Спецможливості
Огляди продукції

Солома як джерело енергії для сільського господарства

12.07.2018
729
Солома як джерело енергії для сільського господарства фото, ілюстрація

 

 

В сучасних умовах загальновизнаним фактом є те, що спалювати сухі відходи сільськогосподарського виробництва для отримання тепла в 2,5–5,0 разів вигідніше, ніж використовувати газ. Втім, спалювати можна різні сухі органічні відходи: подрібнені рослинні рештки, тирсу, відходи від очищення зерна, соняшникову лузгу, солому — головне, щоб вони були сухими. У пропонованій статті ми розглянемо можливості використання соломи як палива.

 

 

Варто зазначити, що використовувати солому для виробництва тепла можна як у невеликих аграрних підприємствах, так і на потужних елеваторах. Цей варіант енергозабезпечення особливо актуальний у разі, якщо в господарстві є власне рослинництво, яке стабільно дає велику кількість соломи.

Солома зернових культур у вигляді солом’яних тюків, різки або гранул (пелет) є хорошим енергоносієм. За своєю теплотворною здатністю спалювання 2,34 кг соломи рівнозначне спалюванню 1 м3 природного газу. Але її використання для задоволення енергетичних потреб промислових підприємств, ферм або елеваторів обійдеться їм утричі дешевше порівняно з природним газом.

Солома є побічним продуктом вирощування різних сільгоспкультур, насамперед — зернових. Площа в Україні під зерновими становить майже 14 млн га, і в кінцевому результаті їхнього вирощування, окрім основної продукції, щороку отримують 78–95 млн т соломи (і ця кількість із підвищенням урожайності різних зернових культур із року в рік зростає).

 

Більшість соломи зернових культур, які виробляють в Україні, є побіч­ним продуктом і ніяк не використовується. Прибирати солом’яні купи з поля після збирання озимої пшениці за допомогою комбайна, потім дуже проблематично.

 

Традиційні напрями використання соломи зернових культур:

 

  • підстилка для тварин;
  • корм для тварин;
  • польова мульча та органіка — подрібнення з наступним загортанням у ґрунт (наприклад, під час оранки) для збільшення вмісту гумусу й підвищення ґрунтової родючості.

Але є й інше застосування цього побічного продукту сільгоспвиробництва. У низці країн ЄС її вже впродовж десятиліть використовують як паливо — джерело для виробництва як тепла, так і електроенергії. Як ЄС, так й Україна чітко заявили про своє бажання сприяти активнішому використанню біомаси для виробництва енергії. Наприклад, в ЄС законодавчо визначено стратегічні цілі: обсяги виробництва енергії з поновлюваних джерел — 16% загального споживання до 2020 року. А також окреслено конкретну мету щодо виробництва тепла — заміщення 12%. Обидва ці показники набагато перевищують реальні поточні обсяги виробництва біомаси в ЄС. Таким чином, в українських фермерів є перспективний ринок збуту виробленої біомаси в ЄС (особливо це стосується виробництва пелет/гранул із соломи, які добре транспортуються). Зернова солома — це сировина (біомаса), яка є в надлишку в Україні. Із загального обсягу виробництва соломи, зазначеного вище (78–95 млн т), можна використовувати для виробництва енергії 3,5– 30,0 млн т. Традиційно ціни на солому дуже нестійкі, але контракти із фіксованою ціною наразі, ймовірно, будуть значно привабливішими для виробників соломи. Спалювання цього побічного виробничого матеріалу можна використати для нагрівання води та опалювання приміщень, обігрівання теплиць, сушіння зерна, отримання електричної енергії та інших цілей.

 

Збирання й заготівля соломи

 

Під час розробки схеми виробництва енергії із соломи потрібно враховувати сезонність отримання цього паливного джерела. Озимі культури (ячмінь, пшеницю, овес, олійний ріпак) збирають із липня по вересень, тож у цей період буде доступна й солома. А за вирощування ярих культур вона може слугувати паливом із кінця серпня до початку листопада.

Солому тюкують за допомогою балерів (прес-підбирачів). Зазвичай тюки виготовляють двох форм — круглого й квадратного перетину. Тюки квадратного перетину більш придатні для транспортування на великі відстані, позаяк їх можна щільніше вкласти. Тож коли ви обираєте балер для потреб свого господарства, потрібно враховувати силу його пресування: що вища щільність тюків, то краще. Це зменшить витрати на транспортування тюків. Також велике значення має довжина різки соломи: що вона коротша, то краще. Ну й, звісно, солома обов’язково має бути суха.

Найпоширеніший спосіб збирання соломи — в круглі тюки. Але для її транспортування — це не найкращий варіант. Для її перевезення краще вико­ристовувати квадратні тюки.

Для збирання соломи застосовують прес-підбирачі різних видів. Для навантаження соломи дуже зручно використовувати телескопічні навантажувачі.

Логістика соломи полягає в її транспортуванні на ферму для подальшого зберігання й виробництва пелет або транспортування off-farm, тобто безпосередньо користувачеві. Що ближче до місця виробництва соломи розміщений теплогенератор, у якому спалюють цю солому, то дешевшою буде логістика. За транспортування на великі відстані має сенс виготовляти солом’яні гранули.

