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

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

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.