Украинский биотопливный порталПеллеты топливные брикетыПеллетаПеллетыБрикеты биотопливо
Поиск    по  Расширенный поиск
МЕНЮ
БАЗА ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ
БИЗНЕС-ПЛАНЫ
РЕГИОНЫ
КАТЕГОРИИ
ГОСТы
БАЗА ПОКУПАТЕЛЕЙ
ИНВЕСТИРОВАНИЕ
Аналитические отчеты
БАЗА экспортеров
БАЗА ПОСТАВЩИКОВ
УСЛУГИ ПАРТНЕРОВ
БИОТОПЛИВНЫЙ ФОРУМ
ПОДПИСКА НА НОВОСТИ


Энергетические плантации

Когда говорят о биоэнергетике, чаще под понятием "биотопливо" понимают жидкие биотоплива (биодизель, биоэтанол и метанол) и забывают о твердях и газообразных. Не меньшего внимания заслуживают биогаз, синтезгаз, піролізні жидкости, отходы сельскохозяйственной и бытовой продукции, остатки переработки древесины и энергетические растения. Именно последние, которые выращиваются для получения энергии или топлива, в ближайшем будущем создадут конкуренцию газа или дизелю. К таким растениям принадлежат энергетическая ива, тополь, многолетние травы, ріпак, соя, подсолнух, кукуруза, лен и другие.


Европейский опыт - это не только использование энергосырья из свалок, отходов сельскохозяйственного и деревообрабатывающего производства, но и специально выращенных швидкозростаючих энергетических культур. Мировой и украинский опыт знает немало таких растений - это тополь, ива, акация, топинамбур, подсолнух, просо, сорго, тростина, міскантус, конопля, камыш и много других. Энергетические культуры можно разделить на три группы:

Однолетние травы (конопля, тритикале, сорго), которые могут быть легко внедренные в обычный сельскохозяйственный сівооберт. С точки зрения выращивания и сбора они очень близки к традиционным культурам и могут быть источником как волокон, так и топлива.
Многолетние травы (міскантус, красное просо, двокісточник тростниковый) существенно отличаются от обычных сельскохозяйственных культур. их севооборот составляет 10-15 лет, и они практически не нуждаются в подготовке грунлв. Урожай собирается каждой весны с использованием обычной сельскохозяйственной техники.

Такие травы используются в основном как топливо, а также могут быть источником волокон невысокого качества.


Энергетические плантации швидкозростаю-чих культур (ива, тополь) также существенно отличаются от традиционных сельскохозяйственных культур. Такие растения высаживаются приблизительно на 25-30 лет и собираются каждые 3-6 лет.
Швидкозростаючи энергетические плантации
Срок "энергетические плантации" употребляется для определения плантаций твердых пород древесины, которые быстро растут в начальный период и размножаются путем срезки и пусканием побегов из пеньков. Большое количество растений были исследованы для потенциальной возможности использования их в качестве энергетических культур, но лльки немного видов достигли коммерческого уровня и выращиваются на больших площадях. Спрос на такие культуры привел к их клонированию для получения растений с более пригодными характеристиками и показателями, такими как стойкость к морозам, засухе и вредителям, и энергетическая ценность.
Выбор конкретной энергетической культуры для выращивания зависит от ряда факторов, таких как тип грунлв, доступ к воде, вид ландшафта, транспортные развязки, местонахождения потенциального потребителя (котельная или электростанция), конкуренция с другими культурами и социальная мысль, по поводу этого вопроса. Как правило, расстояние, на которое целесообразно транспортировать биомассу как топливо, не превышает 50 км. Заграничный опыт свидетельствует о необходимости заключения долгосрочных контраклв между поставщиком и заказчиком; при этом транспортные расходы ложатся на плече поставщика. Поэтому при выращивании энергетических культур необходимо:

 

