WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 | 3 |

Использование нетрадиционных возобновляемых

источников энергии и местных видов топлива

http://teco.karelia.ru/index.php?page=localfuels

Введение

К нетрадиционным (альтернативным) источникам возобновляемой энергии относятся:

а) Геотермальная энергия;

б) Солнечная энергия;

в) Ветряная энергия;

г) Энергия, получаемая различными способами из бытовых и промышленных отходов;

д) Энергия, получаемая из биомассы.

В Западной Европе и США в национальных масштабах находят применение все вышеперечисленные виды источников энергии. В зависимости от особенностей региона в структуре использования альтернативной энергии преобладает тот или иной источник. В частности, в Исландии, Дании и нескольких штатах США широко используется практика получения тепла от геотермальных источников.

В Норвегии повсеместно используются гидроэнергетические установки малой мощности. В равнинных районах устанавливаются ветряные электростанции, в южных регионах солнечные батареи.

В последней четверти 20 века по Европе прошел "бум" строительства установок по получению энергии из бытовых и промышленных отходов. В странах с достаточным количеством лесов активно внедряются технологии сжигания биомассы, как в виде сырья (опилок, щепы), так и в виде облагороженного биотоплива (upgraded biofuel).

Таким образом, мы видим, что использование нетрадиционных видов энергии возможно лишь в том случае, когда удовлетворяются оба условия: источник топлива является возобновляемым и доступным для использования на данной территории.

Альтернативные источники топлива в карельских условиях Из всех вышеперечисленных видов альтернативной энергии обоим условиям удовлетворяют лишь последние два: муниципальные отходы и биомасса. Тот факт, что Карелия в силу целого ряда причин вынуждена постепенно переходить от использования традиционных видов топлива на местные источники энергии, сомнения не вызывает. Среди причин можно назвать следующие:

тяжелое состояние энергетических систем, низкий КПД источников и теплопотери, связанные с физическим и моральным износом оборудования и инфраструктуры дороговизна поставляемого топлива и тенденция к дальнейшему увеличению цены плохое качество ввозимого ископаемого топлива и т.д.

Необходимо осознать, что для каждого конкретного случая необходимо находить собственное, индивидуальное решение проблемы тепло и электроснабжения, в т.ч. в ситуации выбора между традиционным и нетрадиционным источником энергии. Для некоторых районов решение, в частности, может быть найдено в использовании природного газа, но для этого необходимы крупные инвестиции со стороны республики, связанные с развитием газовой инфраструктуры. Активному развитию "газовой энергетики" в Карелии должно способствовать обещание, данное В.В. Путиным, который заявил, что в течение ближайших 5 лет цены на природный газ не поднимутся более чем на 50% к уровню 2002 года.

Тем не менее, европейский опыт показывает, что и при наличии газопровода на каждом объекте необходимо предусмотреть возможность получения тепла с использованием "запасного" вида топлива. Это помогает лучше контролировать ситуацию в случае возникновения форсмажорных обстоятельств, связанных с влиянием внешней среды. Показательным примером может служить запуск в Дании мощной установки по Комбинированному Производству Тепла и Электроэнергии (КПТЭ), работающей на основе "мультитопливной" концепции.

Станция может эффективно работать на природном газе, на биотопливе (древесные гранулы и солома, которая является одним из типичных видов биотоплива в Дании и других странах, где нет необходимости транспортировать ее на большие расстояния), а также на дизельном топливе. Модуль Avedor 2 построен в пригороде Копенгагена и снабжает теплом и электричеством северную часть крупнейшего города в Дании.

Идея использования различных видов топлива:

Для того чтобы определить, какой вид топлива предпочтительнее в том или ином районе Карелии, необходимо проведение маркетинговых исследований, а также инвентаризации и энергоаудита существующих объектов теплоэнергетики. Кроме того, необходимо составить прогноз развития промышленности района на среднесрочную перспективу (5 лет). Только после решения всех вышеперечисленных задач можно принимать решение относительно теплоэнергетического развития района, ставить стратегические цели и приступать к разрешению практических проблем.



