ВВЕДЕНИЕ — Глобальная экономика, энергетика и централизация

Сейчас глобальная экономика переживает денежный и экономический кризис. В связи с этим обитатели, предприниматели и руководители стран начинают углубляться в поиски обстоятельств кризиса, для того чтоб в дальнейшем избежать схожих внезапных и быстрых колебаний рынка. Предпосылки ищутся как в принципах формирования экономики и бизнеса, так и в строении социальной системы и системы управления страны.

Какой бы ни была причина кризиса, в базе экономики каждой страны находится создание продуктов и энергетика. Исторически средства являются средством обмена продукта. Исходя из этого, чем больше продуктов произведено в стране, тем богаче будет страна и ее обитатели. Энергия, в свою очередь, нужна для обеспечения производства. Без энергии нереально было бы растить продукты питания, добывать полезные ископаемые, создавать продукты, возводить дома и тд.

Анализируя тенденции получения и производства энергии (тепла, электричества), создатели сделали вывод, что в главном доминирует принцип централизованности. Наибольший объем производства энергии нахлодится в руках огромных компаний нескольких государств. Потребителям энергии оказывается затруднительным избрать самый доступный и подходящий вид энергии.

Исходя из убеждений управления и развития, децентрализация является более действенной и надежной моделью разделения ресурсов. Децентрализованная система способна намного лучше реагировать на конфигурации в окружающей среде (рынок, политика) и адаптироваться к новым происшествиям. Централизованная система, в свою очередь, намного медлительнее реагирует на всяческие конфигурации, тем только усугубляя результаты конфигураций.

Тем можно заключить, что одной из обстоятельств сегодняшних экономических колебаний и заморочек является очень большая централизация ресурсов и энергии. Почти всегда централизация производства энегрии связана с большенными затратами на создание, переработку и транспортировку энергии и ресурсов. Большой задачей на завтрашний (а может быть уже и на нынешний) денек является поиск дешевеньких источников энергии, которую может быть будет недорого, просто и стремительно переработать и которая будет очень близко размещена к источникам употребления энергии.

Биомасса — самый действенный аккумулятор солнечной энергии

Есть разные виды энергии, но все таки первичным источником энергии является Солнце. Нередко считается, что первичными источниками энергии являются уголь, нефть, газ. Все таки, если углубится в суть вопроса, можно осознать, что все традиционные источники энергии являются побочными продуктами Солнца. Все ископаемые горючего представляют собой концентрированную биомассу, которая после долгого периода времени и сложных хим реакций преобразуется в тот либо другой вид горючего. В свою очередь биомасса (дерево, растения) является непостредственным продуктом Солнца. Без солнечной энергии не вырастают ни деревья, ни другие растения.

Исходя из убеждений химии, биомасса это углерод (С) в обычных либо сложных композициях с другими хим элементами — кислородом, водородом и тд. Углерод, в свою очередь является главным элементом, сжигая который (оксидируя с кислородом) может быть получить энергию в виде тепла, которое в последствии может быть переобразовать в другие виды энергии — пар, электричество и тд.

У использования биомассы в виде горючего есть ряд превосходств:

• Она доступна на 80% местности суши (кроме пустынь и полярных участков);

• Для ее получения не требуется огромных инвестиций;

• Большой обьем биомасс доступен в отходах от производства (щепки, трава, зерно, семяна и т.п.).

Исходя из убеждений экологии биомасса является безупречным топливом. Во-1-х, при разделении биомассы выделяется СО2, тепло и метан. В принципе тление биомассы это тот же процесс сгорания (оксидация) исключительно в более долгий период времени. Вследствии того, используя биомассу в виде горючего не нарушается природное равновесие — тепло, которое выделяется в процессе тления трансформируется в тепло, которое можно использовать для отопления домов и для получения других видов энергии. Во-2-х, биомасса при сгорании выделяет СО2, но в точно таких же количествах (либо даже меньше) в каких дерево либо неважно какая другая биомасса завлекает СО2 в процессе роста биомассы. В итоге фотосинтеза растения поглощает СО2, в процессе сгорания он выделяется в том же либо даже наименьшем объеме. В связи с этим, исходя из убеждений экологии, в природе сохраняется как равновесие выделения СО2, так и равновесие выделения тепла.

