Регистрация
Komatsu
Статьи по рубрикам: Лесозаготовка Лесопиление Деревообработка Сушка пиломатериалов Защита древесины Аспирация Деревянное домостроение Производство мебели Биоэнергетика
Обзоры ЛПК    Лесное хозяйство    Производство древесных плит    ЦБП    Материалы (клеи, пленки, лаки, краски)
Статьи по темам: Режущий инструмент в лесопилении и деревообработке  Производство клееных деревянных конструкций  Производство OSB  Измельчение древесины  Клеи 
Щепа  Пеллеты  Производство брикетов  Котельные на древесном топливе  Использование древесных отходов  Бытовые котлы на древесном топливе  Торрефикация 
Газогенерация  Жидкое биотопливо  Мероприятия по биоэнергетике  Аналитика по биоэнергетике  Управление лесами 
На главную страницу  
 
      
Харвестерные головки SP Maskiner
Главная страница Карта сайта Написать письмо

 




Kvarnstrands - самый острый инструмент


Проекты редакции:

Газета ЛесПромФорум

Конференции и семинары ЛПК


Конференция по плитам


Вебинары

Рыночные исследования


заглушка



заглушка



CMC Texpan


ПРИОРИТЕТНЫЕ ИНВЕСТИЦИОННЫЕ ПРОЕКТЫ в ЛПК


ТРЕБУЮТСЯ АВТОРЫ


Обзоры ЛПК регионов


Статьи о предприятиях ЛПК:

Сеянга


Ангстрем


Runko Group


Гремячинский ДОК


УЛК


Лесозавод «Судома»


Русская Лесная Группа


Соломенский лесозавод


Эггер Древпродукт Гагарин


Апшеронский лес


Свеза Усть-Ижора


Слониммебель


Первая фабрика фасадов


ДОК «Декон»


Архангельский фанерный завод


Kastamonu


Череповецлес


Верфест


Креатив-мебель


ПДК «Апшеронск»


РОСТ


АВА компани


Лесосибирский ЛДК №1


Дана


Тамак


RFP Group


Виктория


Полеко


Элеон


Нархозстрой


Фабрика E1


Астар


Русьмебель


ВолСнаб


Харовсклеспром


Милароса


Первая мебельная фабрика


ТранссЛес


Енисейский фанерный комбинат


Вохтожский ДОК


ДОК «Калевала»


ЧФМК


Вышневолоцкий ЛПХ


Севзапмебель


Вельский лес


Mr.Doors


Сокольский ДОК


Мется Свирь


PlazaReal


Сарапульский лесозавод


Good Wood


Югорский ЛПХ


Тернейлес


HolzBalken


ЛПК Аркаим


Лесосибирский ЛДК № 1


ПДК Апшеронск


Лесплитинвест


ВудСтрой


Сетново (Stora Enso)


Виннэр


Сетлес (Stora Enso)


Лесозавод 25


Загрос


Миассмебель


Новоенисейский ЛХК


Монди Сыктывкарский ЛПК


Каменский ЛДК
(Алтайлес)


Светлояр


Содружество
(Алтайлес)


Брянский фанерный комбинат


МАДОК


UPM Чудово


Лесобалт


UPM Пестово


Череповецлес


ММ-Ефимовский


АВА Компани


Талион Терра
(ООО «СТОД»)


Все статьи
Рубрика Техника и технологии  •  Статья по теме  Биоэнергетика, Газогенерация

Автомобильный газогенератор − технология будущего

…Топить печь нефтью-то же самое, что топить ее ассигнациями…

Д. И. Менделеев

Поиск альтернативных источников моторного топлива обращает взгляды водителей транспортных средств то к солнечной энергии, то к водороду. Но оглянитесь вокруг: горы древесных отходов и стога соломы − это наши неисчерпаемые «нефтяные и газовые скважины».

В статье подробно рассмотрены причины и перспективы развития технологий силового использования биомассы и методика их эффективного применения в России, особенно в аграрном и лесохозяйственном секторе. Проведен исторический анализ развития технологий использования биомассы в качестве топлива для транспортных средств и выделены основные тенденции развития отечественных технологий использования отходов биомассы в качестве моторного топлива для транспортных средств.

