Проблемы использования биотоплива (древесина, пеллеты) на мини-ТЭЦ в регионах страны
Актуальность производства и использования биотоплива как наиболее важного вопроса для России и многих других стран планеты. Основные преимущества и недостатки использования биотоплива. Ознакомление с основными способами получения энергии на биотопливе.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 03.04.2018 |
| Размер файла | 28,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
10
Размещено на http://www.allbest.ru/
Тема: Проблемы использования биотоплива (древесина, пеллеты) на мини-ТЭЦ в регионах страны
Москва, 2016
Оглавление
- Введение
- Глава 1. Достоинства и недостатки биотоплива
- Глава 2. Пеллеты как основной источник биотоплива
- Глава 3. Преимущества использования мини ТЭЦ
- Заключение
- Список литературы
Введение
Актуальность темы
Вопрос производства и использования биотоплива сейчас относится к наиболее важным не только для России, но и для многих других стран планеты. Это связано во многом с "парниковым эффектом" и прогнозируемым в связи с этим кардинальным изменением климата на планете. Наступающие изменения климата Земли, наблюдаемые в настоящее время, происходят значительно быстрее, чем если бы это происходило без участия человека. К тому же традиционные виды топлива - нефть, газ, уголь - относятся к невосполнимым источникам энергии. Рано или поздно придется искать им замену. Выход из этой ситуации - альтернативная энергетика.
Обзор литературы по теме
При написании данной работы использовался труд Б.И. Левина, А.А. Бутко “Использование отходов в качестве топлива путем экологически чистого обезвреживания с выработкой энергии (применительно к городскому хозяйству Москвы) ” / Под ред. Б.И. Левина. - М.: Изд-во Прима-Пресс-М, 2005. Также помогла работа Федорова Л., Маякина А. “Теплоэлектростанции на бытовых отходах. // Энергетика и промышленность России” 2006. № 6. Огромный труд Вареса Виллу “Справочник потребителя биотоплива” и др.
Цель работы
· Выявление основных проблем использования биотоплива
Задачи работы
· Изучение преимуществ и недостатков использования биотоплива
· Ознакомление с основными способами получения энергии на биотопливе
· Рассмотрение работы мини ТЭЦ на биотопливе
Структура работы
Работа состоит из введения, 3 глав, заключения и списка литературы
Глава 1. Достоинства и недостатки биотоплива
В современном мире строительство мини ТЭЦ на биотопливе набирает обороты. В последнее время потребность некоторых регионов России в энергетической независимости и гарантированном обеспечении энергией существенно выросла. Особенно остра эта проблема в удаленных от центра областях, куда доступ классических видов топлива, таких как уголь, газ и нефтепродукты, весьма ограничен в силу больших расстояний и, соответственно, высоких транспортных расходов.
В таких регионах все актуальнее становится поиск возможностей использования альтернативных источников энергии - биотоплива, в частности древесного; в нем нет недостатка на местах, поэтому длительная, сложная и дорогостоящая транспортировка до ТЭС не потребуется.
Электростанции на биотопливе для посёлков и городов, также для предприятий могут стать идеальным решением в регионах Севера, Центральной, Восточной и Северной Сибири, Дальнего Востока, с их большими запасами леса и множеством лесопильных и деревоперерабатывающих предприятий.
TЭЦ на биотопливе позволяет существенно повысить энергетическую безопасность региона, дать значительный импульс развитию экономики, в частности, сельского хозяйства, лесопереработки и лесопользования. Производство электрической и тепловой энергии, имеют объективные экономические основания для того, чтобы наращивать объемы сжигания биотоплива.
Экономическая эффективность проектов ТЭЦ на биотопливе, может быть существенно улучшена при реализации конкретного проекта, за счет уменьшения стоимости биологического топлива, минимизации транспортных расходов на его доставку.
Сжигать местное биотопливо для получения электричества или тепла - выгоднее, чем сжигать уголь, мазут или другое ископаемое сырье.
Технология производства тепловой и электрической энергии, за счет возобновляемых источников освоена давно, и является одним из наиболее перспективных сегментов мировой биоэнергетики.
