БИОМАССА Как источник энергии

Составляющие расходов на производство биомассы

Из данных табл. 5 видно, что эксплуатационные расходы и расходы на техническое обслуживание составляют около 60-70% общих расходов, а расходы на капиталовложения и постоянные издержки составляют около 10 и 20-25% соответственно [60]. Постоянные издержки вклю­чают ссудный процент, налоги и прибыль на инвестированный капитал. Таким образом, производство биомассы не является капиталоемким производством [61]. Поэтому усилия должны быть направлены на сни­жение годовых эксплуатационных расходов.

В табл. 7 приводится дополнительное распределение расходов по ви­дам операций для двух образцовых участков (табл. 5). Основные рас­ходы связаны с интенсивным ведением хозяйства: на долю удобрений и ирригации приходится примерно 36 и 39% общих расходов на про­изводство биомассы для участков в шт. Висконсин и Луизиана соответ­ственно. Если не считать постоянных расходов, то третье место среди максимальных эксплуатационных расходов занимают транспортные

С

Таблица 7. Распределение расходов на производство биомассы по категориям [60]

Расходы по ценам 1978 г., долл.

Категория расхода

Шт. Висконсин

Шт. Луизиана

Долл./т био­

Долл./т био­

Массы печной

Доля, %

Массы печной

Доля, %

Сушкн

Сушки

Планирование, надзор

1,99

5,73

1,99

8,46

Арендная плата

2,39

6,88

1,21

5,14

Подготовка земли

1,44

4,15

0,79

3,36

Дороги

0,18

0,52

0,08

0,34

Посадки

0,69

1,99

0,61

2,59

Ирригация

6,92

19,93

2,89

12,28

Удобрение

5,72

16,47

6,24

26,52

Борьба с сорняками

0,19

0,55

0,11

0,47

Сбор урожая

1,57

4,52

1,06

4,50

Транспортирование и хра­

4,85

13,96

3,19

13,36

Нение дробленой массы

Капиталовложения

1,32

3,80

0,79

3,36

Налоги

3,94

11,34

2,40

10,20

Возврат вкладчику

3,70

10,65

2,26

9,60

Ликвидационная стоимость

(0,17)

(0,49)

0,09

(0,38)

Итого

34,73

100,0

23,53

100,00

Тожно малы по сравнению с годовым расходом энергии хозяйства в те­чение всего срока его работы [58, 76].

В табл. 8 рассматривается энергетический баланс двух участков, ана­лиз которых приводится в табл. 7. Двумя наиболее энергоемкими опе­рациями в хозяйстве являются ирригация (перекачка и подача воды) и производство удобрений. На обе эти операции приходится 85% общих энергетических затрат. Третье место по потреблению энергии занимает транспортирование собранной биомассы с полевых хранилищ на завод по производству энергии. На этот вид работ приходится 6-7% общих затрат энергии. На сбор и укладку биомассы затрачивается 2-3% обще­го потребления энергии. На другие операции-культивацию, внесение удобрений, снабжение и т. п.-приходится минимальная доля потребляе­мой хозяйством энергии. Чистый коэффициент полезного действия определяется как отношение энергоемкости биомассы (за вычетом за­трат энергий на ее производство) к общей энергоемкости биомассы и составляет примерно 90-95%. Это дает основания надеяться, что ле­соводческие энергетические хозяйства окажутся весьма эффективными [58, 60, 61, 70, 76]. Напротив, энергетический баланс производства энер­гии из сельскохозяйственного сырья оказывается менее благоприятным: отношение потребляемой энергии к полученной составляет 1/3-1/5 энер­гии использованных отходов при производстве кукурузного зерна и ку­курузного силоса [77].

5. ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ

ЛЕСОВОДЧЕСКИХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХОЗЯЙСТВ

Чтобы лесоводческие хозяйства могли в значительной степени удовле­творить энергетические нужды страны, необходимы большие земельные участки для производства лесной биомассы. Так, например, для получе­ния древесного топлива в год, по энергоемкости отвечающего 5,3 • 1012 МДж, при сборе 17,3 т биомассы печной сушки с гектара при­дется зарезервировать площадь в 16,2 млн. га. Это, с одной стороны, составляет 2% всей наземной площади, а с другой стороны, 10% пахот­ной земли или эксплуатируемых лесных земель США. В связи с этим могут возникнуть серьезные затруднения при выборе земель, подходя­щих для деревьев твердых пород, продуктивность которых зависит от плодородности почвы.

Площади, потенциально доступные для лесоводческих энергетиче­ских хозяйств, оценивались различными авторами [80, 81], причем кри­терием пригодности земель являлся минимум 635 мм осадков и наклон земельного участка не более 30% (17е). На основании системы классифи­кации земель, разработанной Службой охраны почв министерства сель­ского хозяйства США, для лесоводческих энергетических ферм могут быть использованы примерно 130 млн. га пастбищ, лесов, сенокосных угодий и площадей, ранее использовавшихся для выращивания сельско-

Составляющие расходов на производство биомассы

Рис. 2. Потенциальные возможности получения энергии в лесоводческих энерге­тических хозяйствах при использований 10% доступных для них земель.

Классы I-IV (см. рнс. 2, на с. 37), охраны почвы, постоянные пастбища, леса, йастбнщные угодья, укосные пастбніца н пастбища в севообороте, сенокосные угодья, целинные землн, использовавшиеся ранее для выра­щивания сельскохозяйственных культур. Всего по стране 5275 tO9 МДж [КО].

Хозяйственных культур [80]. Если при этом считать, что 10% земель бу­дет отдано лесоводческим энергетическим хозяйствам, то последние смогут давать в год примерно 5,3 1012 МДж энергии. Прогнозируемые выходы энергии лесоводческих энергетических хозяйств в регионах сель­скохозяйственного производства США представлены на рис. 2. Соглас­но оценке Intertechnology/Solar, под такие хозяйства в США может быть выделено 30,8-40,5 млн. га, и они смогут обеспечить страну древесной биомассой энергоемкостью (10,6-15,8)-1012 МДж. По данным анализа работы [82], предполагается, что примерно 44,6 млн. га непахотных зе­мель можно отнести к хорошей или средней потенциальной категории для производства продуктов растениеводства, несмотря на то что по крайней мере 40% этой земли не может быть использовано для лесо­водческих энергетических хозяйств из-за недостаточности осадков или слишком крутых склонов.

Сивного хозяйства по выращиванию твердых пород леса с периодом оборота 10-15 лет на площади 4050 га (шт. Виргиния). Эти площади предполагается расширить до 20250 га [83]. В связи с этим вряд ли можно сомневаться в том, что концепция лесоводческих энергетических ферм является жизнеспособной.

Анализ проектов гипотетических лесоводческих энергетических хо­зяйств показывает, что древесная биомасса, производимая такими хо­зяйствами, может конкурировать с ископаемыми топливами и что лесо­водческие энергетические хозяйства следует рассматривать как один из долгосрочных возобновляющихся источников энергии.

При условии достаточного количества земель лесоводческие энерге­тические хозяйства могут сыграть важную роль в снижении в США по­требления ископаемых топлив. Количество земли, которое потребуется выделить для лесоводческих энергетических хозяйств, зависит от эконо­мических, социальных и других факторов.

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.