Преждевременное внедрение биомассы для получения тепла в мире не было настолько животрепещущим, так как фосильное горючее было доступно в большенном объеме и по относительно низким ценам. Сейчас в мире выслеживается тенденция подорожания. И в будующем так же предвидится подорожание, в связи с резким повышением употребления энергии, а так же в связи с иссякающими припасами ископаемого горючего. В свою очередь, глядя на технологии переработки биомассы, тенденция смотрится по другому:

• Все больший диапазон биомассы употребляется для получения термический энергии;

• Технологии переработки биомассы становятся дешевле и поболее действенными;

• Горючее из биомассы более размеренно в ценовом отношении и не дорожает так быстро как фосильное горючее (зависимо от определенной страны).

Предвидится, что в будующем внедрение энергии из биомассы только вырастет, под воздействованием вышеупомянутых причин. Животрепещущим будет вопрос — какие самые действенные формы обработки и хранения биомассы — как более отлично концентрировать биомассу (либо скопленную солнечную энергию), для того чтоб в последствии более отлично и просто ее можно было бы приобразовать в энергию.

Гранулка — более действенная форма скопления и использования биомассы

Биомасса, как горючее, употребляется в разных видах. Более обычным видом горючего биомассы являются дрова. Все таки у дров, как у горючего, есть ряд недочетов. Если глядеть исходя из убеждений будующих потребностей, перспективное горючее должно соответствовать последующим аспектам:

• Обычная и легкая транспортировка;

• Обычное и доступное хранение;

• Возможность заавтоматизировать процесс горения (нет необходимости людского присутствия для контроля процесса горения);

• Наибольшая эффективность горения (нет необходимости в дополнительной энегрии для сушки горючего либо его подготовки к процессу горения);

Гранулка биомассы как вид горючего на сто процентов соответствует вышеперечисленным требованиям. Гранулка — высушенная и спресованная биомасса таких размеров, что ее можно просто транспортировать, хранить, отлично спаливать и обеспечивать стопроцентно автоматический процесс горения.

Гранулка как вид горючего делается при помощи сушки и прессирования (щепки, трава, сено, торф, семяна и т.д.). В процессе производства биомасса сушится очень действенным методом, для того чтоб получить наивысшую отдачу в процессе сгорания. Сжигая мокроватую биомассу, в процессе сжигания тратится дополнительная энергия для сушки биомассы, в связи с этим увеличивается потребление горючего (транспортировка, цена хранения) и понижается теплоэффективность.

Более того, при производстве гранул биомасса сжимается в отношении от 1:7 до 1:10 от исходного объема биомассы. Например, 10 кубических метров щепок спресовываются в 1 кубический метр гранул. В сопоставлении с дровами, в единице объема гранул содержится вдвое больше калорий, чем в том же объеме дров. Даже совершенно высушенные дрова содержат на 30%-50% больше воды чем гранулки. В итоге транспортировка гранул более удачная, чем транспортировка хоть какой другой биомассы, поэтому как не перевозится «воздух» и «вода».

Уровень воды древесной породы в момент пресования колеблется от 12-14%. В процессе прессования под огромным давлением и под действием высочайшей температуры влага испаряется, в итоге чего гранулки древесной породы содержат воды в среднем около 8%-10%. В случае, если содержание воды древесной массы привышает 12%-14%, то гранулка разваливается.

У гранулки, как вида горючего есть и другой значимый плюс — для производства гранул не необходимы большие инвестиции. Создание гранул схоже с созданием сухого корма для скота либо комбикорма. Линию гранулирования биомассы может быть установить в любом месте, где доступен транспорт и электричество. В большинстве случаев переработка биомассы происходит в местах-источниках отходов биомасс (отходы от щепок, травы, зерна и т.д.). Создавать завод по гранулированию исходя из потребностей клиентов либо обычной логистики экономически неэффективно, так как создастся удорожание при транспортировке влажной и необработанной биомассы.

У гранулки, как вида горючего, есть ряд превосходств — начальные материалы являются отходами от другого производства, которые почти всегда просто выбрасываются, либо в худшем случае, за их сбор необходимо доплатить. По-этому для производства гранул вещественные вложения относительно малы. Производственные издержки тоже невелики — электричество, малое число работников, амортизация оборудования. К тому же оборудование для гранулирования можно установить зависимо от нужных мощностей — от нескольких кг в час, до нескольких тонн готовых гранул в час. В связи с этим, мощность гранулируемого оборудования и расходы можно упорядочить относительно объема начальных материалов (биомассы) либо требованиям рынка.

