Биомасса

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:

  • Биомасса обычно распылена и имеет невысокую удельную энергоемкость. Это делает транспортировку биомассы без предварительного уплотнения экономически целесообразным на расстояние не более 50 км.
  • Физические и химические свойства биомассы значительно отличаются для каждого типа. На данный момент не существует универсальных систем генерации энергии из биомассы, которые эффективно работали с довольно широким перечнем типов биомассы.
  • Аграрные и другие компании, которые обладают значительным ресурсом биомассы не является энергокомпаниями, а следовательно обычно не имеют квалифицированного персонала для управления и обслуживания систем генерации энергии из биомассы, а также соответствующего опыта работы с ними.
  • Современные системы генерации энергии из биомассы могут производить определенные виды выбросов и загрязняющих веществ, таких как SOx, NOx, смолы и т.д., которые требуют дополнительных средств для обеззараживания и утилизации.

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:

  • Экономические показатели использования отходов биомассы являются все более положительными, учитывая высокую цену в прямом и переносном смысле традиционных источников энергии, а также всестороннюю государственную поддержку, в том числе через зеленые тарифы, субсидии и тому подобное.
  • Отходы биомассы, как правило, имеют низкую альтернативную стоимость, а следовательно объекты генерации, расположенные у источника отходов биомассы, имеют возможность получать сырье по низким ценам.
  • Объекты генерации энергии из биомассы имеют положительный социально-экономический эффект, создавая рабочие места и налоги в местные бюджеты.
  • Объекты генерации энергии из биомассы позволяют диверсифицировать бизнес компаний, владеющих сырьем, снижая риски негативных событий в основном бизнесе такой компании.

Подходы к проектированию объектов и систем генерации энергии на биомассе

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.

ТЭЦ и ТЭС на биомассе — производство электроэнергии из биомассы

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.

Газификация биомассы — газификаторы на биотопливе для производства тепла и электроэнергии

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.

Газогенераторы для работы на биомассе

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.).