Cолома - стратегічний ресурс України
Енергетична незалежність та збереження довкілля в Україні можуть бути чудово реалізовані за рахунок соломи. Й ми не будемо бачити тих страшних палів стерні та залишеної в полі соломи, які щороку можна спостерігати по всій країні.
Вам пропонується републікація чудової статті з «Дзеркало тижня. Україна», в якій описано дану проблему та шляхи її вирішення.
Навіщо нам природний газ із Росії, якщо в нас є своя солома?
Здановський,27.06.2014 р.
Значну частину паливних потреб Україна задовольняє за рахунок природного газу, який поставляє з Росії. Для потреб населення країни разом із теплокомуненерго та бюджетними організаціями торік витрачено близько 25 млрд кубометрів газу, з яких 8,3 млрд — на опалення та підігрів води. Частину його можна замінити, використовуючи солому зернових культур, яка сьогодні є відходом сільськогосподарського виробництва, що практично не використовується. Це особливо важливо в умовах економічної кризи, необхідності імпортозаміщення та найсуворішої економії паливно-енергетичних ресурсів.
Солома — стратегічний ресурс України
Вважається, що на тонну зібраного зерна припадає приблизно тонна соломи. Щороку в Україні, залежно від погодних умов і врожаю, виробляється від 45 до 70 млн т соломи. В основному її або заорюють у землю, або, попри заборону та штрафи, спалюють безпосередньо в полі, знищуючи гумус.
Тим часом цей відхід сільгоспвиробництва є природним висококалорійним джерелом енергії: при спалюванні однієї тонни виділяється близько 3 МВт теплові енергії, тобто три тонни соломи заміняють 1000 кубометрів природного газу або одну тонну дизельного палива.
Основні переваги використання соломи як джерела енергії: висока тепловіддача, екологічно чиста й легко відновлювана енергія, яка не потребує великих фінансових витрат, у тому числі при зберіганні, великий діапазон застосування. Як побічний продукт виробництва зерна, вона є відносно дешевим видом палива порівняно з традиційними видами (газом, вугіллям, мазутом). Важливо зазначити, що солома екологічно нейтральна, оскільки не збільшує вмісту парникових газів в атмосфері.
Потенціал використання соломи в Україні величезний: мільйон тонн цієї сировини дасть змогу замінити понад 300 млн кубометрів природного газу. Та як відновлюваний енергоресурс, вона поки що використовується в Україні дуже мало. Це зумовлено цілим рядом об'єктивних і суб'єктивних причин, у т.ч. відсутністю необхідної техніки збирання та пресування в стандартні тюки й рулони.
Використання соломи в інших країнах
У європейських країнах використання соломи — це високодохідний бізнес, який вирішує проблеми сільського господарства, екології, будівництва та енергетики. Економічна вигода очевидна: собівартість тонни такої сировини в цих країнах становить близько 10 євро. Тому солома посідає важливе місце в їхньому паливно-енергетичному балансі.
Нині світовим лідером використання такого відходу сільгоспвиробництва як енергоносія є Данія. На сьогодні там функціонує понад 10 тис. фермерських котлів потужністю до 1 МВт і близько 70 великих котелень, які спалюють солому в міських системах теплопостачання. Крім того, на цій сировині працюють сім електростанцій Данії. За останні роки датська котлобудівна компанія "Пасат" продала по всій Європі тільки малих котлів (до 300 кВт) понад 120 тис. Котел потужністю 100 кВт у змозі опалювати приміщення площею до 1200 кв. м. Також широко використовують солому Австрія, Швеція, Фінляндія, Франція.
Солома використовується не тільки для одержання теплової та електричної енергії. Завдяки активним дослідженням учених багатьох європейських країн проводяться успішні роботи з одержання з неї синтетичних палив. Так, нідерландські фахівці розробили спосіб одержання автомобільного палива з соломи. Також вона може бути вихідною сировиною для виробництва біогазу та дизельного палива: з 1000 кг соломи виходить до 700 кг дизельного палива, оптова вартість тонни якого становить 450 дол. Крім біодизеля, практично на тому самому обладнанні можна виробляти й біобензин.
Підготовка соломи до спалювання
Для цього існують два ефективні шляхи, які для сільгосппідприємств дозволять повністю виключити спалювання відходів на полях, а також забезпечать створення нових робочих місць і додатковий прибуток.
Перший — використання рулонів або тюків соломи як палива для одержання теплової та електричної енергії, яка може поставлятися на розташовані поруч із місцем обробки зернових різні виробничі сільськогосподарські та побутові об'єкти. Вартість тонни "пакованої" сировини для котлів ЖКГ становить близько 300 грн.
Другий шлях — виробництво паливних брикетів або пелет, які можуть спалюватися в більш віддалених місцях. Виробництво брикетів економічно дуже рентабельне, тому що вартість їх оптових закупівель доходить до 100 євро за тонну при собівартості виробництва в 50–55 євро. Переробка соломи в пелети допомагає вирішити багато проблем — від зберігання сировини незалежно від пори року та її транспортування до автоматизації процесу завантаження в топкові пристрої котлів. Теплотворна спроможність таких пелет становить 3500–4400 ккал/кг, що порівнянно з теплотою згоряння деяких марок енергетичного вугілля.
Споживання паливних пелет у всьому світі зростає дуже швидкими темпами (близько 30–50% на рік), що пов'язано з довгостроковою тенденцією підвищення цін на вуглеводневе паливо. Так, Китай до 2020 р. має намір виробляти до 50 млн тонн пелет щорічно. Сировиною для виробництва паливних пелет можуть бути також відходи деревини та сільськогосподарських культур.
Технології спалювання соломи
Використання рулонів або тюків соломи як палива як на етапах збирання, транспортування та зберігання, так і на етапі безпосереднього застосування має певні проблеми. Це пов'язане з її неоднорідністю, відносно високою вологістю, незначним об'ємним енерговмістом, низькою температурою розм'якшення золи. І хоча зольність соломи в багато разів менше зольності вугілля, вона може приводити до шлакування топки, з чим потрібно боротися. Крім того, спалювання тюків у спеціальних топках має деякі недоліки: дорожнеча установок для спалювання, через що універсальність такого палива для споживача знижується; незручність у застосуванні через досить великі габарити.
Котли для спалювання тюків соломи поділяються на установки з періодичним та автоматичним завантаженням палива. Котли періодичної дії являють собою жаротрубні котли з великою топкою, яка оточена водяною сорочкою. Топка котла, залежно від потужності, може бути пристосована для спалювання малих, циліндричних або великих тюків. ККД роботи котла періодичної дії становить приблизно 77–82%.
Котли з автоматичним завантаженням сировини відрізняються тим, що установка включає установку безперервної автоматичної подачі соломи в котел. При цьому необхідні проміжні сховища сировини, з яких воно безперервно подається в котел. Автоматизовані котли, як правило, мають вищий ККД і менші викиди в атмосферу. Однак основна перевага неавтоматизованих котлів періодичного завантаження над автоматизованими — нижчі капітальні витрати на їхнє впровадження та