Если глядеть исходя из убеждений сжигания гранул, гранульное топливогранульное горючее сопоставимо с такими традиционными видами горючего как газ и нефть (сырая нефть, дизельное горючее). В отличае от дров и угля, гранулками можно сделать автоматизацию процесса горения — как автоматическую подачу горючего в топку, так и подачу объема (количества) горючего зависимо от нужного тепла и свойства горючего (теплоэффективности). Исходя из убеждений клиентов, автоматизация процесса горения очень нужна, так как больше клиентов желают созидать отопление собственных домов либо площадей как автономнный процесс.

В связи с этим у гранул, как вида горючего все есть достоинства для выполнения сегодняшних и будующих потребностей рынка:

• Обширно доступный диапазон сыря;

• Децентрализованное создание и распространение;

• Низкие производственные издержки;

• Автоматизация процесса горения.

Виды гранул и их сопоставление

Горючее / Идиница измерения
Влажность
%
Зола
%
Испаряющиеся вещества,
V%
Теплотворность
Kkaл/kг
Объем
kг/м3
Теплотворность, высушенные
при C0105, Kkaл/kг
Древесные гранулки
7,70
0,43
4320
649
Торфяные гранулки
10,30
2,4
4228
639
Гранулки из шелухи подсолнуха
8,22
5,14
4819
639
Тростниковые гранулки
9,85
2,60
4109
237
4416

Горючее / Идиница измерения
Влажность
%
Зола
%
Испаряющиеся вещества,
V%
Теплотворность
Kkaл/kг
Объем
kг/м3
Теплотворность, высушенные
при C0105, Kkaл/kг
Ячменное зерно
12,00
2,20
3,92
3860
548
4250
Пшеничное зерно
12,50
1,80
3,76
3770
524
4205
Ржаное зерно
10,00
1,50
3,97
3620
562
4000
Овсяное зерно
11,50
2,30
5,94
3800
513
4470

Вид древесной породы
Количество теплоты на 1kг
Kkaл
kJ
kw/h
ель
3900
16250
4,5
сосна
3800
15800
4,4
береза
3750
15500
4,3
дуб
3600
15100
4,2
бук
3450
14400
4,0
Свойства теплотворной возможности даны для влажности 7%. Сырая древесная порода плохо греет, плохо пылает, очень дымит и значительно уменьшает срок службы котла и дымоходной трубы. Мощность котла понижается до 50%, за счет издержек тепла на образование пара из содержащейся в древесной породе воды, расход горючего возрастет вдвое.

Класический вид гранул биомассы — из древесных щепок. Беря во внимание, что щепки являются отходами древесной обработки, это один из самых доступных видов начального материала. Такие страны как США, Канада, Бразилия, Швеция являются самыми большими производителями гранул в мире за счет высоко развитой промышленности обработки древесной породы и мебельного производства.

Древесные гранулки как биотопливо не оказывают отрицательного воздействия на окружающую среду, тем что в их составе сера и азот содержатся в жалких количествах и при правильном их сжигании в дыме фактически нереально констатировать оксид азота и диоксид серы. В свою очередь, фосильное горючее, такое как каменный уголь, нефтяные продукты и газ, в процессе сгорания выделяют их в значимом количестве.

Древесным гранулкам нужно соответствовать эталонам по изготовлению, которые обобщены в таблице ниже:

Технические данные
Черта
Геометрическая величина
поперечник 6; 8; 10 mm и длина до 3 поперечников (20; 25; 30 mm)
Большой вес спресовывания
650 — 750 кг/м3
Теплотворность
4100 — 4300 KKal/kг
Содержание песка и золы
0,5% — 1,5% от сожженного объема
Относительная влага
8 — 12%

В западной Европе, странах СНГ и Скандинавии более всераспространено внедрение 8мм гранул. Это разъясняется тем, что гранулки с таким поперечником можно использовать как в маломощных, так и в промышленных гранульных горелках. Изготовка таких гранул наименее энергоёмкое и эти гранулки просто транспортировать пнеймоническим транспортом.

Исходя из убеждений свойства, наилучшими являются гранулки из светлой древесной породы, поэтому как после их сгорания остается меньше всего золы (минералов), ведь гранулки светлой древесной породы делаются из незапятанной, без коры сушенной стружки, оставшейся после переработки либо ее измельченных обрезков. Так же неплохими числятся бежевые гранулки, разница в том, что такие гранулки создают из увлажненной стружки от разпилки, которая до гранулирования высушивается, в итоге чего древесная порода малость оксидируется и приобретает более черный окрас. Все таки в главном, чем темнее гранулки, тем больше риск, что в ее составе большее количество негорючей золы(минералов, песка), которая посла сгорания древесной породы остается в камере сжигания, которую в свою очередь почаще придется чистить. Такие гранулки обычно выполняются из древесной породы, в составе которой много древесной коры, поэтому как она в процессе роста дерева копит внутри себя много занесенного песка, а так же к ней прилипает много песка в процессе выработки леса.