  • выбрать культуру, которая больше всего подходит к данному типу почвы и климатических условий;
  • определить, будет ли выращивание выбранной культуры, сбор урожая, его зберіганая, переработка и транспортировка экономически целесообразным в существующих рыночных условиях;
  • выбрать систему культивации в соответствии с принятой в сегодняшней сельскохозяйственной практике с наименьшими негативными последствиями влияния на окружающую среду.
Использование энергетических культур

Наиболее пригодными для получения твердых биотоплив является швидкозростаючі энергетические культуры ива и тополь. В Швеции и Дании они используются в местных системах отопления на заводах для комбинированного производства тепловой и электрической энергии. На данное время существуют много станций комбинированного сжигания угля с добавлением биотоплива (солома, щепа), использование которых уменьшает потребление ископаемых топлив и снижает вредные выбросы в атмосферу. На таком оборудовании можно сжигать и траву міскантуса.
В европейских странах использование энергетических культур является особенно популярным. Например, в Дании ива выращивается на 500 гектаров сельскохозяйственных земель, в то время как в Швеции плантации ивы составляют до 20 жал гектар.


В энерголесничестве используют иву Заиих, которая обычно густая и вырастает к 5-6 м в высоту и имеет большое количество побегов. Насаждение ивы остается производительным 25-30 лет, и в течение этого периода урожай может собираться через 3-4 года. После каждого сбора новые побеги из срезанных стеблей образуют новую рощу. Приблизительно после 25 годов иву выкорчевывают, и земли используются для выращивания других растений, или устраивают еще одну энергорощу.


Продукцию швидкозростаючих плантаций (ШЗП) продают в виде деревянных щеп. На сегодняшний день в Швеции иву собирают на площади 2500 гектаров ежегодно и поставляют ивовую щепу на 25 разных коге-нераційних станций. После сбора щепа ивы имеет влажность до 50% и может сразу подаваться для сжигания или предварительно сохраняться несколько недель на площадке и подсушиваться. В Швеции наилучший уровень урожайности на неорошаемых землях составлял 12 т/га, что эквивалентно 5 т нефти.


С 2001 по 2005 год в Италии было выращено 20 энергетических плантаций в разных регионах страны. В центральной части Италии тополь оказался более производительным, чем ива, поскольку побеги ивы были чувствительнее к летней засухе. В северной части страны лучшая урожайность была достигнута на ивовых плантациях (19 т/га сухой массы), в то время как урожай тополя составлял 17 т/га. Тесты по селекции показали, что обе культуры имеют большой потенциал для генетического улучшения, особенно по увеличению производительности на низинах и плодородных землях с хорошим водо-забезпеченням. Основные характеристики плантаций и культур приведены в таблице 1.
Ива может расти на почвах разного типа. Типы грунлв, что обеспечивают хорошее водоснабжение, являются наиболее приемлемыми. Легкие почвы без орошения могут привести к нестабильной загогівлі, где корень ивы может блокировать дренажные системы. Площадь должна быть пригодной для работы механизированного оборудования, включая возможность механизированного сбора в зимние месяцы, когда идет загогівля.
Густая и очень глубокая корневая система ивы пригодна для поглощения питательных веществ и тяжелых металлов, которые содержатся в осадке стоковых вод. Таким чином/ в сравнении с древесинной щепой, топливо будет вмещать относительно больше азота и кадмия. При идеальных условиях сжигания основная часть азота будет высвобождена в виде N2, а тяжелые металлы останутся в пепле. Это является важным фактом для подтверждения того, что использование осадка секущих вод для выращивания энергетической ивы будет благоприятным.

Топливные характеристики

Щепы ивы не очень отличаются от других видов древесинной щепы, но могут содержать больше коры и влаги. Низшая теплотворная способность абсолютно сухой ивы не отличается от других пород древесины и составляет приблизительно 18 Мдж/кг абсолютно сухого вещества. В сравнении с большинством других пород, древесина ивы достаточно легка. Это значит, что вес неплотного кубического метра щепы ивы составляет 120 кг и значительно более малая, скажем, за вес щепы березы -220 кг/нщ.м3, что является важным для определения объемов топлива, которые тепловая станция должна переделать, чтобы обеспечить такое же количество тепла.

