Главная ->  Экология 

 

Использование биомассы. Переработка и вывоз строительного мусора

Электрическую энергию впервые было получено с использованием геотермального резервуара сухого пара в 1904 году итальянцем П. Джинони Конти. Промышленное освоение геотермальных ресурсов началось после создания и пуска в Италии в 1916 г. геотермальной электростанции мощностью 7,5 МВт с тремя турбинами фирмы Франко Тоге мощностью по 2,5 МВт каждая. Первый резервуар горячей воды, использованный для производства электрической энергии, был создан в Новой Зеландии в 50-тех годах ХХ столетия. Первая коммерческая геотермальная электростанция в США начала вырабатывать электроэнергию в 1960 году. В 1995 году мощность всех геотермальных электростанций мира составляла свыше 7000 МВт и 11 300 МВт - тепловых станций для прямого использования теплоты (1 МВт достаточно для обеспечения бытовых потребностей 1000 жителей). По данным группы экспертов Международной ассоциации геотермальной энергии запасы низко - и высокотемпературной энергии для каждой части Земли оцениваются следующими величинами (таблица 1): Таблица 1. Запасы низко - и высокотемпературной энергии для каждой части Земли Континент Высокотемпературные источники, способные производить электроэнергию Низкотемпературные источники, пригодные для прямого использования теплоты, 1012 Дж/год (нижняя граница) Традиционные технологии, 1012 Вт/год Традиционные и бинарные технологии, 1012 Вт/год Европа 1830 3700 >370 Азия 2970 5900 >320 Африка 1220 2400 >240 Северная Америка 1330 2700 >120 Латинская Америка 2800 5600 >240 Океания 1050 2100 >110

 

Широкое промышленное строительство геотермальных электростанций было развернуто в 60-х годах ХХ ст. в США, Новой Зеландии, Японии, Исландии и других странах. В начале 90-х годов электроэнергия на базе геотермальных источников вырабатывалась в 26 странах. Наибольший прогресс в этой области достигнут в США (суммарная мощность геотермальных электростанций составляет 3300 МВт), на Филиппинах (около 900 МВт), в Мексике (700 МВт), Италии (548 МВт), Японии (270 МВт), Исландии, Новой Зеландии, Индонезии, причем только на создание новых технологий за последние 20 лет израсходовано около 2 млрд. долл. США.

 

По данным Huttrer 2001 на базе геотермальных ресурсов в 2000 г. было выработано свыше 49·109 квт·ч электроэнергии (таблица 2). Установленная мощность геотермальных электростанций при этом составляла 7974 МВт, а до 2005 г. общая установленная мощность должна достичь отметки 11414 Мвт. Таблица 2. Электроэнергия, выработанная на базе геотермальных ресурсов Страна Установленная мощность, кВт Произведённая электроэнергия, млн. кВт·час Страна Установленная мощность, кВт Произведённая электроэнергия, млн. кВт·час Австралия 0,17 1,9 Япония 46,9 3532 Китай 29,17 100 Кения 45 366,47 Коста-Рика 142,5 592 Мексика 755 5681 Сан Сальвадор 161 800 Новая Зеландия 437 2268 Ефиопия 8,52 30,05 Никарагуа 70 583 Франция 4,2 24,6 Филипины 1909 9181 Гватемала 33,4 215,9 Португалия 16 94 Исландия 170 1138 Росия 23 85 Индонезия 589,5 4575 Тайланд 0,3 1,8 Италия 785 4403 Турция 20,4 119,73 США 2228 15470 Всего 7974,06 49261,45

 

В США в Долине гейзеров расположено 19 геоТЭС общей мощностью 1300 Мвт. Мощнейшая в мире геоТЭС (50 Мвт) построена тоже в США - геоТЭС Хебер. Соответственно национальной программе развития геотермальной электроэнергетики США в ближайшие 15...20 лет можно ждать удвоения мощности геоТЭС каждые 5 лет. Удельные затраты на построение геоТЭС в США в среднем на 38 % ниже, чем на сооружение АЭС, и на 50 % ниже, чем на строительство угольных ТЭС; стоимость электроэнергии на 25...30 % ниже, чем на традиционных электростанциях.