1. Краткое описание проблемы

Сегодня энергетические потребности человечества оцениваются в 11−12 млрд т. условного топлива (у. т.). Это составляет 12% энергии ежегодного прироста биомассы на земле. Удовлетворяются наши энергопотребности за счёт нефти и газа на 58−60%, угля − на 30%, гидро- и атомной энергии − на 10−12% и биомассы (!) на 1−2%.

Из них 4−4,5 млрд тонн у. т. в год необходимо для обеспечения топливом всех видов транспортных средств.

На фоне интенсивного роста спроса на горючее нефтяного происхождения совершенствуются и методы использования растительной биомассы в качестве моторного топлива. Это становится всё более и более экономически рентабельным по мере удорожания нефти, так как её ресурсы исчерпаемы.

По даным XIII Нефтяного конгресса (1991 г.), разведанные запасы нефти в мире оцениваются в 140−145 млрд т. (160 млрд м3.), которых при современном уровне ее потребления в мире может хватить лет на 30−35.

По отдельным регионам проблемы с запасами нефти стоят более остро. 70% её запасов находится на Ближнем и Дальнем Востоке, в Латинской Америке. На остальные регионы приходится 30%, из которых 18−20% перепадает на СНГ. Учитывая современный уровень добычи нефти, этих запасов может в СНГ хватить на 15−20 лет. Ресурсы ежегодно возобновимой растительной биомассы в 25 раз превышают добычу нефти. Площадь лесов земного шара равна 3067 млн гектаров. А ежегодный прирост биомассы растений на Земле состовляет от 170 до 200 млрд т. (в пересчёте на сухое вещество), что энергетически эквивалентно 80 млрд тонн нефти, поэтому в будущем предвидится существенное увеличение использования биомассы в силовых целях.

При численности населения 2,4% от мирового, Россия обладает 12% мировых запасов нефти, 35% газа, 16% угля, 4% урана и 29% мирового лесного фонда, что создает иллюзию невозможности у нас энергетического кризиса. Однако острейшие энергетические кризисы возникают в ряде регионов России. По данным Минтопэнерго, в России более 60% территории страны лишены централизованного электроснабжения. На этих удаленных территориях проживает 10% населения. Энергоснабжение таких населенных пунктов осуществляется в основном за счет привозного жидкого топлива, что крайне экономически не целесообразно, тем более, что в подавляющем большинстве это лесоизбыточные регионы, где идет интенсивная заготовка и переработка древесины. Ежегодно только на территории России продуцируется до 14−15 млрд т. биомассы, энергия которой эквивалентна примерно 6 млрд т. у. т. По оценкам экспертов в энергетических целях в Российской Федерации технически возможно уже сейчас ежегодно использовать до 800 млн т. древесной биомассы (неиспользуемая древесина на лесозаготовках) и до 400 млн т. (по сухому веществу) органических отходов, из которых 250 млн т. сельскохозяйственного происхождения, 70 млн т. лесной и деревообрабатывающей промышленности, 10 млн т. древесных и лиственных отходов (собираемых ежегодно в городах), 60 млн т. твердых бытовых отходов (преимущественно целлюлозно-бумажные изделия и пластмассы) и 10 млн т. прочих отходов (например, осадки коммунальных стоков и т. п.). Их переработка потенциально позволяет получить 350-400 млн т. у. т. в год и открыть до 50 000 новых рабочих мест.

Получение энергии из биомассы сегодня является одним из наиболее динамично развивающихся на-правлений во многих странах мира. Этому способствуют ее большой энергетический потенциал, возобновляемый характер и экобезопасность. Биомасса является СО2-нейтральным топливом, т. е. потребление СО2 из атмосферы в процессе роста биомассы соответствует эмиссии СО2 в атмосферу при ее сжигании. Кроме того, деньги, выплаченные энергогенерирующими предприятиями за местное сырье, остаются в регионе и способствуют его экономическому развитию. То есть можно считать, что биомасса − это неиссякаемый источник оборотных средств, который активно «разрабаывается» во всем мире.