Разница меж теплотворностью разных видов древесной породы ничтожна. Принципно принципиальное значение имеет история хранения древесного начального материала. Если опилки долгое время (более полугода) хрянятся влажными, под открытым небом, тогда в данной куче опилок началась реакция разделения, тление с выделением тепла, что со стороны смотрится как дымление. В итоге чего опилки значительно не теряя собственного зрительного вида (остаются сероватыми), значительно теряют свою энергетическую ценность и преобразуются в «траву». В свою очередь, если топить гранулками, произведенными из гнилостных опилок, придется растрачивать до 2-ух раз больше объема гранул для заслуги такого же результата, как если топить из новых древесных гранул. В сухом виде древесная порода не теряет свою энергетическую ценность даже при продолжительном хранении.

Все большее распространение получают гранулки из травы, скорлупы подсолнуха и других начальных материалов. На это существует огромное количество обстоятельств — растущее потребление энергии, удорожание обычных энергоресурсов, нехватка начальных материалов для производства гранул из древесной породы, развитие отопительных технологий (отопление гранулками худшего свойства).

У гранул, сделанных из твёрдых типов (не древесной породы) — трава, сено, зерна, торф, мякиш, скорлупа семян (либо так именуемые другие начальные материалы для производства гранул) — при сопоставлении с гранулками из стружки, есть больше недочетов:

• Большее количество золы и несгорающих материалов (включая песок), в итоге чего понижается нужный коэффициент сожжения горючего;

• Несгорающие материалы и пепел образуют больше копоти, в итоге чего резвее засоряется камера сгорания и конвективная часть котла, в связи с этим почаще требуется механическая очистка;

• Обычно температура плавления пепла у гранул из алтернативной биомассы ниже, в итоге чего пепел в камере сжигания плавится, засоряя отверстия для подачи воздуха горючему и выброшенные из горелки несгорающие материалы оседая на стенах топки котла, при плавлении образуют (стекло) гомогенное покрытие, которое уменьшает процесс термообмена.;

Невзирая на ети недочеты гранулки из алтернативнои биомассы становятся все более и поболее нужными, благодаря относительно низким ценам (в сопоставлении с гранулками из стружки), а так же благодаря их доступности и способности использовать в котлах с огромным объемом мощности.

Технологии сжигания гранул — достоинства и недочеты

Как это уже было рассмотренно преждевременное, у гранулки как у вида горючего есть много превосходств и перспектив на будующее в сравеннии с ископаемыми носителями энергии. Гранулки уже на данный момент подменяют газовое и жидкое горючее для получения тепла. Потребление гранул и их производимый объем раз в год вырастает и с каждым годом эта тенденция будет только усиливаться.

Все таки принимая решение о использовании гранул для обеспечения отопления, очень принципиальный фактор — выбор отопительной системы. Есть разные методики сжигания гранул и производители гранульных отопительных оборудований. Для выбора гранульного отопительных технологий, которое обеспечивает наивысшую эффективность сгорания и качество, нужно учесть ряд принципиальных причин.

1-ый — длинноватая конвективная часть либо путь угарного газа от топки до дымопровода. Сравнивая с жестким топливом (дрова, уголь), которое большая часть собственного тепла дает в камере сгорания в виде инфракрасного излучения, гранулки при сгорании 60%-70% тепла отдают конкретно через угарный газ. В связи с тем у котла по сжиганию гранул всегда будет малая камера сгорнаия (в какой забирается 30%-40% тепла) и длинноватая конвективная часть.

2-ой — вертикальное сгорание. В вертикальных горелках, когда пламя движется снизу ввысь, благодаря кострукции горелки и котла, гранулки на сто процентов сжигаются. В свою очередь, в горизонтальных горелках лёгкие не спаленные частички гранул выдуваются в камере сжигания в отсек для золы. Более того, в вертикальных горелках намного легче верно отрегулировать подачу воздуха для сгорания. Тем, обеспечиваетса верный процесс сгорания, в отличае от горизонтальной горелки, когда из несгоревших гранул, в итоге тления, выделяются улетучивающиеся газы, которые делают дополнительное загрязнение воздуха, поэтому как они не участвуют в процессе сжигания.

