогазовых установок поточного типа: одна такая установка перерабатывает куриный помет от 10 тыс. кур, обеспечивая при этом суточное производство биогаза в количестве 100 нм3. Срок окупаемости установки с учетом доходов, полученных за счет использования удобрения, составляет 1,9 года.
В Швейцарии установка с такой же производительностью по биогазу перерабатывает навоз 30-ти коров; биогаз используется для производства электроэнергии и нагрева воды.
Использование биогаза, полученного в результате анаэробной ферментации биомассы, позволяет заменить такие виды топлива:
• природный газ и сжиженные газы, которые применяются для энергообеспечения промышленных и бытовых нужд;
• бензин, дизельное топливо и керосин в двигателях внутреннего сгорания. Применение биогаза обеспечивает возможность получения тепловой и электрической энергии, что особенно важно для фермерских хозяйств. При массовом распространении биогазовых технологий в сельских регионах можно достичь значительной экономии органического топлива.
Подсчитано, что годовая потребность в биогазе для обогрева жилого дома составляет около 45 м3 на 1 м2 жилой площади, суточное потребление при надевании воды для 100 голов большого рогатого скота — 3…6 м3, при сушке 1 т сена влажностью 40 % — 100 м3, при сушке 1 т зерна — 15 м3, для получения 1 кВт • ч электроэнергии — 0,6…0,7 м3.
Возможность энергообеспечения небольших индивидуальных хозяйств за счет биогаза, выработанного из отходов животных и птицы, показана в табл. 5.6.
Биогаз благодаря своим высоким антидетонационным свойствам может эффективно использоваться в двигателях внутреннего сгорания. Сравнительные испытания показали, что удельные затраты дизельного топлива составляли 220 Г/кВт ■ ч при номинальной мощности, а биогаза — 0,4 м3/кВт * ч.
Фирма «Caterpillar» выпускает автономные энергосистемы, оснащенные двигателями с искровым зажиганием, использующие биогаз, образующийся на свалках. Такая энергосистема полностью автоматизирована, ее мощность — 360 кВт (затраты биогаза — 300 м3/ч), она установлена в Норвегии; коммуникационная аппаратура обеспечивает возможность синхронизации ее работы с местной электростанцией. В юго-восточной части Англии две энергосистемы на основе биогаза обеспечивают суммарную мощность 1000 кВт для газоперерабатывающего завода, при этом 360 кВт мощности используется на нужды завода, а 650 кВт — поступают в национальную энергосистему.
В Дании работает теплоэлектростанция для обеспечения поселка электроэнергией и теплом, на которой работают два дизель-генератора мощностью по 300 кВт с комбинированным производством электроэнергии и тепла.
Производство спиртов и масел для получения моторного топлива. Замена бензина на экологически чистые топлива обусловлена необходимостью уменьшения вредного влияния автотранспорта на окружающую среду.
Производство и использование спирта в качестве топлива широко распространено в Бразилии, США, Швеции, Франции, Японии, Австралии и ряде других стран. В Бразилии разработана программа использования этанола в качестве альтернативного топлива, который на 22 % заменит бензин. Этанол получают переработкой специально выращенного сахарного тростника. Более 70 % бензина, поступающего в продажу, имеет 10-процентную добавку этанола, и 80 % автопарков Бразилии используют эту добавку.
В США производство этанола в последнее время резко увеличилось, реализуется большая программа по замене бензина этанолом, полученным переработкой кукурузы и других зерновых культур. Спрос на этанол в США превышает его производство, поэтому спирт частично импортируют из Бразилии. Для потребителей этанола в США установлены субсидии (до 25 %), что обеспечивает конкурентоспособность бензино-этанольных смесей.
Одним из альтернативно «чистых» топлив является метанол, который можно достаточно эффективно получать из древесных отходов.
Дата публикации: 11.04.2013
Знаки Времени: Изготовление Персонализированных Значков и Медалей