Получение энергии с использованием муниципальных отходов Существует ряд технологий получения энергии из муниципальных отходов. Среди них разделение мусора по видам и сжигание того, что можно сжечь; улавливание газов, выделяющихся на свалках для получения тепла и т.д. Но все эти технологии также требуют серьезных интеллектуальных, технологических, временных и финансовых затрат. Даже обладая большим объемом теоретической и практической информации по этому вопросу, приходится признать, что для карельских условий получение тепла и энергии с использованием технологий переработки и сжигания отходов пока остается далекой перспективой.

Основная причина: отсутствие у населения Карелии (равно как и всей России) культуры раздельного сбора отходов, без которой невозможно наладить эффективный процесс использования муниципальных отходов. Для пропаганды такой культуры необходимо было бы потратить немало финансовых и временных ресурсов, поскольку подсознание человека менее всего поддается внешнему влиянию, а личные установки могут не измениться на протяжении всей жизни.

Кроме того, такие отходы можно сжигать только в установках большой мощности, иначе не достичь необходимого эффекта. Подобные установки требуют не только больших вложений в сам источник тепла (и в систему очистки топочных газов от всевозможных вредных примесей), но и в тепловые магистрали и трубопроводы.

В Европе были также сделаны попытки произвести гранулы из Твердых Городских Отходов (ТГО). Такое решение могло бы стать приемлемым, если бы в ТГО отсутствовали бумажные отходы. В реальности они составляют существенную часть ТГО, вследствие чего возникают проблемы, связанные с компонентами, использующимися при ее производстве (глина и др.). К тому же ТГО содержат много тяжелых металлов и т.п. (люди выбрасывают старые элементы питания, батарейки, различные запчасти от старых приборов и т.д.). Эти факторы влияют на то, что очистка отработанных газов становится неприемлемо дорогой.

Использование биотоплива в качестве альтернативного источника энергии Понятия и определения:

а) Биотопливо топливо биологического происхождения и подразделяется на различные группы в зависимости от происхождения, методов производства и фракции.

б) Лесное топливо топливо, которое ранее не использовалось вообще. К этому виду топлива относится топливо, произведенное из стволов, веток и верхушек, коры и пней, а также топливо, произведенное из остатков лесной промышленности и побочных продуктов, таких как кора, щепа и стружки.

в) Первоначальное лесное топливо топливо, поступающее непосредственно из леса.

г) Энергетическое лесное топливо топливо, производящееся из быстрорастущих видов дерева, которые выращиваются специально для энергетических целей.

д) Древесное топливо все виды топлива, для которого дерево или части дерева являются исходным материалом и где не происходит никакой химической обработки. Примеры: кора, опилки, стружка, щепа, обрезки и т.д.

е) Переработанное древесное топливо топливо, которое раньше использовалось в других целях. Сырье идет из строительной и упаковочной промышленностей.

ж) Облагороженное древесное топливо топливо, получаемое через дальнейшую переработку древесного топлива, которое служит сырьем для получением последнего. Примеры: топливные брикеты, гранулы, древесный порошок (пудра).

з) К биотопливу относятся также: торф, отходы сельского хозяйства и животноводства, в т.ч. солома, шелуха от зерен, помет и навоз, биогаз и др.

В том случае, если по результатам исследований и экономических расчетов выбор делается в пользу биотоплива, необходимо предпринять следующий шаг определиться с использованием того или иного (из вышеперечисленных) вида биотоплива. Проведем анализ положительных сторон и недостатков (ограничений) при использовании в Карельских условиях наиболее распространенных для получения тепла и электроэнергии видов биотоплива: коры, торфа, опилок, щепы, гранул и брикетов.

