БИОМАССА Как источник энергии

ОЦЕНКА ОТХОДОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ

На основании данных по изучению заготовок леса в юго-восточных со­сновых лесах США остается около 80% биомассы [27]. Энергия го­довых отходов, образующихся на деревообрабатывающих заводах США, составляет более 74-1016 Дж, что эквивалентно 17,7 млн. м3 не­фти, или примерно 1,2-2,0% годового потребления нефти в стране [28]. Тем не менее в пяти регионах США (рис. 2) общее количество отходов сельскохозяйственных культур (табл. 8) более чем в шесть раз превы­шает количество отходов леса (табл. 9). Из 16 сельскохозяйственных растений, выбранных для оценки, пшеница, кукуруза и соевые бобы дают 35% доступных отходов.

В то же время по энергосодержанию отходы пшеницы, кукурузы

ОЦЕНКА ОТХОДОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ

Рис. 2. Карта континентальной части США, разделенной на регионы, принятые в настоящем исследовании.

Таблица 8. Региональные и общие постране ресурсы отходов 16 основных сель­скохозяйственных культур

Сельскохозяйственная культура Региональные отходы, млн. т на сухую массу Всего по — стране

I

II

ІП

IV

V

Пшеница

33,6

53,1

17,9

2,0

17,2

123,7

Кукуруза

1,46

33,9

1,8

4,8

39,7

81,6

Соевые бобы

0,0

23,7

8,0

11,5

34,9

78,2

Овес

0,9

10,3

0,7

0,45

5,8

18,2

Картофель

10,9

1,8

0,18

0,6

4,7

18,2

Ячмень

10,3

5,9

0,27

0,18

1,08

17,4

Сахарная свекла

8,2

3,0

0,18

0,0

1,08

12,4

Сорго, зерно

0,7

4,1

5,8

0,18

0,09

10,9

Рисовая солома

1,7

0,09

5,3

0,36

0,0

7,4

Сахарный тростник

0,0

0,0

1,5

1,9

0,0

3,4

Хлопок

0,8

0,09

1,2

0,6

0,0

2,7

Арахис

0,0

0,0

0,06

1,6

0,18

2,2

Отходы сахарного

Трост-

Ника

0,0

0,0

0,45

0,6

0,0

1,09

Рожь

0,9

0,5

0,09

0,18

0,36

1,3

Семенные травы

0,45

0,09

0,0

0,0

0,0

0,5

Рисовая шелуха

0,09

0,0

0,18

0,0

0,0

0,27

Всего

69,19

136,48

43,41

24,0

259,89

279,46

И соевых бобов составляют 74% общего количества отходов сельскохо­зяйственных культур (табл. 10). Согласно расчетам, энергия, которая может быть получена из отходов сельскохозяйственных культур, более чем в пять раз превышает энергию, которая может быть получена из отходов леса (табл. 11 и рис. 3).

Географическое распределение доступных отходов имеет важное зна­чение при определении площади для обеспечения необходимого количе­ства биомассы. Так, например, для 1 млн. т кукурузного силоса требует-

Таблица 9. Региональные и общие По стране ре­сурсы отходов продуктов леса

Регион

Количество отходов, млн. т иа сухую массу

I

19,2

II

1,7

III

8,6

IV

19,5

V

12,5

Всего по США

61,5

/

Таблица 10. Содержание энергии в региональных и общих по стране отходах основных сельскохозяйственных культур