Основные типы генерации электроэнергии: газогенераторная (установка по получению газа и генератора электроэнергии) и энергия парового двигателя (паровой котёл и турбина на пару для выработки электроэнергии - тепловая энергостанция (ТЭС или ТЭЦ)). ТЭЦ применяются для совместного получения э/энергии и тепла (горячего водоснабжения, отопления).
Топливо: топливная щепа, отходы деревообрабатывающих предприятий (опил, стружка, кусковые отходы), древесные топливные гранулы (пеллеты), агрогранулы (отходы сельскохозяйственных культур), остатки после рубок ухода и санитарных рубок и т.п.
Бензин получают из сырой нефти, которая не относится к возобновляемым ресурсам. Хотя современных запасов ископаемого топлива хватит еще на много лет, они в конечном счете когда-нибудь закончатся. Биотопливо изготавливается из различного сырья, такого как навоз, отходы сельскохозяйственных культур и растений, выращенных специально для топлива. Это возобновляемые ресурсы, которые, вероятно, не закончатся в ближайшее время.
При сжигании ископаемое топливо производит большое количество углекислого газа, который считается парниковым газом и причиной удержания солнечного тепла на планете. Сжигание угля и нефти повышает температуру и вызывает глобальное потепление. Чтобы уменьшить воздействие парниковых газов, можно использовать биотопливо. Исследования показывают, что биотопливо снижает выбросы парниковых газов до 65 процентов. Кроме того, при выращивании культур для биотоплива они частично поглощают оксид углерода, что делает систему использования биотоплива ещё более устойчивой.
биотопливо энергия россия
Растительное сырье для биотоплива, вероятнее всего, будет выращиваться в определенных регионах. Это связано с рядом причин, главная из которых - это то, что некоторые культуры просто лучше растут в одних местах и хуже в других.
При выборе региона для производства растительного сырья надо учитывать:
· Водопользование - чем меньше воды используется для выращивания сельскохозяйственной культуры, тем лучше, так как вода является ограниченным ресурсом. Особенно это критично в более засушливых местах.
· Инвазивность - урожай, который убивает местные растения и который трудно контролировать, может поставить под угрозу биоразнообразие и серьезно повредить экосистему региона.
· Удобрения - необходимые для растений питательные вещества. Некоторые растения требуют меньше органических ресурсов, чем другие.
· Климат - в некоторых местностях просто невозможно выращивать биотопливные культуры, например, в местности с холодным или засушливым климатом.
Проблема с выращиванием сельскохозяйственных культур для топлива заключается в том, что они займут землю, которую можно было бы использовать для выращивания продуктов питания. В мире с постоянно растущим населением проблема наличия земли для сельскохозяйственных целей становится все более острой.
Глава 2. Пеллеты как основной источник биотоплива
Одним из внедряемых видов биотоплива стали пеллеты.
Пеллеты - это топливо из биологического сырья. Они представляют из себя древесные топливные гранулы, цилиндры диаметром 4-10 мм, длиной 2-5 см.
Пеллеты являются достойной альтернативой традиционным видам топлива, таким как солярка, уголь и дрова. Единственным их конкурентом может считаться природный газ, подаваемый по трубопроводу. Если рассматривать только стоимость топлива, то, безусловно, отопление газом в 3-4 раза дешевле, чем отопление пеллетами. Но если принимать в расчет стоимость нового подключения (согласование проекта, расходы на подсоединение к газопроводу и т.д.), то биотопливо выигрывает и здесь. Пеллеты представляют собой прессованные отходы древесного производства цилиндрической формы.
За рубежом они широко используются в качестве топлива для автоматизированных котельных как бытовой, так и промышленной мощности, поскольку сравнительно дешевы, обладают теплотворной способностью, сопоставимой с углем и являются экологичным топливом. Особенно популярны пеллеты в Австрии, Дании, Швеции, Чехии и странах Прибалтики, включая Польшу. Эти страны являются также лидерами в области производства котельного оборудования, использующего пеллеты в качестве основного топлива.
Различают 2 типа пеллет.