Кора Кора хвойных пород древесины иногда используется в качестве топлива для получения тепловой энергии. К очевидным достоинствам коры как топлива относится ее доступность, т.к. она не является дефицитным материалом, использующимся в какомлибо серьезном производстве. Кору можно рассматривать в качестве дешевого топлива для Карелии, хотя цена на нее в соседней Финляндии достигает 4,2 ЕВРО за насыпной кубометр.





При этом у коры есть и существенные недостатки. Вопервых, она обладает более низким содержанием энергии, чем другие виды древесного биотоплива. Вовторых, у коры всегда большая влажность, поскольку ее никогда не сушат. Эти две проблемы вызывают третью: увеличение инвестиций в источники тепла на коре.

Кроме того, необходимо подчеркнуть, что при падении ствола на землю на делянке, практически невозможно избежать попадания в кору частиц песка и грунта. Следовательно, кора сама по себе содержит проблемы: песок и кора вырабатывают шлаки. А шлаки один из главнейших врагов котельного оборудования.

Торф В Карелии имеется в наличии большое количество торфа, который может использоваться в качестве топлива. Торф оставался долгое время "кризисным топливом", однако в последнее время в некоторых европейских странах он стал топливом для систем централизованного теплоснабжения. Торф может быть использован в той же сжигающей установке, что и щепа, и энергоемкость практически такая же, как у топлива из древесной массы. Торф в качестве топлива может использоваться двумя способами: непосредственно как высушенный торф, либо в форме брикетов. Торф в виде брикетов обладает высоким содержанием энергии и низкой влажностью.

С торфом связаны также и некоторые неудобства. Вопервых, торф должен добываться исключительно в летние месяцы и высушиваться на солнце настолько, насколько позволяют погодные условия. Не смотря на это, в торфе будет содержаться достаточно много влаги, которую можно удалить обычным "выжиманием" или же в процессе просушивания. Вторая проблема состоит в том, что у торфа большая зольность и высокий процент содержания шлаков по сравнению с другими видах биотоплива, и он содержит также песок и частицы грунта, что создает описанные выше проблемы с ошлакованием. Втретьих, торф может самовоспламениться, причем подобные случаи, что влекло за собой большие проблемы и дополнительные издержки. Хранение торфа должно осуществляться в контейнерах с огнеупорными стенами для предотвращения возможного распространения огня.

В настоящее время продолжается дискуссия о том, не является ли торф ископаемым видом топлива. Это имеет значение при расчете будущих налогов на использование топлива, поскольку в настоящее время во всем мире введен налог на диоксид углерода (CO2) для ископаемых видов топлива. Высказываются мнения, что торф является "наполовину ископаемым" топливом. Это может привести к тому, что торф будет облагаться налогом на выбросы СО2. Официально в настоящее время торф признается в качестве "неископаемого" топлива, но дискуссия продолжается.

Опилки и щепа Опилки и древесная щепа могут рассматриваться как биотопливо, прошедшее меньшую степень переработки. Содержание влажности в нем может быть достаточно большим, до 60%, что позволяет считать опилки и щепу "влажным" топливом.

Опилки и щепа могут быть достаточно сухими, если их получают в процессе производства мебели или сухих пиломатериалов. В таком случае возрастает экономия энергии в процессе сгорания, что приводит к более высокой суммарной эффективности процесса. Это позволяет говорить о преимуществах использования просушенных опилок и стружки.

Однако в большинстве случаев опилки и щепа являются отходами деятельности лесопилок. Кроме всех вышеописанных, есть и другие источники получения этого типа топлива. В принципе, в каждом городе будет оставаться большой объем "древесных отходов" при сносе старых деревянных домов, или когда город очищают от старых деревьев, которые могут рубиться и превращаться в древесную щепу.

В Европе существует рынок для такого типа древесных отходов, из которых производиться древесная щепа. Однако необходимо заметить, что этот тип топлива отнюдь не лучший, поскольку, например, этот материал мог быть покрашен или пропитан какимнибудь раствором, и поэтому при горении будут выделяться ядовитые газы.

Pages:     || 2 | 3 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.