 

Использование геотермальной энергии для теплоснабжения наиболее распространено в Исландии, Японии, на Филиппинах, во Франции, КНР, Венгрии, Новой Зеландии. Геотермальная энергия обеспечивает теплом столицу Исландии Рейкьявик. Уже в 1943 г. там были пробурены 32 буровые скважины на глубину от 440 до 2400 м, от которых к поверхности поднимается вода с температурой от 60 до 130 oС. Девять из этих буровых скважин действуют и по сей день.

 

В странах СНГ прогнозный энергетический потенциал теплоты, которая может использоваться для создания подземных циркуляционных систем (ПЦС) при температурах 100...150 °С, составляет 70 млрд. т н.э. Однако его освоение требует создание современной производственной базы или закупки импортного оборудования в больших масштабах.

 

Сегодня 58 стран используют тепло своих геотермальных ресурсов не только на производство электроэнергии, а непосредственно в виде тепла:
для обогрева ванн и бассейнов - 42 %;
для отопления - 23 %;
для тепловых насосов - 12 %;
для обогрева теплиц - 9 %;
для подогрева воды в рыбных хозяйствах - 6 %;
в промышленности - 5 %;
для других целей - 2 %;
для сушения сельхозпродуктов, таяния снега и кондиционирования - 1 %.

 

Установленная тепловая мощность при этом составляет 15145 МВт, а количество используемой теплоты составляет 190,699·1012 Дж. В странах ЕС предполагается производство на геоТЭС в 2010 г. большее 90·109 кВт·ч электроэнергии.

 

Основными производителями и поставщиками основного и вспомогательного оборудования для геоТЭС является концерн Мицубиси (Япония), а также фирмы Франко Тоге , Аскольд (Италия). Технико-экономические параметры геоТЭС изменяются в очень широких границах и существенным образом зависят от геологических характеристик месторождений. Верхней границей является стоимость установленной мощности, которая составляет 2500 - 3000 долл. США/кВт. В этом случае себестоимость получаемой электроэнергии составляет не менее 0,20-0,25 долл. США/кВт·ч. Однако большинство введенных в действие геоТЭС значительно более дешевые (1200 - 2000 долл. США/кВт). Себестоимость электроэнергии, получаемой на геоТЭС в этом случае, приближается к себестоимости электроэнергии, получаемой на угольных ТЭС.

 

 

Эффективным возобновляемым источником энергии является биомасса. Ресурсы биомассы в различных видах есть почти во всех регионах мира, и почти в каждом из них может быть налажена ее переработка в энергию и топливо. На современном уровне за счет биомассы можно перекрыть 6-10% от общего количества энергетических потребностей промышленно развитых стран. Ежегодно на Земле при помощи фотосинтеза образуется около 120 млрд. тонн сухого органического вещества, что энергетически эквивалентно более 40 млрд. тонн нефти. Использование биомассы может проводиться в следующих направлениях:
прямое сжигание;
производство биогаза из сельскохозяйственных и бытовых отходов;
производство этилового спирта для получения моторного топлива. Прямое сжигание

 

Биомасса, главным образом в форме древесного топлива, является основным источником энергии приблизительно для 2 млрд. человек. Для большинства жителей сельских районов третьего мира она представляет собой единственно доступный источник энергии. Биомасса, как источник энергии, играет важнейшую роль и в развитых странах. В целом биомасса дает седьмую часть мирового объема топлива, а по количеству полученной энергии занимает наряду с природным газом третье место. Из биомассы получают в 4 раза больше энергии, чем дает ядерная энергетика. В странах Европейского Союза доля энергии биомассы в 1992 году составила около 55% от общего производства энергии возобновляемых источников. Наиболее эффективно энергия биомассы используется в Португалии, Франции, Германии, Дании, Италии и Испании.

 

По данным статистики ежегодно в странах ЕЭС производится бытовых и сельскохозяйственных отходов в объеме 100-120 млн. тонн нефтяного эквивалента (н.э.). Из них 50-60 млн. т н.э. могут быть утилизированы в отдаленной перспективе, а 15-20 млн.т н.э. в 2000 году. Аналогичные показатели для альтернативных источников энергии составляют (млн.т н.э.): геотермальная энергия - 3-7,5, солнечная энергия - 10-20, ветровая - 6-10. Общие ресурсы биомассы в Европе (в млн.т сухой массы/год) составляют:
древесного топлива - 75,
древесных отходов - 70,
сельскохозяйственных отходов - 250,
городского мусора - 75. Кроме того, биомасса, выращиваемая на энергетических плантациях, дает 250 млн.т/год.
Биогаз

 

В нетрадиционной энергетике особое место занимает переработка биомассы (органических сельскохозяйственных и бытовых отходов) метановым брожением с получением биогаза, содержащего около 70% метана, и обеззараженных органических удобрений. Чрезвычайно важна утилизация биомассы в сельском хозяйстве, где на различные технологические нужды расходуется большое количество топлива и непрерывно растет потребность в высококачественных удобрениях. Всего в мире в настоящее время используется или разрабатывается около 60-ти разновидностей биогазовых технологий.

