Для строительства финансово успешных объектов генерации энергии из биомассы необходимо иметь глубокое понимание характеристик различных типов биомассы, а также особенностей функционирования данного рынка. Это позволяет проектировать системы, в основу которых заложены функционал, позволяющий избегать определенных ограничений и сдерживающих факторов, присущих биомассе как источнику энергии. Такими сдерживающими факторами являются следующие:
Хотя все эти ограничения и факторы сдерживания на первый взгляд являются довольно негативными, они служат четкими критериями для выбора определенных технологий с общего перечня. И, однозначно, не могут перекрыть преимущества от использования биомассы в качестве источника энергии.
Эти преимущества следующие:
Для того, чтобы получить максимальную выгоду от реализации проекта по использованию биомассы в качестве энергетического сырья, необходимо определиться с философией подхода к каждому конкретному проекту. А именно, определить, в порядке убывания важности, какие требования к системе конверсии биомассы выдвигаются, например, (1) безопасность и надежность (2) низкие операционные расходы на техническое обслуживание (3) универсальность по типу сырья (4) невысокие капитальные затраты .
Именно вышеуказанные факторы позволяют очертить ту технологию или технологии, которые наилучшим образом выполнят поставленные задачи в ходе долгосрочной и прибыльной работы. Отмечаем тот факт, что такой фактор как эффективность использования сырья (расхода сырья на единицу произведенной энергии), не входит в этот перечень. Как доказано многими экономическими исследованиями, для отходов биомассы, стоимость которых невысока или даже нулевой, эффективность имеет значение лишь в случае значительного ее влияния на показатели капитальных расходов и технического обслуживания объекта.
ТЭС и ТЭЦ, которые используют растительную биомассу для производства только электрической или электрической и тепловой энергий (когенерация), являются привлекательными с точки зрения инвестирования. Эти объекты имеют высокую доходность благодаря использованию местного сырья, имеют невысокую альтернативную стоимость, а также минимизируют затраты на транспортировку. Не последняя роль в обеспечении прибыльности и устойчивости данного бизнеса в Украине принадлежит государству, которое законодательно гарантирует покупку всей электроэнергии, производимой установками на возобновляемых источниках энергии до 2030 года. Этот фактор является одним из определяющих для положительного решения вопроса о предоставлении банковского финансирования украинскими банками из средств иностранных кредитных линий.
Опыт нашей компании в реализации проектов по строительству объектов возобновляемой энергетики в Украине, доказывает возможность получения банковского финансирования из иностранных кредитных ресурсов в сумме до 80% от общей стоимости строительства объекта, с привлекательной процентной ставке в евро или долларах США.
Специалистами нашей компании был разработан ряд типовых решений ТЭС на биомассе для использования сложных, с точки зрения термохимической конверсии видов растительной биомассы (солома, отходы выращивания агрокультур, пожнивные остатки, энергетические растения) для производства электрической энергии и ее продажи в сеть по «зеленому» тарифу, с возможностью перевода работы системы в режим собственного потребления во время отключения электроснабжения в общей сети. При необходимости, данные объекты могут работать в режиме ТЭЦ, то есть кроме электроэнергии производить еще и тепловую энергию (в виде горячей воды или пара) для промышленных и/или бытовых нужд.
Энергия биомассы может конвертироваться в удобные для практического применения виды энергии несколькими путями (сжигание, газификация и пиролиз). Одним из перспективных путей использования биомассы является ее газификация с целью дальнейшего производства электроэнергии и тепла на теплоэлектростанциях. Не секрет, что прямое сжигание местного твердого топлива нерационально из-за низкого коэффициента полезного действия этой технологии (30-50%). За счет газификации твердых видов биотоплива в чистом виде или в смеси с другими видами органического топлива происходит повышение КПД. Одним из наиболее рациональных способов является газификация биомассы с производством горючих (генераторных) газов в газогенераторах. При этом повышается надежность, экономичность, экологичность и безопасность тепломеханического оборудования. Современные газогенераторы позволяют обеспечить высокоэффективное сжигание всех видов твердого биотоплива в режиме газогенерации.
Газификация — это процесс сжигания биотоплива при температуре 800-1500 ° С в присутствии воздуха или кислорода и воды с получением в результате синтез-газа или генераторного газа с теплотой сгорания от 10000 до 16700 кДж / м3. Применение технологий газификации твердого топлива, как составляющей биомассы, позволяет использовать его для работы любых типов двигателей внутреннего сгорания. При этом при переходе на газогенераторный газ мощность двигателей практически не меняется, значительно улучшаются экологические показатели, на 40-50% увеличивается их моторесурс. Замена продуктов нефтепереработки и природного газа дешевым твердым биотопливом (отходы деревообрабатывающей промышленности, специально подготовленные отходы сельхозпроизводства и т.п.) позволяет в итоге получать значительный экономический эффект.
В Украине разработаны и успешно применяются газогенераторы, которые позволяют перерабатывать местное топливо (обрезки ветвей, дрова, торф, брикеты опилок и другие отходы) в топливо для двигателей внутреннего сгорания, в том числе — для двигателей электрогенераторных установок. Из-за меньшей теплотворной способности генераторного газа, по сравнению с нефтепродуктами, наблюдается потеря мощности в пределах от 5% до 15%, но включением вентилятора достигается повышение мощности двигателя. Использование газа в ДВС с последующим производством электроэнергии предъявляет жесткие требования к газификаторам и качества получаемых газов. Необходимость очистки, охлаждения и перемешивания газа делает технологию относительно сложной, а опыт эксплуатации подобных устройств показал, что такие электростанции чувствительны к изменению параметров топлива, изменения нагрузки оборудования, качества обслуживания и условий окружающей среды. На базе современных газогенераторов могут быть построены тепло- и электростанции на отходах деревообработки (опилки, щепа, кора и т.п.) и растениеводства (солома, стебли и лузга подсолнечника, стебли кукурузы и т.д.).