БИОМАССА Как источник энергии

Эксплуатационные и стоимостные характеристики

Оборудование энергетического хозяйства включает приобретение участ­ка, подготовку и усовершенствование участка, устройство подъездных путей, размещение постоянного оборудования, такого, как дожде­вальные установки, колодцы и насосы, посадку растений.

Приобретение участка. Участок может быть либо куплен, либо арен­дован. Согласно рассматриваемой модели, участок арендуется на дли­тельный период с 6%-ной оплатой рыночной стоимости аренды в год. Модель предусматривает также, что лес (модули 1-6 на рис. 1) будет расположен в пределах географического района площадью, в десять раз большей чем засаженная площадь хозяйства; это означает, что располо­жение хозяйства будет влиять на расходы по транспортированию биомассы.

Подготовка участка. Для успешного функционирования хозяйства требуется экстенсивная подготовка участка [64-68]. Она включает очистку территории от имеющейся растительности, разрыхление почвы и сжигание кустарника, вспашку, дискование, почвоуглубление и приме­нение необходимого количества гербицидов. Работы по улучшению участка могут включать его дренажирование и выравнивание. Расходы, связанные с подготовкой участка и включаемые в стоимость производ­ства биомассы, приведены в табл. 3. Достоверность этих расходов под-

Таблица 3. Расходы по сооружению лесоводческого энергетического хозяйства [60] "

Оценка, долл./га

Вид работы Вариант

Минимальный средний максимальный

Подготовка и окультуривание земли

Лесистая земля:

Зрелый лес,

568

568

865

Лесистые участки фермы

284

432

568

Открытая земля:

Пастбища,

87

161

235

Пахотная земля

12

30

42

Немощеные рабочие дороги

865

1297

1730

Ирригационная система:

Стационарное оборудование (насосы,

Колодцы, трубопроводные маги­

Страли),

284

Подвижное и переносное оборудова­

Ние (тракторы, дождевальные ма­

Шины, дизельные машины, ди­

Зельные двигатели, вспомогатель­

Ное оборудование)

420

Итого

704

Посадка, включая посадочный инвентарь

321

692

Твердили результаты исследований, проведенных на участке, располо­женном в шт. Южная Каролина.

Рабочие дороги. Чтобы свести к минимуму перемещение оборудова­ния по засаженным площадям, на территории энергетического хозяй­ства предусматривается создание сети улучшенных рабочих дорог. Та­кая сеть состоит из параллельных рабочих дорог, разделенных расстояниями, достаточными для обеспечения движения комбайна, ис­пользуемого для наполнения прицепов древесной щепой. Общая протя­женность дорог для хозяйства производительностью 617 750 т биомассы печной сушки в год с периодом оборота в шесть лет составляет 730,5 км. Протяженность дорог на каждый засаженный квадратный ки­лометр зависит от продуктивности участка. Расходы на строительство немощеных дорог шириной 7,6 м представлены в табл. 3.

Система ирригации. В энергетических хозяйствах могут быть исполь­зованы различные ирригационные системы: полив затоплением, полив с движением по кругу, струйчатое орошение. В рассматриваемой моде­ли с целью анализа использования ирригационной системы была взята самоходная дождевальная машина. Такая машина представляет собой водяную пушку, которая по мере движения машины разбрызгивает на орошаемые полосы струи воды. Вода к машине подается из заглуб­ленных трубопроводных магистралей по шлангам, которые тянутся за машиной при ее движении. В модели гипотетического энергетического хозяйства параллельные ирригационные полосы шириной 3,7 м отстоят друг от друга на расстояние 92 м и общая площадь ирригационных по­лос достигает 4% засаженной площади. Поэтому, чтобы обеспечить проектный уровень производительности хозяйства, необходимо при­обрести участок площадью на 4% больше, чем было запланировано для посадки деревьев. Расходы, связанные с использованием самоходной дождевальной машины, могут колебаться в широких пределах в зависи­мости от местных условий (табл. 3).