 

Биогаз - это смесь метана и углекислого газа, образующаяся в процессе специальных реакторах - метантэнках, устроенных и управляемых таким образом, чтобы обеспечить максимальное выделение метана. Энергия, получаемая при сжигании биогаза, может достигать от 60 до 90% той, которой обладает исходный материал. Другое, - и очень важное, - достоинство процесса переработки биомассы состоит в том, что в его отходах содержится значительно меньше болезнетворных микроорганизмов, чем в исходном материале.

 

Получение биогаза экономически оправдано и является предпочтительным при переработке постоянного потока отходов (стоки животноводческих ферм, скотобоен, растительных отходов и т.д.). Экономичность заключается в том, что нет нужды в предварительном сборе отходов, в организации и управлении их подачей; при этом известно, сколько и когда будет получено отходов.

 

Получение биогаза, возможное в установках самых разных масштабов, особенно эффективно на агропромышленных комплексах, где существует возможность полного экологического цикла. Биогаз используют для освещения, отопления, приготовления пищи, для приведения в действие механизмов, транспорта, электрогенераторов. Подсчитано, что годовая потребность в биогазе для обогрева жилого дома составляет около 45 м3 на 1 м2 жилой площади, суточное потребление при подогреве воды для 100 голов крупного рогатого скота - 5-6 м3. Потребление биогаза при сушке сена (1 т) влажностью 40% равно 100 м3, 1 т зерна - 15 м3, для получения 1 кВт.ч электроэнергии - 0,70,8 м3.

 

В Украине только на крупных свиноводческих и птицеводческих предприятиях ежегодно образуется более 3 млн.т органических отходов по сухому веществу, переработка которых позволит получить около 1 млн. т у.т. в виде биогаза, что эквивалентно 8 млрд.кВт.ч. электроэнергии. Кроме того, в Украине имеется около 2 млн. негазифицированных семейных подворий. Опыт стран, не обеспеченных природным газом (например, КНР), показывает, что отдаленные сельские местности целесообразно газифицировать с помощью малых биоустановок, работающих на органических отходах семейных подворий. Так, внедрение 2 млн. установок в Украине позволило бы получить около 2 млрд. м3 биогаза в год, что эквивалентно 13 млрд.кВт.ч энергии, и обеспечило бы семейные усадьбы органическим топливом в количестве 10 млн.тонн в год.

 

Для развития биоэнергетики в Украине с целью получения биогаза и высококачественных удобрений необходимо создание экономического механизма, стимулирующего научно-технические работы в данной области, производство и внедрение соответствующего оборудования. Транспорт

 

В связи с необходимостью резкого уменьшения вредного воздействия автотранспорта на окружающую среду было обращено внимание на использование в этой сфере биомассы. Здесь наметился ряд направлений по замене экологически опасного бензина на экологически чистое топливо. В Бразилии разработана программа использования этанола в качестве альтернативного топлива, заменяющего до 22% (по объему) бензина. Этанол получают в результате переработки специально выращиваемого тростника. Больше 7% продаваемого бензина содержит 10% добавки этанола и 80% автопарков этой страны используют эту добавку. В США также реализуется большая программа замены бензинового топлива этанолом, который получают путем переработки излишков кукурузы и других зерновых культур. Использование спирта в качестве топлива получило поддержку и в некоторых европейских странах, в частности, во Франции и Швеции. В Украине проблема замены бензина спиртом пока не рассматривалась. Изучается возможность выращивания рапса в районах, зараженных радиоактивными элементами с целью получения рапсового масла для использования его в качестве топлива в дизельных двигателей. Эта идея в данное время разрабатывалась специалистами Украины и Германии.

 

ознакомьтесь - выгодный вывоз строительного мусора

 

Гудима о. Raychem. Гоэлро. Ебрр поддерживает инвестиции в сферуэффективного использования энергии вукраине. Ебрр принял новую стратегиюдеятельности в украине.

 

Главная ->  Экология