Техническое обеспечение швидкозростаючих плантаций

Выращивание ШЗП энергетических культур невозможно сравнивать с традиционным лесным или сельским хозяйством. Культуры оказываются достаточно новыми и соответственно вносят новые проблемы. Вопрос о сборе урожая был поставлен еще 15 лет тому назад, когда были испытаны ручные системы, традиционное лесозаготовительное оборудование и модифицированы сельскохозяйственные машины, однако эти эксперименты не увенчались большим успехом. В последнее время в этом направлении достигнуто значительного прогресса, и в будущем ожидается устойчивое развитие этой отрасли.

Для производства энергии из биомассы швидкозростаючих культур "используются разные собирательные системы. Как правило, такая система может состоять из пяти основных узлов: рубка, первичная транспортировка, обрезание ветвей и коры, измельчение, вторичная транспортировка щепы. Некоторые из этих операций можно соединить в одну группу, которая сделает систему более компактной, а затраты более низкими.

Технико-экономические показатели

Экономически оправданный цикл выращивания зависит от нескольких факторов: темп роста насаждений, стоимость посадочного материала и культиваційних операций, стоимость ухода, за насаждениями, сбор и другое. Стоимость уборки урожая уменьшается с ростом диаметра побегов, поскольку увеличение древесной массы уменьшает стоимость рубки и перевозки.

Не следует забывать о расходах, связанных с переработкой сырья в топливо, его хранение и доставку, потому что эти расходы могут составлять от 50% до 200% от начальной стоимости собранного урожая энергетических растений.


На сегодняшний день в Австрии нет развитого рынка биомассы как топлива. Это приводит к тому, что тепловым станциям, которые работают на биомассе, необходимо хранить значительное количество запасов топлива на территории станции. Дополнительная стоимость хранения может составлять от 1 евро/Гдж до 3 евро/Гдж.
Стоимость организации швидкозростаючих плантаций энергетической ивы приведена в таблице 3. Таким образом, с учетом дотаций на выращивание энергетических культур, себестоимость составляет 6,7 евро/Гдж, что создает конкуренцию другим видам биотоплива.
В Англии стоимость швидкозростаючих плантаций ивы составляет от 1600 евро до 2800 евро за гектар, міскантуса - 2350-2650, красного проса - 440-590 евро за гектар. Дотации на выращивание энергетических растений составляют соответственно: 1470-2350 евро/гектара для внедрения ШЗП ивы и тополя; 1350 евро/гектара для міскантуса, а для других ШЗП энергетических культур - 50% стоимости.


Стоимость организации быстро растущих плантаций ивы в Швеции.

[HIDE=9,10]Малый контроль перед посадкой ... 50 евро/Гдж
Возделывание земли ................. 110 евро/Гдж
Обрезание и посадка ............. 890 евро/Гдж
Внесение удобрений .................. 130 евро/Гдж
Малый контроль после посадки ..... 170 евро/Гдж
Сумма ............................. 1350 евро/Гдж
Национальный шведский учредительный
грант (дотации) .................. 550 евро/Гдж[/HIDE]


Типичная стоимость топлив в Австрии

Кора 3,2 евро/гектара
Древесина из энергетических плантаций 6,4 евро/гектара
Щепа из лесной древесины (мех. измельчение) 6,8 евро/гектара
Солома 7,5 евро/гектара
Гранулы из опилок 8,6 евро/гектара
Щепа из лесной древесины (ручная заготовка) 11,5 евро/гектара