3-ий — деятельность с разными видами гранул. Почти всегда технологии разработаны для работы с безупречными гранулками (у каких низкое содержание пепла и шлака). Современные производители отопительного оборудования должны предлагать технологию, которая сумеет использовать гранулки из травы, торфа, скорлупы подсолнуха, у каких огромное содержание пепла.

4-ый — обычное сервис. Гранульное отопительное оборудование — непростая разработка, которая просит точности и свойства. Все таки важно создать технологию, которая будет ординарна в обслуживании, чтобы у клиента не появлялось заморочек с очисткой, обслуживанием и эксплуатацией. Более того — чем выше требования к технологии, тем огромным вызовом для производителя становится создание очень обычной технологии с как можно наименьшим количеством подвижных деталей, которые в итоге работы могут износиться.

5-ый — разработка для различных мощностей. Для адекватной оценки уровня технологии, предлагаемой производителем, можно проверить в каком спектре мощности производитель предлагает свою продукцию. Если предлагается только малая мощность (до 50 kW) отопительных котлов, это означает что предлагаемая разработка предназначина для отопления личных домов, где, может быть, развита автоматизация сжигания гранул, но нет решений поддерживающих огромные наргузни, для сжигания огромных мощностей. Те производители, которые могут предложить отопительные технологии от 100 kW до 1 MW могут претендовать на статус высоко развитых технологий, так как смогли соединить в действенной композиции разные характеристики работы котла и горелки.

В восточной Европе один из ведущих производителей отопительных систем на гранулках — компания GRANDEG (www.grandeg.lv), которая предлагает гранульные отопительные котлы как для личных домов, так и для промышленных нужд. Технологии GRANDERG обосновали своё качество на рынке государств СНГ работая с гранулками среднего и даже нисшего свойства, с гранулками из скорлупы подсолнухов и из торфа и даже работая в районе тундры.

Невзирая на все достоинства гранульных технологий, нужно так же упомянуть и о недочетах этих технологий исходя из убеждений нужд клиентов. В сопоставлении с классическими отопительными методами — газ, жидкое горючее — у
гранульных отопительных систем есть последующие недочеты:

• Образование шлака и золы, в связи с этим нужно часто очищать отопительное оборудование от пепла и других образований, приобретенных в процессе сжигания гранул;

• Необходимость часто (почаще либо пореже) чистить конвективную часть оборудования либо дымопровод;

• Необходимость пополнять ёмкость для гранул.

Перспективы гранульных отопительных технологий

Принимая во внимание зависимость мировой экономики от фосильного горючего, переход на горючее из биомассы не предвидится таким резвым и равномерным, как этого бы хотелось. Исключительно в ситуациях (как на Украина), когда страна либо регионы отключаются от газа либо электричества, обитатели начинают думать об других методах получения энергии.

Биомасса, как источник получения энергии, фактически не может иссякнуть, так как может возобновляться каждый год, естественным методом либо культивируется с человечексик вмешательством. В связи с этим у биомассы будет очень принципиальная роль в процессе существования населения земли. К тому же, этот вид горючего не наращивает рост парникового эффекта, более того, провоцирует его уменьшение — при большем выращивании биомассы, больше привлекается СО2, тем биомасса делает все условия по повышению ее внедрения. Немаловажен и тот факт, что создание биомассы наращивает независимость государств, сохранение валютных ресурсов в стране, развитие технологий в стране, провоцирует создание новых рабочих мест, выравнивает налоговую политику и т.д.

Естественно, думая об осознанной культивации биомассы, главной задачей является поиск действенной и скороспелой культуры (стеблевые растения, кустики, деревья, а так же тина и, может быть, планктоны), которая в маленький срок может дать очень большой прирост биомассы, которую, в свою очередь, может быть собрать и обработать с наименьшими затратами.

У граниулирования биомассы во всем этом процессе базовое значение, так как сухая либо очень спресованная биомасса может храниться фактически без каких или ограничений. Транспортироква и хранение гранулированной биомассы обычное и дешовое. Тем паче — гранулка автоматиччески и точно дозируется в топке, для обеспечения определенного объема энергии в конкретное время.

Заглядывая в будущее, у гранулированой биомассы (как малогабаритного, автоматического и химически контролируемого сжигаемого большая перспективa в переработке и сжиганию отходов. Наша планетка неотвратимо тонет в отходах, которые не перерабатываются, по-этому граниулирование является одним из решений, для того, чтоб конвертировать этот деффект в эффект, который будет всем полезен.