Таким чином, у стандартну вантажівку для транспортування соломи може поміститися від 25 до 40 т соломи в тюках, що робить таку логістику цілком рентабельною навіть за транспортування на великі відстані.

 

Солома для виробництва енергії

 

Використання соломи як палива в котлах/теплообмінниках (бойлерах) може спричинити корозію металевих поверхонь теплообмінників. Але є певні виробники котлів (бойлерів), які дають гарантію на тривале використання своїх котлів, які призначені саме для спалювання соломи.

Солома — це нейтральне паливо щодо утворення СО2, і саме тому вонаможе відігравати важливу роль у ланцюжку вироблення й постачання «зеленої», тобто екологічнобезпечної, енергії. До того ж солома — це поновлюваний ресурс, адже поки вирощують зернові культури — буде й солома. Наприклад, у Данії таке рослинне джерело використовують як енергетичне паливо починаючи з 70-х років, і слід зазначити — дуже успішно. Солома, застосовувана як паливо, зазвичай міс­тить 14–20% вологи, яка випаровується під час горіння.

Суха речовина, що залишилась, становить менш ніж 50% вуглецю, 6% водню, 42% кисню й невеликих кількостей азоту, сірки, кремнію та інших мінералів, у тому числі лужних (на основі натрію й калію), та хлоридів. Уже давно відомо, що солома, зібрана з поля, яке напередодні комбайнування піддавалося впливу дощу, має знижений вміст речовин, що викликають корозію. Але часто показник зольності використовують як фактор зниження експортної ціни на гранули з соломи, а насправді зольність не дає особливого впливу на процес отримання тепла. Єдине, що потрібно передбачити за їхнього використання у котлах спалювання, — видалення золи й шлаків.

Шлаки, які утворюються в камері згоряння під час спалювання органічних відходів (лузги соняшнику, гранул із соломи), за своїм зовнішнім виглядом часто нагадують шматки каменю або скла. Камера згоряння має легко очищуватися від шлаків.

 

 

Котли для спалювання

 

Розроблено низку котлів, які нечутливі до більш агресивного впливу на поверхню теплообмінників унаслі­док складного хімічного складу соломи й відмінно її спалюють. Зокрема, є такі, що оснащені вентиляторами, які забезпечують управління подаванням пові­тря. Котельні установки для соломи можна використовувати для виробництва тепла на фермах, а також для централізованого теплопостачання. Як паливо для них може слугувати солома у вигляді солом’яної різки, пелет (гранул) або цілого тюка — залежно від технології, до якої пристосована конструкція котла.

Солома, отримана з ріпаку, виносить із поля менше корисних речовин, ніж зернові, а отже, менш «цінна» для землеробства (з погляду повернення її в ґрунт як органічної поживи для наступних культур). Однак вона має високу теплотворну здатність і дуже добре згорає. Є також доступні за ціною бойлери з буферним резервуаром для зберігання гарячої води між піковими поставками тепла.

 

 

Отже, виходячи з цих даних, випливає, що спалювання 1 м3 газу еквівалентне спалюванню 2,34 кг гранул (пелет) із соломи. Але солом’яні гранули за ціною набагато доступніші. Таким чином, для населення використання гранул із соломи вдвічі вигідніше, порівняно з газом, а для агрофірм — навіть утричі! У табл. 5 наведено конкретну суму, яку можна заощадити за використання пелет із соломи.

 

До того ж за використання газу для сушіння зерна слід зважати на певні ризики: перебої з постачанням цього виду палива; підвищення цін на газ (наприклад, порівняно з 2013 роком ціна на нього в доларовому еквіваленті виросла втричі); постачання розведеного і неякісного газу; величезні витрати на отримання дозвільної документації й роботи з установлення системи газопостачання. Натомість за використання соломи для сушіння зерна таких ризиків немає. Так, з урахуванням сьогоднішньої кон’юнктури ринку капі­тальні витрати на підведення й установку газового обладнання для сушін­ня зерна в агрофірмі значно перевищують витрати на аналогічне обладнання, призначене для спалювання соломи.

 

Значна кількість соломи потенційно доступна для використання її в енерговиробництві.

 

 

Для спалювання соломи ринок пропонує низку котлів/теплообмінників/пальників, спеціально призначених для використання біомаси.

Є технічна можливість спалювати солому в кількох формах (нарізка, пелети/ гранули, рулони/тюки) залежно від технології спалювання та конструкційних особливостей котлів.

 

 

О. Орлов, канд. с.-г. наук, керівник аграрного бізнесу

Інтерв'ю
Керівник агрохімічної лабораторії з дослідження ґрунтів університету Міссурі-Дельта-Центр Девід Данн
Майбутня урожайність приблизно на 60% залежить саме від родючості ґрунту. Визначити, яких елементів бракує, а яких забагато, допоможе аналіз ґрунту. США як один із світових лідерів у вирощуванні зернових та бобових накопичили великий... Подробнее
Георгій Гелетуха, голова правління Біоенергетичної асоціації України
Ідея спалювати в котлах ТЕЦ солому ще в 80-х здалася б смішною. Однак зараз учені бачать не тільки можливість замінити ним, кукурудзяним і соняшним бадиллям дві третини газу, але й доводять, що тепло

1
0