Посадка. Предполагается, что купленные саженцы или черенки твердых пород будут высажены механически по квадратно-гнездовой схеме размером 1,2 х 1,2 м (примерно 6735 деревьев на 1 га). Расходы иа посадку включают приобретение саженцев и посадочные операции (табл. 3).

Эксплуатация энергетического хозяйства. Годовые работы в энерге­тическом хозяйстве включают ирригацию модулей в период от первого до третьего года роста, внесение удобрений, контроль за сорняками в первый год роста, сбор урожая с одного модуля, транспортирование древесной щепы, техническое обслуживание оборудования и обеспечение крепления молодой поросли

Ирригация. Для полива в первые три года роста саженцев исполь­зуется вода из скважины, подаваемая с помощью описанной выше самоходной дождевальной машины. Расходы на рабочую силу и топли­во приведены в табл. 4.

Удобрение. Количество ежегодно требующихся удобрений опреде­ляется, исходя из заданной интенсивности роста культуры [11, 16, 71-73] и принимая коэффициент восстановления почвы равным 60%. Составные удобрения (мочевина, 46% N, суперфосфат, 46% Р205, хло­ристый калий, 60% К20) и известковые удобрения вносятся в почву в первый год оборота с помощью наземной техники. В течение каждого, из последних пяти лет периода оборота удобрения вносятся с помощью авиации, поскольку работе обычной наземной техники мешает выращи­ваемая культура. Расходы на внесение удобрений определяются с уче­том заключения долгосрочных контрактов на поставку, транспортиро­вание, погрузку, разгрузку и хранение удобрений и в среднем рассчитаны на шестилетний период оборота (табл. 4).

Контроль за сорняками. Как показали результаты многих исследова­ний, важное значение для хозяйства и роста саженцев имеет борьба с сорняками, особенно в первый год после посадки. Поэтому в модели энергетического хозяйства предусмотрена обработка почвы с помощью дисковых орудий (или эквивалентным механическим методом), которая должна проводиться в течение первого сезона роста после посадки са­женцев и после каждого сбора урожая. Предполагаемые расходы на эти операции приведены в табл. 4.

Сбор урожая производится путем срезания стволов иа уровне земли

Таблица 4. Расходы по эксплуатации лесоводческого энергетического хозяйства [60]

Оценка (по ценам 1978 г.), долл.

Вид работы Вариант

Минимальный средний максимальный

Ирригация

Рабочая сила, долл./га в год

10

Топливо, долл./га в год

106

Итого, долл./га в год

116

Удобрение

Удобрение и известь, долл./га в год

49

67

Ill1»

Внесение удобрений, долл./га в год

12

17

30

Итого, долл./га в год

61

84

141

Борьба с сорняками, долл./га в год

15

20

25

Сбор урожая, долл./га в год

42

59

74

Транспортирование, долл./т биомассы

4,2

5,8

8,0

Печной сушки

Планирование, долл./срок службы фермы

667170

Надзор, долл./год

914 270

Обслуживающий персонал, долл./год

123 550

11 Минимальный, средний и максимальный расходы относятся к уровням производительности 12,2; 19,8 и 29,7 т биомассы печной сушки иа 1 та в год соответственно.

С последующим дроблением биомассы, стволов и ветвей и пневматиче­ским транспортированием щепы в прицеп уборочной машины. Щепа хранится в резервных полевых хранилищах. Полевые испытания, прове­денные в шт. Джорджия, показали, что двухлетние поросли платана можно собирать с помощью комбайна для уборки кукурузы на силос [18]. По своим техническим характеристикам комбайн для уборки уро­жая энергетического хозяйства должен иметь пропускную способность, равную 60 т массы печной сушки, эксплуатационную скорость 0,8-4,8 км/ч, ширину захвата режущего аппарата 244 см, расход топлива при максимальной нагрузке 57 л/ч и преодолевать неровности с 30%-ным углом наклона. Предельные эксплуатационные расходы та­кого комбайна даны в табл. 4; они отражают расходы при различных рельефах местности, выходах продукции с единицы площади и затратах рабочей силы.