Первый тип - это гранулы для отопления жилых домов, которые из-за особой белизны называют белыми. Этот качественный вид гранул продается по более высоким ценам, чем гранулы для больших котельных - промышленные пеллеты, которые, как правило, большего диаметра, чем белые и содержат высокую долю коры.
Гранулы больших размеров называются брикетами. Это второй тип пеллетов. Топливные брикеты выпускаются на специальном оборудовании. Также серийно выпускаются прессы, которые могут выпускать одновременно и гранулы и брикеты, и они уже используются в России. Древесностружечные брикеты, как правило, используются для бытовых систем отопления и имеют различные размеры и форму.
Само по себе производство гранул не является открытием 20-го века. Эта технология использовалась еще в 19 веке для превращения в компактную форму органических и неорганических материалов. Однако гранулирование древесины для получения древесных гранул с целью их дальнейшего использования в отопительных устройствах начало широко использоваться относительно недавно.
В качестве сырья для изготовления пеллет обычно используются отходы деревообработки: опилки, стружка, горбыль, обрезки и т.п. Также при производстве древесных топливных гранул перерабатываются лесосечные отходы: тонкомерная и дровяная древесина, верхушки, ветки, искривленные стволы.
Гранулы можно изготавливать как из чистой древесины, так и из древесины в смеси с корой. И те, и другие имеют свою стоимость и востребованы на рынке. Гранулы с низким содержанием коры до 0,5%, имеют самый низкий процент зольности, считаются продуктом высокого качества, наиболее экологически чистым и идут в основном на отопление частных домов.
При производстве промышленных гранул допускается наличие коры до 10% от общего объема перерабатываемого сырья. Эти гранулы используются при производстве тепла в больших и средних тепловых установках.
При изготовлении пеллет для промышленных котлов могут использоваться отходы сельского хозяйства: солома, костра льна и торф.
Глава 3. Преимущества использования мини ТЭЦ
Мини ТЭЦ состоит из двигателя и генератора, смонтированных на общей раме, теплообменников для утилизации тепла системы охлаждения и отходящих газов, а также средств автоматики и контроля. Технологическое оборудование для утилизации тепла включает в себя утилизаторы отработавших газов, теплообменники и катализаторы. Средства автоматики обеспечивают надежную работу установки в рекомендованном диапазоне рабочих режимов и достижение наиболее эффективных характеристик в течение всего срока службы. Работа установки может осуществляться в безоператорном режиме и поддерживаться дистанционно с использованием модемного соединения с центральной диспетчерской.
Эффективным способом получения топлива для мини ТЭЦ является использование отходов лесозаготовительных и лесоперерабатывающих предприятий. По данным исследований капитальные вложения в производство электроэнергии на базе древесного генераторного газа окупаются за 1 год. Себестоимость единицы электроэнергии при этом снижается на 60%, а тепловой на 70%.
Лесные регионы, как правило, оторваны от линий электропередач, электроснабжение в этих местах осуществляется дизельными электростанциями, а отопление - путем сжигания древесины. Доставка дорогого и дефицитного топлива для этих регионов является довольно трудной задачей. В связи с этим, предлагается строительство мини ТЭЦ, использующих отходы деревообработки в качестве топлива. Важным достоинством такой технологии является, то что в большинстве случаев не требуется создания новых установок. Технологический процесс можно организовать на базе имеющегося оборудования.
Основные преимущества мини ТЭЦ по сравнению со стандартными схемами энергоснабжения:
· снижение себестоимости производства электроэнергии и теплоты за счет комбинированной их выработки и использования более совершенного оборудования;
· повышение надежности энергоснабжения;
· независимость режима работы потребителя от режима работы энергосистем;
· снижение масштабов отчуждения территорий под крупное энергетическое строительство;
· более просто решаются вопросы обеспечения экологической безопасности и снижение затрат на охрану окружающей среды.
Мини ТЭЦ является альтернативными источниками получения тепловой и электрической энергии, предназначенными для использования в различных областях народного хозяйства. Кроме основного назначения - обеспечение потребителей тепловой и электрической энергией с использованием биотоплива позволяет улучшить экологическое состояние окружающей среды.
