9.10. Биоэнергетические установки

9.10.1. Вклад биотоплива в мировое производство энергии

В 2000 г. мировой рынок биотоплив оценивался 866 млн дол., в 2004 г. – 1,28 млрд дол., а к 2015 г. этот показатель достигнет 2,14 млрд. дол.[6].

Прогнозируется, что в следующем десятилетии около 18 млрд. дол. будет инвестировано в крупномасштабное производство тепловой энергии с дальнейшей выработкой электрической и локальной тепловой энергии – 13,9 млрд дол. (78 % инвестиций); производство биогаза – 1,3 млрд дол. (7 %). Биогазовые заводы по мощности значительно уступает крупным предприятиям по производству тепловой и электрической энергии из биомассы. Но централизованные биогазовые заводы по переработке отходов животноводства и пище­вой индустрии (не менее 10 тыс. т/год), на которых про­изводится не менее 0,15 МВт тепловой энергии, а также электрическая энергия и топливо для двигателей играют важную роль вследствие их вклада в переработку отходов и защиту окружающей среды – в радикальное решение проблем экологии. Кроме того, в производство лендфиллгаза (биогаза из мусорных свалок) будет вложено 2,7 млрд дол. (15 % инвестиций) для получения тепловой и электрической энергии.

Вклад биомассы в мировую энергетику в 2001 г. составил 1,1 – 1,2 млрд т нефтяного эквивалента (н.э.) при вкладе всех возобновляемых источников энергии (ВИЭ) – 1,36 млрд т н.э. и общем количестве топлива для производства энергии – 10 млрд т н.э.

Прогнозируется, что к 2040 г. общее потребление энергии в мире достигнет 13,5 млрд т н.э. (100 %), вклад всех ВИЭ составит 6,44 млрд т н.э. (47,7 %), а вклад биомассы будет равен 3,21 млрд т н.э. (23,8 %).

В 2003 г. доля биомассы в общем энергетическом балансе Европейского союза (15 стран, до вступления 10 восточно-европейских стран в 2004 г.) составила 3,6 %, что несколько выше, чем вклад всех остальных возобновляемых источников энергии (3,4 %).

Основными направлениями использования биомассы в энергетике Европейского союза выступают следующие:

– производство пиллет (цилиндрических брикетов) и древесной щепы для непосредственного сжигания;

– получение синтезгаза (биосингаза, сингаза) и биометанола для нужд транспорта;

– производство биоэтанола (спирта), биодизельного топлива, биоводорода и биогаза.

Производство пиллет включает в себя пять основных стадий: складирование и подготовка сырья; сушка сырья до влажности 18 – 19 %; изготовление пиллет; их охлаждение; упаковка и складирование.

Пиллеты имеют следующие характеристики: теплота сгорания 17 – 18 МДж/кг; плотность 650 – 700кг/м ; диаметр 6 – 16 мм; длина 20 – 30 мм; со­держание золы 0,4 – 1,0 %; влажность 1 – 12 %.

По теплоте сгорания 3 м³ древесных пиллет экви­валентны 1 м³ нефти Стоимость 1 т пиллет составляет 60 – 90 евро. Они могут быть использованы для производства синтезгаза и биоводорода, для быстрого пиролиза, получения метанола, газификации и прямого сжигания.

9.10.2. Прямое сжигание

В странах Европейского союза для получения тепловой и электрической энергии широко используется сжигание пиллет. В 1992 г. в графстве Суффолк (Англия), в местечке Аи, введен в эксплуатацию завод по сжиганию птичьего помета и производству электроэнергии (мощность 12,7 МВт) для обеспечения 22 тыс. домов. Второй аналогичный завод мощностью 13,5 МВт построен в 1993 г. в местечке Гланфорд графства Линкольншир. Третий завод (местечко Тетфорд, графство Норфолк) – самый крупный в Европе по выработке электроэнергии из биомассы – построен в 1998 г. (он сжигает до 450 тыс. т/год птичьего помета и других видов биомассы, обеспечивает электроэнергией 93 тыс. домов и имеет мощность 38,5 МВт). Этот завод строили в течение 2 лет, общий объем инвестиций составил 133 млн дол. Такие заводы могут представлять значительный интерес для крупных российских птицефабрик.