Как было отмечено выше, лесозаготовительные и лесоперерабатывающие предприятия являются основными производителями невостребованной биомассы в виде древесных остатков. Изучение лесорубочных остатков по Сибирскому региону показало, что при сплошной вырубке леса количество древесных отходов (ветви, сучья, хвоя, листья, кора, опилки, щепки, пни и вершины) на 1 гектар леса составляют в среднем 2 000 м3 или около 100 т. По отдельным видам они распределяются следующим образом:

  • крупные (диаметром 4,5 см и выше) − 33%;
  • средние (диаметром 2,5−4,4 см) − 31%;
  • мелкие (диаметром менее 2,5 см) − 36%.

Все эти остатки должны удаляться вывозкой, т. к. очистка лесов от них обуславливается необходимостью:

  • уменьшения пожарной опасности;
  • борьбы с насекомыми − вредителями леса, усиленно размножающимися в лесорубочных остатках;
  • создания нормальных условий для естественного возобновления леса;
  • обеспечения эффективной работы в лесу спецтранспорта и рабочих.

Очень часто для очистки леса отходы сжигаются на месте, на что тратятся весьма крупные средства и рабочее время без получения какой-либо полезной продукции.

Использование отходов лесозаготовки, а также отходов лесоперерабатывающих заводов (щепа, стружка и т. д.) возможно в виде чурок стандартных размеров (50×70×20) или в виде угля. Заготовка чурок из отходов может быть облегчена и упрощена применением весьма несложных и недорогих сучкорезных станков.

Кроме того, из отпада (хвои и листьев) возможно приготовление топливных брикетов. При ежегодном сборе отпада количество его составляет около 3 т. с 1 гектара. На приготовление 1 т. брикетов расходуется в среднем 1150 кг отпада. Брикеты имеют следующую характеристику:

  • Размер − 180×60×22-25 мм;
  • Вес − 200−240 гр;
  • Влажность − 12−18%;
  • Зольность − 3−4%;
  • Удельный вес − 0,6;
  • Теплотворность − 4−4,5;
  • Себестоимость изготовлени $8/т.

Развитие технологий термохимической конверсии биомассы предполагает, что древесину будут собирать на топливо не только в существующих лесах, но и с так называемых «плантаций», которые должны быть специально созданы для выращивания быстрорастущих деревьев или кустарников. Эти мероприятия не только позволят повысить рентабельность фермерских хозяйств, но и создать новые рабочие места.

2. Анализ основных исследований и публикаций

Биомасса представляет собой древнейший источник энергии, однако её использование до недавнего времени сводилось к прямому сжиганию либо в открытых очагах, либо в печах и топках с весьма низким, в пределах 14−15%, КПД. Применяя более совершенные устройства, например, газогенераторы, имеющие наиболее высокое КПД (в пределах 75-90%) при относительно низкой их стоимости, можно не только сократить потребность в исходном топливе более чем в 5 раз, но соответственно снизить эмиссию СО2 в атмосферу. Особенно это актуально для лесонедостаточных регионов России, где население активно заготавливает древесину для энергетических целей. Создание коммерчески доступных газогенераторов позволило бы значительно ослабить проблему произвольной вырубки деревьев в таких регионах.

Таблица 1

Сегодня биомасса составляет 15% общего потребления первичных энергоносителей в мире. В разви-вающихся странах этот показатель составляет 48%, а в промышленно развитых государствах − в среднем 2−3%. Прогноз мирового энергетического совета относительно вклада биомассы в энергетику будущего, наряду с другими нетрадиционными возобновляемыми источниками энергии (НВИЭ), приведен в таблице 1. Термин «силовая биомасса» подразумевает использование современных промышленных технологий получения энергии из биомассы (исключая ее бытовое использование для получения тепла и приготовления пищи). В соответствии с прогнозом доля биомассы составит 42−46% от общей доли НВИЭ в 2020 г.

При этом планируется, что 30% «силовой биомассы» будет использовано для производства тепла, 12,5% для совместного сжигания биомассы и угля и 32% для комбинированной выработки тепла и электроэнер-гии. Еще 26% силовой биомассы с энергетических плантаций предполагается использовать для производства жидкого топлива.

Зарубежные технологии выращивания энергетических плантаций (ивы, тополя и пр.) едва ли в ближай-шее время приживутся в России, т. к. для их реализации необходимы крупные инвестиции. Однако у нас значительный потенциал древесных отходов не используется. Но использование биомассы экономически рентабельно только в местах ее сосредоточения. Так же важен тот факт, что промышленные технологии энергетического использования биомассы не могут применять рассредоточенную по территории страны биомассу, на долю которой приходится до 80% от ее общего потенциала. Только местное население может использовать её для своих энергетических нужд в маломощных газогенераторах (30−200 кВт) транспортного типа.

