В нашем индустриальном обществе от
энергии зависит все. С ее помощью движутся автомобили, улетают в космос ракеты. С ее помощью
можно поджарить хлеб,
обогреть жилище и привести в
действие кондиционеры, осветить улицы, вывести в море корабли.
Можно сказать, что энергией
являются нефть и природный газ.
Однако это не так. Чтобы освободить заключенную
в них энергию, их
необходимо сжечь, так же как бензин, уголь или дрова[2].
Ученые могут сказать, что энергия
- способность к совершению работы, а
работа совершается, когда на объект действует физическая сила (такая, как давление или гравитация). Согласно формуле A=F∙S, работа равна произведению силы на расстояние,
на которое переместился объект. Попросту говоря, работа - это энергия в действии.
В нашем работающем мире основой
всего является энергия, без нее и не будет совершаться
работа. Когда энергия имеется в наличии и может быть использована, любой объект будет совершать работу - иногда созидательную,
иногда разрушительную.
1.1 Что такое биотопливо, и каким оно
бывает. Биотопливо - это топливо,
состоящее из биомассы. Биомасса - это биологический материал с незначительно
измененным химическим составом. Примеры биомассы: древесина, кора, солома,
тростник, сельскохозяйственные культуры (остатки урожаев пшеницы) и т.д. С
химической точки зрения биотопливо состоит из углерода, кислорода и водорода в
примерной пропорции соответственно 50%, 6% и 44 %. С технологической точки
зрения биотопливо состоит из воды, сгораемой части и несгораемого остатка,
золы. На сегодняшний день в мире признана следующая классификация биотоплива:
- Дрова
- Щепа
- Опилки
- Гранулы
- Брикеты
- Древесная пыль
- Торф
- Мусор
- Топливо на основе с/х культур
(солома)
1.2 Экологически чистый вид
топлива. Биоэнергия не
способствует изменению климата посредством выброса в атмосферу углекислого газа
и других "парниковых газов". Количество веществ, выделяемых и
потребляемых в процессе роста и фотосинтеза растений примерно сопоставимо с
количеством таких же веществ, выделяемых и поглощаемых в процессе сгорания или
природного разложения материалов. Выбросы диоксида серы и оксида азота являются
основными составляющими в процессе окисления воздуха, вод и грунта. Но
поскольку в биотопливе содержится небольшое количество серы, то в процессе
сгорания биомассы подобные загрязняющие вещества практически не образуются и не
выделяются. Даже те небольшие объемы выбросов, которые имеют место, являются
естественным звеном природного цикла, поскольку эти вещества в любом случае
выделяются при перегнивании древесины. Концентрация тяжелых металлов в биомассе
так же незначительна, следовательно, сгорание биотоплива не приводит к их
выделению и концентрации. Если биотопливные золы переработаны в лесные или
сельскохозяйственные земли, то использование биотоплива не влечет за собой
изменений в вечном круговороте веществ в природе, происходящие при этом
процессы находится в рамках обычных природных процессов роста-разложения.
Можно выделить несколько
сфер применения биотоплива. Гранулы из прессованных сухих остатков растений
(солома) и коры, опилок используются в первую очередь в небольших и средних
котлах, печах и каминах (до 1 МВт). Причем для использования гранул подходят
как специализированные котлы, так и жидкотопливные котлы, оснащенные
специализированным сжигателем для гранул. В Европе системы отопления на
гранулах становятся все более популярными в частном секторе, количество таки
систем растет в геометрической прогрессии. Промышленные гранулы используются в
более мощных установках (свыше 1 МВт), а также в системах КПТЭ -
Комбинированного Производства Тепла и Электроэнергии. Чаще всего такие
установки строят в небольших городах и поселках, для тепло/энергоснабжения
городских микрорайонов. На сегодняшний день одна из крупнейших КПТЭ в Европе
снабжает теплом и электроэнергией район Большого Копенгагена в Дании, причем на
установке используются и природный газ, и жидкое топливо, и солома, и гранулы.
Брикеты прежде всего используются в частном секторе - в каминах для дров,
изразцовых печах и т.д. Однако они могут сжигаться и в котлах, предназначенных
для сжигания сухого биотоплива - в первую очередь в качестве альтернативы углю.
Брикеты цилиндрической формы подходят для автоматизированной подачи в топку
транспортерами. Прямоугольные - больше для ручной подачи в небольших
установках. Следует помнить при этом, что брикеты не только более эффективное
топливо, чем уголь или дрова, но и более экологичное и эстетичное, и кроме
того, неприхотливо в хранении и требует для этого намного более меньших
площадей.
Рисунок 1. Схема отрасли биоэнергетики.
