Архів / Archive

Фльонц Олег

к.т.н., доцент

ВП НУБіП України «Бережанський агротехнічний інститут»

м. Бережани

БІОМАСА ЯК ФАКТОР ЕНЕРГЕТИЧНОЇ НЕЗАЛЕЖНОСТІ РЕГІОНУ

В енергетичній стратегії України, що прямує шляхом підвищення енергоефективності та економії традиційних видів палива, солома визнана стратегічним ресурсом. Згідно з розрахунками учених НДІ екобіотехнологій та біоенергетики аграрного університету України, одна тонна соломи еквівалентна 370 м³ газу, чи 330 кг дизельного палива, або ж 600-700 кг вугілля.

Україна має добрі передумови для істотного розширення використання біомаси в енергетичних цілях, насамперед – для виробництва теплової енергії. Однією з таких передумов є значний потенціал біомаси, доступної для виробництва енергії.

Можливість використання рослинних залишків для отримання енергії залежить від характеру культур, якими засівають великі площі, та від кількості залишків, які можуть бути отримані з одиниці посівної площі. Польові культури дають більше відходів ніж овочеві. Приблизну кількість рослинних відходів можна визначити множенням маси культури на характерний їй коефіцієнт залишку. У сої він дорівнює 0,55-2,60; кукурудзи - 0,55-1,20; пшениці – 0,5-1,75; цукрового буряку – 0,07-0,20. Значення коефіцієнтів залежать не тільки від виду культури, а й від умов її вирощування, способів збору, а також від методів визначення коефіцієнта [1].

З біомаси можна отримати тверде (механічна переробка), а також рідке й газоподібне (шляхом термохімічного і біотехнологічного впливу) палива. Рідкі види палива представлені двома типами – біоетанол та біодизель. Для виробництва біоетанолу можуть використовуватись різноманітні цукроносні та крохмалоносні сільськогосподарські культури, для біодизеля – насіння олійних культур, як правило ріпаку. Газоподібне біопаливо отримується шляхом анаеробного бродіння різного роду біомаси (вторинна сировина, відходи рослинництва та тваринництва), процеси окислення субстрату, формування кислот, метаноутворюючих бактерій та, зрештою, метану відбувається в закритому реакторі, тому емісія летких сполук мінімальна, що позитивно впливає на екологічну ситуацію. Поряд з отриманням метану, в реакторі утворюється ферментативна маса як побічний продукт анаеробного бродіння, що слугує відмінним органічним добривом.

Потенціал виробництва біогазу з соломи основних сільськогосподарських культур нашої держави є досить значним (табл.1.), який може задовольнити значну частину енергетичних потреб та одночасно забезпечити фермерські господарства якісними екологічно чистими добривами.

Таблиця1

Потенціал соломи для виробництва біогазу*.

* - середній показник за 2010-2014 роки.

Проте, найбільш простим і економічним способом переробки соломи є отримання твердого палива – пелет. Пелети отримують з відходів деревопереробних і сільськогосподарських галузей та інших видів біомаси. Вони являють собою висушену і спресовану сировину у формі циліндрів. Постійно зростаюча популярність гранульованого біопалива в усьому світі обумовлена низкою безсумнівних переваг порівняно з вихідною сировиною: зменшення обсягу складів на 50% за рахунок більшої насипної ваги; зниження витрат на транспортування; горіння в котлі відбувається більш ефективно, ніж при спалюванні вихідної сировини; подача палива в пальник може бути легко автоматизована; пальники для гранул легко  встановлюються на котли натомість відпрацьованих пальників для рідкого палива, із збереженням високого рівня автоматизації.

Вихідні матеріали для виробництва гранул суттєво різняться за розмірами частинок, насипній і питомій вазі, вологості, міцності частинок матеріалу, хімічним складом сировини. Тому для кожної сировини розробляється своя технологічна схема, яка може як спрощуватися, так і ускладнюватися.

У середньому питома вартість кам'яного вугілля та пелет є приблизно рівною, однак у порівнянні з традиційними видами пального пелети мають такі переваги: екологічна чистота; доступність; висока теплотворна здатність; низький вміст золи, шкідливих речовин; можливість повної автоматизації процесу спалювання; відновлюваність вихідної сировини; можливість вторинного використання відходів (золи в якості добрива).

В розрізі Тернопільської області, яка характеризується середніми показниками по Україні по збору зернових культур, а відповідно і соломи, динаміка обсягу біомаси зернових культур в розрізі 2010-2015 років станом на 1 вересня виглядає наступним чином – рис. 1 [3]. Виходячи з даних показників обсяг вирощеної соломи становить близько 1,5 млн/ тонн, з яких, частина біомаси використовується на заготівлю кормів та використання у вигляді добрив, проте значна частина 20-40% залишається незатребуваною. Дану кількість біомаси, а це 300-600 тис. тонн соломи раціонально переробляти на енергетичне паливо, з якого з урахуванням енергетичної цінності соломи 18,43 ГДж/т можна отримати 5,53-11,01 10⁶ ГДж енергії, що є еквівалентом кількості енергії, що виділяється при спалюванні 132-264 тис. тонн сирої нафти.

Рис.1. Динаміка обсягу біомаси зернових культур в Тернопільській області

Аналізуючи отримані результати, можна стверджувати, що використання альтернативного біопалива з відходів рослинного виробництва сільського господарства, зокрема соломи, дозволить підвищити енергетичну незалежність області та країни в цілому, створити екологічно безпечне, маловідходне виробництво, знизити собівартість основної продукції, економічно ефективно використовувати рослинні відходи, економно витрачати бюджетні кошти, що виділяються на закупівлю палива.

Список використаних джерел

1. Оцінка енергетичного потенціалу біомаси в Україні [Текст] / Г. Г. Гелетуха, Т. А. Железна та ін. // Промислова теплотехніка. – 2010. – Т.32. – №6. – С.58-65.
2. Гелетуха, Г. Г. Обзор технологий сжигания соломы с целью выработки тепла и електроенергии [Текст] / Г. Г. Гелетуха, Т. А. Железна // Экотехнология и ресурсосбережение. – 1998. – №6. – С. 3-12.
3. Статистичний щорічник Тернопільської області за 2014 рік [Текст]. – Тернопіль : Державна служба статистики України. – 2014.