В прошлом году технологии транспортных газогенераторов исполнилось 100 лет. В середине прошлого века технология силового использования биомассы достигла высокого уровня развития и применялась во всех сферах народного хозяйства. Транспортными газогенераторами оснащали: мотоциклы, легковые автомобили, трактора, грузовые автомобили, дрезины, автобусы, рыболовные суда, катера, баржи, железнодорожные составы и даже мотороллеры.

Сегодня использование транспортных газогенераторов экономически эффективно прежде всего в сельском хозяйстве, лесной и лесоперерабатывающей промышленности. Мировой парк транспортных средств, сосредоточенных в этих отраслях (трактора, комбайны, грейдеры и пр.) составляет 100−120 млн единиц. Особенно привлекательно использование газогенераторов в сельском хозяйстве, т. к. переход на горючее в виде сельскохозяйственных отходов сделал бы цены на сельскохозяйственную продукцию независимыми от цен на топливо нефтяного происхождения.

Несмотря на то, что применение газогенераторов на автомобильном транспорте имеет ряд несомненных преимуществ (экономических и экологических), в ближайшие 10 лет они едва ли получат широкое распространение. Причина этого, казалось бы, парадоксального вывода кроется в истории технического становления и развития технологии транспортных газогенераторов.

Современное состояние технологий термохимической конверсии биомассы для энергетических целей очень напоминает ее развитие в середине 30-х годов прошлого века. В то время так же, как и сейчас, широкое внедрение этой технологии субсидировалось правительствами различных стран. Разница заключается лишь в том, что тогда основной причиной интереса правительственных структур к развитию и широкому распространению транспортных газогенераторов служило желание сохранить энергетическую независимость от поставок топлива нефтяного происхождения. Сейчас же забота правительств о возобновляемой энергетике обусловлена требованиями Киотского договора и прогрессирующим удорожанием нефтепродуктов. Глубокий всесторонний анализ конструктивного развития транспортных газогенераторов прошлого позволит сегодня не только избежать повторения многих ошибок, но и прогнозировать развитие этой технологии в современных условиях динамического роста энергетических нужд человечества.

После бурного развития технологий твердотопливных стационарных газогенераторов в XIX веке, нашедших своё применение в самых разных областях промышленности, в 1900 г. Тейлором во Франции был построен первый транспортный газогенератор. Однако в начале прошлого века удобство и относительная дешевизна бензина полностью затмили использование твердого топлива в транспорте. Необходимость применения альтернативного топлива стала очевидной только во время Первой Мировой войны из-за ограничений в поставках бензина. Первое промышленное производство транспортных газогенераторов было налажено во Франции, а их промышленная апробация происходила в Касабланке (Марокко), когда автоклуб Марокко провел ряд соревнований, в которых принимали участие первые 5 газогенераторных тракторов и 5 газогенераторных грузовых автомобилей. Подобные соревнования проходили и во Франции, не имея, однако, большого успеха. В 1919 г. Георгом Имбертом (Франция) был построен газогенератор обратного процесса газификации, который произвел настоящий переворот в автомобильном газогенераторостроении и до сих пор остается самым значимым достижением этой технологии.

В 1921 г. Имберт приехал на автомобиле, оборудованном газогенератором своей конструкции, в Париж, преодолев расстояние в 500 км, что было большим достижением в то время. Это привлекло внимание, особенно со стороны военных ведомств, которые и инвестировали в дальнейшем развитие этой технологии. Однако в период с 1920 по 1939 г. удобство и дешевизна топлива нефтяного происхождения сделали применение автомобильных газогенераторов непопулярными среди конечных потребителей из-за сложности их обслуживания. Но европейские правительства продолжали поощрять и субсидировать использование транспортных газогенераторов. К 1930 году во всех европейских странах, владеющих достаточными ресурсами биомассы, данная технология активно развивалась, конкурируя с бензином. Но нужно признать, развитие технологии обуславливалось лишь правительственными субсидиями и льготами. Кроме того, Великобритания, Франция и Италия инициировали широкое использование транспортных газогенераторов в своих колониях. К 1923 году 25 различных типов автомобильных газогенераторов были коммерчески доступны во Франции. К 1929 году приблизительно 1880 газогенераторных транспортных средств ездили по французским дорогам, из которых 2/3 принадлежали французской армии.

