Забезпечення енергозбереження при використанні установок на біопаливі

Abstract

У всьому світі та в Україні, зокрема, все гостріше постає питання нестачі енергоресурсів, їх дорожнечі, а також забруднення навколишнього середовища шкідливими відходами виробництва електроенергії на теплових електростанціях. Екологи серйозно хвилюються за стан нашої планети при подальшому використанні традиційних джерел енергії. У ситуації, що склалася, на перше місце виходить спосіб отримання енергії за допомогою нетрадиційних і поновлюваних джерел, до яких відноситься і біопаливо. Загальна кількість біологічної сировини в світі значно перевищує запаси класичного органічного палива. Тому стратегія розвитку енергокомплексів багатьох країн світу пов'язана з використанням відновлюваних джерел енергії. Сировиною для виробництва біопалива може бути будь-який вид біологічного матеріалу. У статті проаналізовано можливі види біомаси, приведена класифікація цих видів з точки зору отримання біопалива. Сьогодні обсяг енергії споживаної біомаси складає близько 50 ЕДж в світі і становить близько 10-15% світового споживання первинної енергії. Для використання біоенергетичного потенціалу в довгостроковій перспективі зусилля повинні бути спрямовані на підвищення рівня виходу біомаси та модернізацію сільського господарства, пряме збільшення глобального виробництва продуктів харчування, а значить, і ресурсів для біомаси. Існує багато шляхів перетворення вихідної біомаси в кінцевий продукт у вигляді енергії. Кілька технологій були розроблені та адаптовані, виходячи з різної фізичної природи і хімічного складу вихідної сировини і виду енергії (тепло, енергетика, паливо для транспорту). У статті також розглянуто можливі способи виробництва біопалива і деякі установки для отримання теплової та електричної енергій. Для більш ефективного використання енергії з біомаси сучасні великомасштабні теплові рішення часто поєднуються з виробництвом тепла та електроенергії - когенерації. З цієї позиції розглянуті парогазові установки, в яких встановлюються котли з топками з киплячим шаром. Дуже актуально використання газотурбінних установок на біопаливі, які можуть використовуватися для виробництва електроенергії в години пік в енергосистемі, а також як самостійне автономний джерело енергії для окремих споживачів.

All over the world and in Ukraine, in particular, the issue of lack of energy resources, their high cost, as well as pollution of the environment with hazardous waste from the production of electricity at thermal power plants is becoming more acute. Environmentalists are seriously concerned about the state of our planet with the continued use of traditional energy sources. In the current situation, the first way is to obtain energy from non-traditional and renewable sources, which includes biofuels. The total amount of biological raw materials in the world far exceeds the reserves of conventional fossil fuels. Therefore, the strategy of development of energy complexes in most countries of the world is associated with the use of renewable energy sources. The raw material for the production of biofuels can be any type of biological material. The article analyzes the possible types of biomass, the classification of these species in terms of obtaining biofuels. Today, the amount of energy consumed by biomass is about 50 EJ in the world and is about 10-15% of world primary energy consumption. To use the bioenergy potential in the long run, efforts should be focused on increasing biomass yields and modernizing agriculture, directly increasing global food production, and hence biomass resources. There are many ways to convert the original biomass into the final product in the form of energy. Several technologies have been developed and adapted based on the different physical nature and chemical composition of raw materials and energy (heat, energy, transport fuel). The article also considers possible methods of biofuel production and some installations for heat and electricity. For more efficient use of energy from biomass, modern large-scale thermal solutions are often combined with the production of heat and electricity - cogeneration. From this position the steam-gas installations in which boilers with fire chambers with a fluidized bed are established are considered. It is very important to use gas turbines on biofuels, which can be used to produce electricity during peak hours in the power system, as well as an independent autonomous energy source for individual consumers.