Оцінка енергетичного потенціалу сільськогосподарських відходів як джерела постачання

Конспекти

Метою нашого дослідження є оцінка енергетичного потенціалу сільськогосподарських відходів, а також їх просторовий розподіл у Харківській області (Україна). Метод оцінки потенціалу базувався на аналізі досвіду європейських країн у галузі оцінки енергетичного потенціалу сільськогосподарських відходів. Дослідження просторових розподілів проводилось на основі створення полів густини.

Метою дослідження були оцінка відходів сільського господарства та особливості розподілу енергетичного потенціалу на території Харківської області (Україна). Методи оцінки енергетичного потенціалу базуються на аналізі європейського досвіду в цій галузі. Дослідження особливостей розподілу енергетичного потенціалу базувалося на створенні полів щільності та подальших дослідженнях.

Записи індексу

Ключові слова:

Повний текст

1 Харківська область, розташована на сході України, характеризується дуже високим рівнем розвитку двох основних галузей сільського господарства: тваринництва та вирощування сільськогосподарських культур. Відносна вага сільського населення в цьому регіоні досить значна. Однак енергопостачання цього сільського населення не відповідає його очікуванням чи вимогам сталого розвитку.

2 Постачання електроенергії та тепла у сільській місцевості регіону характеризується проблемами різного походження. В даний час електроенергія постачається з великих теплових електростанцій, які розташовані поблизу столиці області. Ось чому, знаючи, що передача електроенергії лініями низької напруги на великі відстані не є ні раціональною, ні вигідною через значні втрати електроенергії, пошук рішення раціонального постачання більш віддалених районів ще потрібно зробити. Нерегулярне постачання - друга проблема в сільській місцевості. Таким чином, з часів незалежності України були моменти зривів навіть у столиці області. У період з 1996 по 2000 рік тривалість цих скорочень могла сягати 6 годин на день, з причин, як слід сказати, дещо неясних. У сільській місцевості і сьогодні час від часу трапляються скорочення. Ці проблеми можуть бути результатом макроекономічних процесів, наприклад, постачання вугілля та природного газу на електростанції, або можуть бути спричинені перебоями в локальних мережах.

3 Завдяки технології спільного виробництва двох видів енергії - тепла та електроенергії - великі теплоелектроцентралі забезпечують, крім електроенергії, постачання тепла для підприємств та домогосподарств в столиці області та деяких інших міст в регіон. На решті території виробництво та споживання тепла залишається дуже децентралізованим. Існує два типи установок: установки на природному газі, з одного боку, і традиційні печі на дровах та вугіллі, з іншого. Перший тип характерний для сіл, які обслуговуються газопроводами низького тиску. Для інших сіл залишається лише одне рішення: використання печей, що завантажуються вручну. Цей тип установки має багато недоліків: з одного боку, нестислива втрата часу в періоди завантаження та спорожнення золи, а з іншого - забруднення випаровуванням (бруд, запахи).

4 Таким чином, у Харківській області, особливо у сільській місцевості, створення колективних енергетичних об’єктів середньої потужності для забезпечення споживачів на місцевому рівні є життєво необхідною необхідністю. З огляду на цілі Порядку денного XXI, важливо уникати використання викопних енергетичних ресурсів та намагатися розвивати відновлювані джерела енергії. В Україні сільськогосподарські відходи є важливим джерелом відновлюваної енергії.

5 Мета нашого дослідження подвійна: оцінити електричний та калорійний потенціал сільськогосподарських відходів та визначити особливості просторового розподілу на територіях Харківської області.

6 Проведення дослідження включає такі етапи:

аналіз досвіду, набутого європейськими країнами в галузі оцінки енергетичного потенціалу сільськогосподарських відходів;

оцінка енергетичного потенціалу відходів рослинництва;

оцінка енергетичного потенціалу відходів тваринництва;

аналіз просторового розподілу значень енергетичного потенціалу регіону.

7 Серед країн, де біоенергетика досягла найвищого рівня, слід згадати Данію, Австрію, Німеччину та США. Особливий інтерес повинен викликати Франція. Її досвід полягає у країні, де біоенергетика ще не досягла важливого рівня, але розвивається досить швидко. З цієї причини французький досвід пропонує можливість вивчення найважливіших перешкод, які можна знайти на шляху розвитку біоенергетики як інноваційної галузі. Розгляд цього французького досвіду цікавий для України, де рівень розвитку біоенергетики залишається на ще більш базовому етапі.