Чтобы извлечь все преимущества из шестилетнего периода оборота роста растений и избежать вредного действия восстановления поросли к следующему сезону, сбор урожая производят в период покоя. Тягачи доставляют прицепы, наполненные дробленой биомассой, в пункты ее хранения. Для обеспечения правильного хранения дробленой массы важно не допустить потерь биомассы в процессе ее хранения в резуль-

6-89 тате микробиологической активности и окисления, а также исключить возможность самовозгорания. Для этого необходимо принять соответ­ствующие меры предосторожности, а именно ограничить высоту насып­ного слоя дробленой массы и механическое ворошение этого слоя. Можно наладить круглогодичный сбор урожая (однако существует ве­роятность того, что это приведет к снижению продуктивности) либо хранить цельные деревья. В этом случае потребуется другой тип убо­рочной машины и, кроме того, возникнут новые проблемы, связанные с транспортированием биомассы.

Транспортирование дробленой биомассы из районов полевого хране­ния на заводы по производству энергии осуществляется грузовым авто­мобильным транспортом с полуприцепами, снабженными гидравличе­скими опрокидывателями. Прицепы нагружаются из буртов фрон­тальными погрузчиками. Пределы значений транспортных расходов (не считая расходы на техническое обслуживание и амортизацию) представ­лены в табл. 2; колебания расходов обусловлены расстоянием перевоз­ки, ставками заработной платы, стоимостью топлива и скоростями дви­жения по дороге.

Техническое обслуживание. Предполагается, что на техническое об­служивание оборудования энергетического хозяйства расходуется 10% стоимости ежегодно приобретаемого оборудования. К этому оборудо­ванию относятся уборочные машины, грузовые автомобили, тракторы и прицепы, погрузчики, ирригационные системы, наблюдательные ма­шины. Предполагается также, что расходы на техническое обслужива­ние рабочих дорог составят 71,5 долл. на 1 км в год.

Эксплуатационные расходы включают расходы на планирование, надзор и полевое техническое обслуживание. При этом расходы на пла­нирование составят примерно 270000 долл., на персонал для осущест­вления надзора -370000 долл. в год и на персонал, обеспечивающий по­левое техническое обслуживание,-50 000 долл. Капитальные затраты включают расходы на наблюдательные машины и машины полевого технического обслуживания.

БИОМАССА Как источник энергии

ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ

Комплекс по производству этанола, где полностью используется сырье (например, пшеничные зерна (рис. 4)), может дать положительный энер­гетический эффект. Такой комплекс включает установку для пронзвод- Ства этанола и промышленного типа хозяйство для откормки рогатого скота. В энергетическом балансе учитывается энергия, расходуемая на выращивание пшеницы, и энергия для производства пара.

Кислород

Микроорганизмы, ответственные за производство этанола фермента­цией, являются факультативными, так как они могут развиваться как при наличии кислорода, так и без него. В присутствии кислорода из на­чального субстрата образуется больше клеточной массы (в 5-10 раз больше, чем в анаэробных условиях), и скорость роста ее увеличивается. Другими словами, аэрацией можно увеличить выход клеточной массы и интенсивность процесса.

Тепловой и энергетический к. п. д

Для составления энергетического баланса необходимо точно опреде­лить границы рассматриваемой системы. Энергетический к. п.д. может быть использован для оценки к. п.д. различных систем по переработке биомассы. Однако в тех случаях, когда процесс переработки биомассы включает стадии производства энергии (например, водяного пара или электроэнергии), более полезным будет сравнение термодинамических к. п. д., поскольку последний дает возможность установить, какая из си­стем для производства работы (энергии) лучше по сравнению с идеаль­ной.

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.