По сравнению с традиционными способами производства электроэнергии и тепла мини ТЭЦ выбрасывают в атмосферу на 60 % меньше СО2 и NOx, значительно сокращая потребление топлива, благодаря этому они становятся перспективной альтернативой существующих ТЭЦ.
Мини ТЭЦ позволяют добиться весьма высокого использования первичной энергии до 90 % и выше. При этом 30-35 % энергии прообразовывается в электрический ток и до 60% в тепловую энергию.
Заключение
В заключении к реферату я сделаю выводы, выгодна ли все-таки выработка энергии на биотопливе. Биотопливо - это относительно новый вид топлива, который еще не успел распространиться по всему миру, но во многих странах уже активно используется как альтернатива невозобновляемым источникам энергии. Биотопливо изготавливается из различного сырья, такого как навоз, отходы сельскохозяйственных культур и растений, древесина, которые считаются возобновляемыми источниками энергии, что является очень удобным для человечества. Также оно ограничивает выброс парниковых газов, которые приводят к “парниковому эффекту”. Одним из недостатков является специальный выбор местности и земли для выращивания сырья для биотоплива. Проблема с выращиванием сельскохозяйственных культур для топлива заключается в том, что они займут землю, которую можно было бы использовать для выращивания продуктов питания. Из всего предоставленного, можно сделать вывод, что биотопливо имеет гораздо больше плюсов нежели минусов, и является очень удобным видом топлива для производства энергии.
Список литературы
1. Б.И. Левин, А.А. Бутко. Использование отходов в качестве топлива путем экологически чистого обезвреживания с выработкой энергии (применительно к городскому хозяйству Москвы) / Под ред. Б.И. Левина. - М.: Изд-во Прима-Пресс-М, 2005.
2. Федоров Л., Маякин А. Теплоэлектростанции на бытовых отходах. // Энергетика и промышленность России. 2006. № 6.
3. Тугов А.Н., Москвичев В.Ф., Рябов Г.А. Опыт сжигания твердых бытовых отходов на отечественных ТЭС. // Теплоэнергетика. 2006. № 7
4. А. Ильин. Сравнительные характеристики различных вариантов мини-ТЭЦ // Энергосбережение в Поволжье. Июль 2000 г.
5. А.М. Карасевич, Е.В. Сеннова, А.В. Федяев, О.Н. Федяева. Эффективность развития малых ТЭЦ на базе газотурбинных и дизельных энергоустановок при газификации регионов // Теплоэнергетика. 2000. № 12
6. Варес Виллу. Справочник потребителя биотоплива
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Проблемы современной российской энергетики, перспективы использование возобновляемых источников энергии и местных видов топлива. Развитие в России рынка биотоплива. Главные преимущества использования биоресурсов на территории Свердловской области.
контрольная работа [1,1 M], добавлен 01.08.2012Ресурс энергии, заключенный в биомассе, который может быть реально вовлечен в хозяйственную деятельность. Обзор развития биотопливной отрасли в России. Сфера жидкого биотоплива. Проблемы внедрения этого направления в современной энергетической отрасли.
доклад [15,3 K], добавлен 15.11.2015Ознакомление с основными направлениями и перспективами развития альтернативной энергетики. Определение экономических и экологических преимуществ использования ветровой, солнечной, геотермальной, космической, водородной, сероводородной энергии, биотоплива.
реферат [706,0 K], добавлен 15.12.2010Виды классических источников энергии. Современные проблемы развития энергетики роль и значение биотоплива в альтернативной биоэнергетике. Твердое, жидкое и газообразное биотопливо. Пеллеты. Расчет экономической эффективности биотопливного производства.
реферат [38,0 K], добавлен 17.06.2016Характеристика возобновляемых источников энергии: основные аспекты использования; преимущества и недостатки в сравнении с традиционными; перспективы использования в России. Способы получения электричества и тепла из энергии солнца, ветра, земли, биомассы.
курсовая работа [3,9 M], добавлен 30.07.2012Возобновление как преимущество альтернативных источников энергии. Энергетическая и сырьевая проблемы в России. Энергия солнца, ветра, приливов, глубинное тепло Земли, топливо из биомассы. Исследования в области применения биотоплива вместо нефти.