Потенциал энергетических культур в Украине
В Украине можно выращивать иву на почвах, непригодных для выращивания зерновых культур. Это даст возможность создать новые рабочие места и обеспечить работой работников в зимний период. В конечном итоге, энергетическая ива может занять нишу, где она сможет внести весомый вклад в решение не только энергетических, но и экологических, проблем, связанных с очисткой стоковых вод..
Внедрение швидкозростаючих плантаций энергетических культур в Украине находится лльки на стадии экспериментальных опытов. Существуют попытки вывести новые швидкозростаючі сорта многолетних трав, а также адаптировать известные культуры в грунтово-климатические условия и технологии земледелия в Украине. Научно-исследовательскими вопросами выращивания энергетических культур занимаются сотрудники Национального Аграрного Университета, компания "Река-биотопливо", селекцией новых сортов занимаются специалисты Национального ботанического сада им. М.М.Гришка.

В Австрии широко применяют переработку специально выращенной зеленой массы кукурузы, клевера, а также отходов сахарной свеклы и подсолнуха. При этом гной может вообще не использоваться. В упомянутых странах полученный биогаз направляют для производства электрической и, в известной степени, тепловой энергии.
Другим путем пошли в Швеции - стране, где благодаря развитию гідро- и атомной энергетики тарифы на электроэнергию сравнительно невысокие. Здесь обогащен биогаз - биометан -використовують как пальне для автомобилей. В некоторых больших городах Швеции автобусный парк полностью переведен на использование биометана. Это дало, возможность кардинально поТакі виды биогорючего как биометан и БРП (биомасса - на жидкое топливо) в настоящий момент мало используются или еще исследуются, хотя эффективность их производства из биомассы очень высока. Из одного гектара обработанной земли можно получить такой объем биотоплива, которого хватит для преодоления автомобилем достаточно значительного расстояния. Эффективность производства ріпакової масла, биодизелю и биоэтанолу несколько более низкая, однако этот недостаток частично компенсируется использованием побочных продуклв производства этих видов биотоплива. Биометан и биоэтанол пригодны для бензиновых двигателей, тогда как растительное масло, биодизель и БРП, - для дизельных двигателей.


Біометан, полученный из побочных продуклв производства (ріпакова макуха и солома) Затрата горючего: бензиновый двигатель - 7,4 л на 100 км, дизельный двигатель - 6,1 л на 100 км
своем активе модификации как легковых, так и грузовых, автомобилей, способных работать на биометане. Однако применение биометана на транспоргі не только способствует сохранению' окружающей среды. Расчеты свидетельствуют, что полученную ня биогазу из специально выращенной зеленой массы для последующего использования как трані спортного горючего целесообразнее всего из пози-! этой рационального использования сельской хозяйственных земель. Последний тезис замечательно;

Стоит прибавить, что производство биогаза является очень эффективным процессом при условии его экономической оценки как отношения полученной энергии к потраченной.

Следовательно, можно уверенно констатировать, что движение бвропейського Союза от определенных целей к реальному внедрению новой энерготехнологии, которая базируется на использовании восстанавливаемых источников энергии, приобрел всеобъемлющего, широкомасштабного характе^ ру, причем биоэнергетическим технологиям отведена особенная роль. И это вполне естественно. Пока светит солнце, давая жизнь растительной среде, - у человека остается реальный шанс обеспечить свою енергонезалежність в ближайшем будущем за счет максимального использования биоэнергетического ресурса, подаренного нам природой.

Автор: Е. Олейник, Н. Жовмир, К. Дрозд, Т. Еловикова

Источник: Энергетические плантации. Возможно ли уменьшить зависимость Украины от импортируемых энергоносителей? // "Зелена енергетика", №3, 2007, стр.6-9


Публикация материалов Pelleta.Com.Ua разрешается только при условии ссылки на Pelleta.Com.Ua. Для новостных и интернет-изданий обязательной является прямая, открытая для поисковых систем, гиперссылка в первом абзаце на цитируемую статью или новость.


Ссылка на новость: Энергетические плантации
Скопируйте и разместите этот код на Вашем сайте:



Просмотров: 9464 Добавлена: 18.07.2008

Энергетические плантации

0 5