Интернациональная научно- практическая конференция « Малая энергетика-2005»

Дубинин В.С., Лаврухин К.М., Титов Д.П. (Столичный авиационный институт (ГТУ), Москва, Наша родина)

Ранее создатели проявили необходимость децентрализованного энергоснабжения на базе комбинированной выработки электронной и термический энергии в стопроцентно газифицированных регионах Рф, доказав возможность и экономическую необходимость подмены электроэнергии, вырабатываемой всеми газовыми электрическими станциями РАО «ЕЭС России» на электроэнергию, вырабатываемую газопоршневыми движками, приводящими электрогенераторы, и, отчасти, паропоршневыми движками [1-8]. Таковой наш подход сейчас уже одобрен учеными Сибирского Энергетического Института им. Л.А. Мелентьева СО РАН [9]. Известны 1-ые практические результаты внедрения газопоршневых движков [10,11]. Предстоящее обсуждение внедрения газопоршневых движков просит раскрытия нами технических решений, содержащих ноу-хау и требующих патентования, потому пока не может быть. На данный момент мы работаем в направлении практической реализации нареченных технических решений. Потому свою теоретическую работу создатели хотят навести на подтверждение способности подмены централизованной выработки электроэнергии на децентрализованную и в не газифицированных регионах Рф.

И, таким макаром, обосновать, что монополизм РАО «ЕЭС России», а по его ликвидации, сетевой электрокомпании, совсем не является естественным не только лишь в газифицированных регионах Рф, да и в во всех других. Это животрепещуще, потому что только 44% термический энергии городских котельных вырабатывается на газе, 11% — на водянистом горючем, а остальное — большей частью, на угле [12]. Отчасти такая неувязка решается в другом докладе на этой конференции, где идет речь о мини-ТЭЦ на высокозольном угле. Их создание обеспечит децентрализованной электроэнергией только те регионы Рф, где есть дешевенький высокозольный уголь, потому что транспортировать его на далекие расстояния экономически нецелесообразно вследствие его низкой теплотворной возможности. Не считая того, работа на нем в топках кипящего слоя является экологически применимой, но не экологически незапятанной. Традиционные методы сжигания очень загрязняют атмосферу летучей золой, окислами серы и др.

Кардинальным решением трудности защиты атмосферы от вредных выбросов в энергетике явился бы переход на экологически незапятнанное горючее, не содержащее серы и золы. Беря во внимание это, компания TRW (США) разработала в 80-х годах прошедшего века способ глубочайшего обогащения угля, получивший заглавие Гравимелт. Этот способ позволяет, используя низкосортный высокосернистый уголь с теплотой сгорания приблизительно 3890 ккал/кг, получить угольную пыль либо брикеты с содержанием серы 0,1-0,3%, зольностью от 0,3-1% и теплотой сгорания приблизительно 6920 ккал/кг [13].

В критериях Рф, имеющей четвертую часть глобальных припасов древесной породы [14], на наш взор более целесообразен другой способ получения экологически незапятнанного горючего высочайшей теплотворной возможности. Это — получение из отходов древесной породы и растительных отходов сельхозпроизводства древесного угля и древесной смолы с следующим брикетированием древесного угля, используя смолу как связывающее. Беря во внимание, что древесная порода имеет наименее 1% зольности и практически полное отсутствие серы [15], такое искусственное горючее будет иметь зольность на уровне горючего, приобретенного по технологии Гравимелт, но в отличие от него, полной отсутствие серы. При всем этом, летучая зола будет иметь наименее вредный состав, потому что в ней — не достаточно окиси кремния, вызывающей силикоз. Таким макаром, идет речь о горючем более экологически чистом, чем природный газ, который при сжигании в городских котельных непременно одорируют этилмеркаптаном.

Это вещество содержит серу, в итоге, при сгорании одорированного природного газа загрязняется атмосфера окислами серы.

Дрова и отходы древесной породы сами по для себя являются экологически незапятнанным топливом, но их можно использовать лишь на месте получения в связи с низкой теплотой сгорания 1-го кг и, тем паче 1 м3, что делает транспортировку экономически нецелесообразной. В табл.1 приведены данные по различным топливам, взятые из [15].

Перевоплощение отходов древесной породы в горючее с насыпной плотностью более 0,9т/ м и низшей теплотой сгорания около 7000 ккал дает транспортабельное горючее, применимое для сжигания на всей местности Рф.

Принципным различием такового горючего является возможность его малотоннажного, рассредоточенного производства на месте выработки древесных отходов. Научная группа МАИ «Промтеплоэнергетика» вместе с другими организациями готова к разработке компактной установки для производства такового горючего на базе современных технических решений из области больших технологий при наличии финансирования. Подразумевается, что, в отличие от антрацита, форма горючего будет стандартной и соответствовать размерам древесных пеллет, что прирастит его насыпную плотность и позволит использовать более обыкновенные по конструкции системы подачи, в том числе, в топки, работающие под наддувом. Это значит возможность сотворения компактных паровых котлов, а, как следует, паросиловых установок с массогабаритными параметрами, применимыми для установки на трактора, комбайны, грузовые авто. Таким макаром, проявляется перспектива в каждом сельхозпредприятии иметь установку по производству такового горючего из местного сырья.