реферат [25,8 K], добавлен 05.01.2010История создания автомобильных двигателей, работающих на этиловом спирте. Особенности производства биогаза из листьев, навоза и пищевых отходов. Выращивание водорослей в США для получения биотоплива. Изготовление этанола из древесных опилок в России.
презентация [601,4 K], добавлен 12.02.2014Понятие альтернативной энергии: биогаз, биодизель и другие углеводороды, полученные в результате переработки биомассы. Сбраживание биомассы и получение в результате жизнедеятельности бактерий биотоплива и побочных продуктов (удобрений, витаминов).
реферат [13,8 K], добавлен 14.05.2009Ветроэнергетика, солнечная энергетика и гелиоэнергетика как альтернативные источники энергии. Нефть, уголь и газ как основные источники энергии. Жизненный цикл биотоплива, его влияние на состояние природной среды. Альтернативная история острова Самсо.
презентация [158,1 K], добавлен 15.09.2013Биогаз, сырье для получения биотоплива. Достоинства получения топлива из органических отходов. Комплексное использование биогазовой установки. Способ сбраживания биомассы в промышленных реакторах. Схема бокса для ферментации. Торговая марка Zorg Biogas.
презентация [1,2 M], добавлен 15.12.2015Основные сведения об альтернативной энергетики. Преимущества и недостатки вакуумных коллекторов. Снижение зависимости от поставок энергоносителей. Применение фокусирующих коллекторов. Преимущества использования экологически чистой солнечной энергии.
реферат [346,4 K], добавлен 21.03.2015Генерация электроэнергии как ее производство посредством преобразования из других видов энергии, с помощью специальных технических устройств. Отличительные признаки, приемы и эффективность промышленной и альтернативной энергетики. Типы электростанций.
презентация [2,0 M], добавлен 11.11.2013Электростанции с комбинированным производством электроэнергии и тепла, экономическая эффективность ее использования и основные преимущества. Средства автоматики мини-ТЭЦ. Микротурбины как крышные котельные. Газопоршневые установки и газовые турбины.
презентация [2,2 M], добавлен 18.12.2013Изучение опыта использования возобновляемых источников энергии в разных странах. Анализ перспектив их массового использования в РФ. Основные преимущества возобновляемых альтернативных энергоносителей. Технические характеристики основных типов генераторов.
реферат [536,4 K], добавлен 07.05.2009Классификация альтернативных источников энергии. Возможности использования альтернативных источников энергии в России. Энергия ветра (ветровая энергетика). Малая гидроэнергетика, солнечная энергия. Использование энергии биомассы в энергетических целях.
курсовая работа [3,9 M], добавлен 30.07.2012Промышленная и альтернативная энергетика. Преимущества и недостатки гидроэлектростанций, тепловых и атомных электростанций. Получение энергии без использования традиционного ископаемого топлива. Эффективное использование энергии, энергосбережение.
презентация [1,2 M], добавлен 15.05.2016Принцип работы и источники энергии гидроэлектростанций, факторы их эффективности. Крупнейшие и старейшие гидроэлектростанции России, их месторасположение, преимущества и недостатки использования. Крупнейшие гидротехнические аварии и происшествия.
презентация [1,2 M], добавлен 14.12.2012Анализ действия и оценка перспектив использования альтернативных методов получения электрической энергии в России. Вклад в обеспечение государства электроэнергией гидроэлектростанций, ветроэнергетических установок, солнечных и приливных электростанций.
контрольная работа [55,9 K], добавлен 11.04.2010Ветер как источник энергии. Выработка энергии ветрогенератором. Скорость ветра как важный фактор, влияющий на количество вырабатываемой энергии. Ветроэнергетические установки. Зависимость использования энергии ветра от быстроходности ветроколеса.
реферат [708,2 K], добавлен 26.12.2011Основные виды альтернативной энергии. Биоэнергетика, энергия ветра, Солнца, приливов и отливов, океанов. Перспективные способы получения энергии. Совокупная мощность ветроэлектростанций Китая, Индии и США. Доля альтернативной энергетики в России.
презентация [1,1 M], добавлен 25.05.2016
