 |
Биоэнергетика и возможности переработки бытовых отходов.
|
|
|
|
Биоэнергетика – это энергетика, основанная на использовании биотоплива.
Биоэнергетика – это наука, изучающая механизмы и закономерности преобразования энергии в процессах жизнедеятельности организмов, энергетические процессы в биосфере. Наряду с этим, в последнее время сюда относят и процессы, связанные с образованием биомассы и ее использованием для получения энергии в промышленных целях. Биомасса – общая масса растений, микроорганизмов и животных, приходящаяся на единицу площади или объема их обитания. Численно она выражается в массе сырого или сухого вещества (кг/м2; кг/га; кг/м3 и т. д.). Биомассу растений называют фитомассой, животных организмов – зоомассой.
Биомасса – наиболее перспективный и значительный возобновляемый источник энергии в республике, который может обеспечивать до 15% ее потребностей в топливе.
Основа биомассы - органические соединения углерода, которые в процессе взаимодействия с кислородом при сгорании или в результате естественного метаболизма выделяют теплоту.
Первоначальная энергия биомассы возникает в процессе фотосинтеза под действием солнечного излучения.
Среди основных энерготехнологических методов переработки биомассы можно выделить:
* термохимический метод;
* биохимический метод;
* агрохимический метод.
Термохимический метод переработки биомассы.
Пиролиз - процесс нагревания биомассы либо в отсутствие воздуха, либо за счет сгорания некоторой ее части при ограниченном доступе воздуха или кислорода. КПД процесса пиролиза достигает 80-90 %.
В качестве исходного энергетического продукта в процессе пиролиза могут использоваться:
* органическое топливо (уголь, сланцы, торф и т. д.);
|
|
|
* древесные отходы;
* сельскохозяйственные отходы (солома, ботва растений и т. п.);
* биобрикеты и т. д.
Биохимический метод переработки биомассы
Анаэробное разложение - процесс получения энергии из биомассы микроорганизмами (анаэробными бактериями) в отсутствие или при недостатке кислорода и света. Полезный энергетический продукт этого процесса - биогаз.
Биогаз - смесь углекислого газа (СO2) и метана (СН4). Энергетическая эффективность процесса сжигания биогаза может достигать 60-90 % эффективности сжигания сухого исходного материала.
Агрохимический метод переработки биомассы
Экстракция топлив - процесс получения жидких или твердых топлив прямо от растений или животных.
Продукцию растений можно разделить на следующие категории:
• семена - подсолнечник с массовым содержанием масла до 50 %;
• орехи - пальмовое масло, копра кокосов с массовым содержанием масла до 50 %;
• плоды - оливки;
• листья - эвкалипт с массовым содержанием масла до 25%;
• сок растений - сок каучука;
• продукты переработки отходов растений -- масла и растворители до 16 % сухой массы (например, скипидар, канифоль, маслянистые смолы и т. д.).
Возможна организация ферм по производству агрохимических топлив на основе перечисленных выше растений. Вместе с тем получаемые таким образом продукты по своим химическим свойствам могут быть гораздо ценнее, чем просто топливо.
Биоэнергетические станции по сравнению с традиционными электростанциями и другими невозобновляемыми источниками энергии являются наиболее экологически безопасными. Они способствуют избавлению окружающей среды от загрязнения всевозможными отходами.
Одним из альтернативных источников топлива на основе возобновляемых биологических источников является дизельное биотопливо из растительных масел, в том числе из масла рапса.
Республика Беларусь располагает около 5 млн. гектаров пахотных земель, в том числе 25 процентов из них пригодны для выращивания рапса. Эффективное использование этого ресурса может обеспечить в перспективе производство 600-800 тыс. тонн дизельного биотоплива в год, то есть в значительной мере обеспечить внутренних потребителей биотопливом. За счет создания и внедрения в производство высокопродуктивных и зимостойких отечественных сортов рапса появилась возможность возделывания этой культуры также и в северо-восточных регионах республики - Витебской и Могилевской областях и расширения посевных площадей почти в два раза.
|
|
|
Одним из перспективных направлений развития топливной биоэнергетики является создание производств биобутанола - бутилового спирта, получаемого из растительного сырья и гидролизатов древесины с использованием штаммов-продуцентов типа C. acetobutylicum. В отличие от этанола бутанол является более качественной добавкой к бензину.
В Республике Беларусь из отходов переработки древесины производят топливные гранулы (пеллеты) открытые акционерные общества «Пинскдрев» и «Экогран» (г. Бобруйск). Вместе с тем ресурсы растительного сырья в республике позволяют радикально увеличить мощности по выпуску топлива из этого сырья. Помимо древесины для этого можно использовать солому зерновых культур и рапс.
В Беларуси создана программа мероприятий по развитию биоэнергетики
Их цель - разработка микробиологических и химических технологий получения различных видов биотоплива и создание их производства в Республике Беларусь. Финансироваться они будут за счет средств республиканского бюджета, выделяемых на научную, научно-техническую и инновационную деятельность в установленном порядке, а также иных источников.
Весьма многообещающе для Беларуси использование в качестве биомассы отходов животноводческих ферм и комплексов.
Получение из них биогаза может составить около 890 млн. м3 в год. Сдерживающим фактором развития биогазовых установок в республике являются продолжительные зимы, большая металлоемкость установок, неполная обеззараженность органических удобрений.
Малая гидроэнергетика.
Развившийся в 1973 г. энергетический (нефтяной) кризис побудил многие страны не
|
|
|
только к энергосбережению и поиску новых нетрадиционных источников энергии, но и
возобновил интерес к возможностям малой гидроэнергетики.
Классификация малых ГЭС
1. малые ГЭС - от 1 до 10 МВт.
2. мини- ГЭС - от 0,1 до 1 МВт.
3. микро- ГЭС - мощностью до 0,1 МВт.
4. пико- ГЭС - мощностью до 0,1 МВт
В современных условиях использование гидроресурсов рек Беларуси представляется перспективным для решения проблемы уменьшения зависимости энергетики республики от поставок импортных топлив, а также улучшения экологической обстановки. Энергия водотоков давно используется человеком, и широкое освоение гидроэнергетических ресурсов базируется как на практическом опыте, так и на новых достижениях.
В настоящее время к объектам малой гидроэнергетики принято относить ГЭС мощностью до 30 тыс. кВт, причем гидроэлектростанции мощностью менее 100 кВт принадлежат к категории микроГЭС. Они создаются обычно на небольших реках, и с них началось в 50-е гг. основательное освоение гидроэнергетических ресурсов Беларуси.
Согласно Концепции энергетической безопасности Республики Беларусь, к 2020 г. за счет гидроресурсов можно получить до 0,8–0,9 млрд кВт · ч в год и, соответственно, заместить 220–250 тыс. тонн условного топлива. Однако чтобы реализовать такие грандиозные планы, сделать предстоит немало. Это и возведениекаскадов ГЭС на основных водных артериях, и строительство новых мини-ГЭС на малых реках, а также восстановление заброшенных мини-станций с частичной заменой их оборудования.
Надо сказать, что основной гидроэнергетический потенциал РБ сосредоточен на трех реках: Западной Двине, Немане и Днепре. На Западной Двине намечено сооружение каскада из четырех ГЭС: Верхнедвинской, Полоцкой, Бешенковичской и Витебской.
На реке Неман - каскад из двух ГЭС: Гродненской и Немновской,
На реке Днепр - каскад из трех ГЭС: Оршанской, Шкловской и Могилевской
|
|
|