8 В якості енергетичного ресурсу з овочевих культур можна розглядати всі наступні типи відходів:

Ті, що з’являються в процесі первинної обробки врожаю (все, що залишилось після вилучення зернових культур, насіння соняшнику тощо)

Ті, що залишились на полях під час збирання врожаю (солома тощо)

Ті, що залишаються в землі (коріння тощо).

9 Що стосується виробництва енергії з відходів худоби, то найбільш широко застосовуваною технологією є анаеробне бродіння. У цьому процесі виробляється біогаз. Цей газ, який містить 60-80% метану, потім використовується в процесах виробництва енергії.

10 На основі існуючого досвіду в оцінці енергетичного потенціалу сільськогосподарських відходів ми спостерігаємо подібність підходів до врожаю та тваринництва. Дійсно, всі методи засновані на використанні коефіцієнта відходів. Він відображає кількість рослинних відходів, які ми отримуємо за одиницю врожаю. Для розведення це кількість відходів, яку виробляють категорії тварин на одну особу за певний період. Наступним кроком є перетворення відходів у сухі маси. Тоді ми враховуємо частку відходів, які не можуть бути використані для виробництва енергії. Основні причини такі:

11 Непридатна частина сільськогосподарських відходів пов’язана з наступними причинами:

Неможливість збирати певні відходи (важкодоступність). Найпростішим є використання відходів першої групи, найскладнішим є використання третьої.

Використання частини відходів у сільському господарстві, особливо як їжа або підстилка для худоби.

Що стосується тваринництва, певні відходи неможливо використовувати для виробництва біогазу. Обмежуючими факторами є, по-перше, тимчасова присутність худоби на пасовищі і, по-друге, використання системи видалення відходів за допомогою водних потоків (відходи із занадто високим вмістом води непридатні для виробництва біогазу. Технологія, більш придатна для цілями біоенергетики є вивезення відходів за допомогою механізмів вишкрібання).

13 Наступним кроком у розрахунку енергетичного потенціалу відходів рослинництва є його безпосередня оцінка. На цьому етапі обсяг відходів, що використовуються для виробництва енергії, потрібно помножити на енергетичну цінність цього виду відходів і, нарешті, на середній вихід енергетичних установок.

14 Для відходів худоби цей етап включає, на початку, оцінку викидів біогазу, помножену на показники енергії.

15 Оцінка накопичених обсягів сільськогосподарських відходів за регіонами України вже була предметом роботи автора цієї статті. Однак завдяки бібліографічному аналізу та внаслідок зміни перспективи внаслідок переходу з національного рівня на регіональний рівень ми прийняли рішення змінити та доповнити метод, використаний у дослідженні, зазначеному вище.

16 Виходячи з особливостей методу оцінки, пояснених вище, ми можемо вказати, що для завершення цього етапу роботи необхідно визначити значення коефіцієнтів для кожної культури:

коефіцієнт відходів,

коефіцієнт доступності,

коефіцієнт, пов'язаний з урахуванням того факту, що саме сільське господарство споживає певні частини власних відходів,

енергетична цінність відходів,

продуктивність установки

17 Бібліографічний аналіз українських та зарубіжних джерел дозволив виділити твори, які заслуговують на нашу найбільшу увагу. Серед зарубіжних робіт слід згадати роботи французьких спеціалістів (Інформаційний центр зі сталої енергетики та довкілля, 2002 р.) (ОЕСР, 1984 р.) Та американських (Суфер, Заборський 1985 р.). Що стосується української роботи, то перш за все необхідно визначити роботу Гелетухи Г.Г., Марценюка З.А. (1998), однією з цілей якої є оцінка потенціалу біоенергетичних ресурсів (і особливо відходів овочевих культур) України.

18 Вибираючи значення коефіцієнтів, визначені для різних країн, автор віддав перевагу значенням, які вже використовуються в Україні. Іноземні дані використовувались лише для заповнення прогалин або прогалин. У цих випадках використовувались дані П. Ріссера (Soufer, Zaborsky 1985).

20 Значення ефективності установок розраховується на основі даних, наведених у роботі Гелетухи Г.Г., Тичаєва С.В., Куруленка В.В. (2001). Предметом цього дослідження є опис роботи установки спалювання соломи в Київській області (Україна).

21 Значення коефіцієнтів наведені в таблиці 1. Номери стовпців відповідають цифрам у списку коефіцієнтів, показаному вище.