Заменив на сельхозтехнике дизели и карбюраторные ДВС на паросиловые установки, получим высокорентабельное сельхозпроизводство, никак не зависящее от наружных поставок дорожающего горючего.

Летом такая установка обеспечит топливом сельхозтехнику и автономную электрическую станцию, зимой вырабатываемое ей горючее будет употребляться для отопления и электроснабжения.

Приблизительно оценим цена такового горючего. Вышеупомянутая разработка Гравимелт дает цена искусственного горючего 69 долл/т при стоимости начального угля 25 долл/т [13]. Ясно, что более обычная разработка, не требующая использования наружных энергоресурсов и нулевая цена отходов древесной породы даст стоимость горючего, наименьшую 69-25=44долл/т, либо, беря во внимание теплоту сгорания приобретенного горючего, те же 44 долл/т.у.т.

Цена литра дизтоплива до конца 2005 года — приблизительно 0,5 бакса. С учетом плотности и теплоты сгорания дизтоплива тонна условного горючего для дизтоплива будет стоить 500*7000/(10100*0,86)=402,9 долл/т.у.т.

Таким макаром, цена за тонну условного горючего искусственного угля будет более чем в 10 раз дешевле дизельного горючего. Если это горючее будет выполняться в собственном хозяйстве, то не будет ни НДС, ни торговых наценок, потому стоимость такового горючего будет совершенно низкой.

В [15] приведены характеристики вероятной добычи древесной породы (создание дров). Это — при использовании древесных отходов на лесосеках в количестве 10% от имеющихся отходов. Годичная добыча твердого горючего в год может составлять 38 млн. тонн условного горючего [15].

В 2001 г для производства электроэнергии в Европейской части Рф было израсходовано количество газа, эквивалентное 154 млн. тонн условного горючего [16]. Таким макаром, более четверти электроэнергии, производимой в европейской части Рф, можно производить из предлагаемого искусственного горючего, если развернуть добычу дров, фактически без учета отходов. На местности Рф в целом продуцируется 14-15 миллиардов. тонн биомассы. Энергия хим связей этого количества биомассы соответствует 8200 млн. т.у.т. [17].

При всем этом в 2000 г. выработка тепла в котельных Рф равнялась всей централизованной выработке тепла и электроэнергии — 1600 миллиардов. кВт*ч термический энергии [18] либо 1600*860/7000=196,6 млн. т.у.т. Таким макаром, всю электроэнергию Рф, получаемую при сжигании органического горючего и огромную часть термический энергии можно выработать, используя только 2,39% раз в год произрастающей в Рф биомассы для сжигания в топках котлов. Это будет экологически незапятнанная выработка энергии, потому что пока фактически вся эта биомасса, в конечном счете, гниет (окисляется) и выделяет в атмосферу углекислый газ. То же самое будет при ее сжигании. Таким макаром, в атмосферу никакого дополнительного углекислого газа от энергетических установок не поступит, в отличие от сжигания ископаемых топлив. Это в особенности животрепещуще в связи с подписанием Россией Киотского протокола. В [14] указывается, что без нанесения вреда лесным плантациям можно раз в год перерабатывать для энергетики до 0,16% либо 130 млн. м3, т.е. 65 млн. тонн. Энергоемкость этого объема древесной породы — 1,1*1018 Дж либо 1,1*1018*2,39* 10-4/7000 = 3,75*1010 кг условного горючего = 37,5 млн. т.у.т.

Масса скопления в Рф за год травы злаковых и крупяных культур составляет 80-100 млн. т [14]. Принимая приблизительно теплоту ее сгорания равной теплоте сгорания древесной породы, имеем еще от 90 млн. т. травы 90*37,5/65=51,9 млн. т.у.т.

Таким макаром, всего от древесной породы и травы имеем 37,5+51,9=89,4 млн. т.у.т.

Другими словами, практически половина всей электроэнергии Рф, получаемой на термических электрических станциях, может быть выработана без использования ископаемого горючего. Неувязка тут — в том, что это горючее экономически труднодоступно, потому что его экономически нецелесообразно транспортировать. Только его децентрализованная конверсия в искусственное жесткое горючее, о чем говорилось выше, делает его легкодоступным.

Тут нужно увидеть последующее. Чтоб лес был в неплохом состоянии, его нужно рубить, по другому он больше потребляет кислорода при тлении, чем выделяет. Неувязка Рф — в том, что рубится только 20% того количества леса, которое нужно рубить [19]. По разным оценкам, научно обоснованная годичная лесосека составляет от 500 до 600 млн. м3, но раз в год остается до 500 млн. м3 перезрелой древесной породы [20]. Таким макаром, приведенные выше данные [14] (130 млн. тонн) — вправду малые. Если использовать для энергетики всю перезрелую древесную породу, то получим в год не 37,5 млн. т.у.т., а 37,5*500/130=144,2 млн. т.у.т.

Cтраницы: 1 | 2 | последующая >>

скачать архив.zip(76 кБт)

Обсудить на форуме

Другие Статьи