Содержание энергии в региональных Всего

Отходах, Дж-10" по США

I

II

Ш

IV

V

554,8

925,6

3(1,2

35,5

300,9

2128,0

592,3

592,3

30,9

83,1

693,6

1423,2

0,0

415,1

139,0

200,8

482,0

1236,9

15,7

178,5

13,0

7,4

102,5

3(7,1

188,1

32,1

3,2

10,7

82,8

316,9

174,6

102,4

4,1

3,5

19,7

304,3

142,5

52,2

3,3

0,0

18,9

216,9

(2,3

70,6

(02,8

2,6

1,8

190,1

30,6

0,7

91,8

6,8

0,0

129,9

І 0,0

0,0

26,5

32,4

0,0

58,9

14,8

1,1

20,1

10,5

0,0

46,5

0,2

0,0

7,0

28,6

2,9

38,7

0,0

0,0

8,5

10,3

0,0

18,8

0,7

8,7

1,4

2,4

5,5

18,7

7,1

2,0

0,1

0,2

0,3

9,7

0,8

0,0

2,5

0,2

0,0

3,6

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

(165,5

2381,3

765,4

435,0

(7(0,9

6458,1

Сельскохозяйственная культура

Пшеница Кукуруза Соевые бобы Овес

Картофель Ячмень

Сахарная свекла, полевая

Сорго, зерно Рисовая солома Сахарный тростник, полевой Хлопок Арахис

Отходы сахарного тростни­ка

Рожь

Семенные травы Рисовая шелуха Жом сахарной свеклы Всего по США

Ся: в шт. Иллинойс 2476 км2, в шт. Айова 2890,5 км2, в шт. Небраска 7777,8 км2 и 53 957,7 км2 на высоких равнинах Техаса [29].

Регион II располагает наибольшим количеством отходов сельскохо­зяйственных культур и наименьшим количеством отходов леса, в то время как регион IV располагает наибольшим количеством энергии

Таблица 11. Содержание энергии в региональных и общих по стране отходах

Регион Содержание энергии, Дж-1015

I TOC \o "1-3" \h \z 384,9

II 34,9

III 171,7

IV 389,9

V 251,1 Всего по США (232,5

500

- еоо

И

400

-500

300

-400

Гоо

- 300

Т

100

- 200

Щ

50

- 100

Ш

10

- 50

Щ

0

- 10

Щ

500

- BOO

ES

400

- 500

Щ

300

- 400

Ш

ЕЗ

Гоо

- 300

100

- 200

ЕЗ

50

- 100

10

- 50

0

- 10

Ц

500

- 600

ES

400

- 500

Щ

300

- 400

Т

200

- 300

ЕЗ

100

- гоо

В

50

- 100

10

- 50

0

- 10

ОЦЕНКА ОТХОДОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ

Рис. 3. Отходы сельскохозяйственных культур (о), продуктов леса (б) и сум­марные отходы (в) штатов (1,055 -1015 Дж).

Штат

Энергия отходов,

Дж-1013

Вашингтон

305,0

Айдахо

216,3

Монтана

274,3

Колорадо

113,2

Юта

20,1

Нью-Мексико

24,6

Аризона

47,5

Невада

5,5

Калифорния

370,4

Орегон

212,5

Итого

1589,3

Регион II

Штат

Энергия отходов,

Дж-10"

Миннесота

384,5

Айова

505,4

Миссури

216,8

Канзас

452,8

Небраска

307,2

Южная Дакота

157,0

Северная Дакота

392,9

Итого

2416,6

Регион III

Штат

Энергия отходов,

Дж-1015

Арканзас

215,7

Луизиана

157,5

Техас

371,2

Оклахома

190,4

Итого

934,8

Таблица 12. Общее содержание энергии в доступных отходах сельского хозяйства и леса по штатам и регионам США

Регион і

Штат

Штат

Регион IV

Энергия отходов, Дж-1015

Северная Каролина 110,5

Южная Каролина 74,7

Джорджия 179,0

Флорида 78,0

Алабама 145,9

Миссисипи 155,0

Теннесси 80,9

-Итого 824,0

Регион V

Энергия отходов, Дж-1015

Мэн 64,8

Нью-Гэмпшир 57,0

Вермонт 4,2

Массачусетс 2,4

Род-Айленд 1,3

Коннектикут 16,9

Нью-Йорк 39,7

Нью-Джерси 7,7

Пенсильвания 57,1

Делавэр 14,2

Мэриленд 44,2

Виргиния 63,5

Западная Виргиния 51,4

Кентукки 80,7

Огайо 279,8

Индиана 315,2

Мичиган 151,6

Иллинойс 632,0

Висконсин 110,5

Итого 1994,1

Всего по США 7758,8-1015

В отходах леса, но наименьшим количеством ее в отходах сельскохозяй­ственных культур. Регионы III и IV располагают примерно половиной энергии, содержащейся в отходах, по сравнению с тремя остальными регионами, регион II располагает наибольшей энергией в отходах, рав­ной примерно 30% энергии отходов всей континентальной части США (табл. 12).

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@inbox.ru
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.