Активное развитие технология автомобильных газогенераторов получила в 1936 году. Правительства большинства европейских стран в условиях политической нестабильности, предвидя возможность войны и стараясь обеспечить энергетическую безопасность своих государств, начали активно субсидировать развитие этой технологии…

Продолжение статьи читайте в следующем номере журнала.

Задать свои вопросы авторам вы можете по email: gasgen@mail.ru

А. А. САМЫЛИН





Рекламная статья
{other_ad_link}

Maier





mebel-news.pro



Производство фанеры

Производство OSB

Производство ДСП

Производство MDF


Техобзоры оборудования
для производства
мебели:


Фрезерные станки с ЧПУ


Станки заусовочные


Копировально-
фрезерные станки


Станки для раскроя
плит с прижимной
балкой


Четырехсторонние
станки


Столярные
ленточнопильные
станки


Фрезерные станки


Токарные станки


Кромкооблицовочные
станки


Мембранно-вакуумные
прессы



Свежий номер журнала «ЛесПромИнформ»

Свежий номер журнала




Режущий инструмент

Производство КДК

Биоэнергетика

Измельчение
древесины


Щепа

Пеллеты

Производство брикетов

Котельные на
древесном топливе


Использование
древесных отходов


Бытовые котлы
на древесном топливе


Торрефикация

Газогенерация

Жидкое биотопливо







ЭПИ-клеи


Термодревесина


Технология
деревообработки


Цена бесперебойного
отопления



Баня по-черному


Баня по-белому


Финская сауна


Увидели ошибку -
выделите текст и
нажмите Ctrl + Enter




Мебель,  20–24 ноября, Москва      Семинар «Повышение производительности лесопильного производства и качества выпускаемой продукции, снижение брака и простоев оборудования», 28–29 ноября 2017, Санкт-Петербург

Выставки лесопромышленного комплекса (деревообработка, лесопиление, лесозаготовка, деревянное домостроение, оборудование для производства мебели, биоэнергетика)

Скачать бесплатно PDF-версии журналов Стоимость подписки на журнал

Список субъектов РФ по алфавиту

НЕКОТОРЫЕ CТАТЬИ ПО ТЕМАМ:
Лесозаготовительная техника
    ВПМ John Deere 900K    Шины для лесозаготовительной техники    John Deere 2154D    Форвардеры Komatsu 865 и 855    Скиддер и форвардер LKT-82    Лесозаготовительная техника Cat    Харвестерные головки Log Max    Щеповозы Lipe    Строительство лесных дорог в Белоруссии    Форвардер Т6920    Хлыстовая заготовка с Caterpillar    Лесозаготовительная техника Cat для сортиментной заготовки    Погрузчик Liebherr    Перегружатели Sennebogen    Лесовозы IVECO-AMT    Харвестеры ROTTNE    Харвестеры HSM    Техника для лесозаготовок Ponsse    Харвестные головки Logset TH    Манипулятор для харвестера Epsilon M160H100

Лесопильное оборудование     Многопильные станки    Измерение параметров пиломатериалов    Маркировка CE для пиломатериалов    Пиление подсушенной древесины    Поперечная распиловка    Окорка    Ленточнопильные станки    Пиление мерзлой древесины    Ленточное лесопиление    Jartek    Möhringer    USNR    Üstünkarli    WoodEye    Brenta    Baljer & Zembrod    Heinola    Лесопильное оборудование SAB    Перегружатели леса Sennebogen    Wintersteiger    Лесопильное оборудование EWD    Kara    Soderhamn Eriksson    МЕМ: Подвесное пиление древесины    Аспирация на деревообрабатывающем производстве    Маятниковые сушильные камеры Jartek    Камеры для сушки древесины BIGonDRY    Сушильные камеры Termolegno    Ваакумное оборудование для сушки древесины    Перегружатели леса и фронтальные погрузчики    Сушка древесины плодовых пород    Автоклавная пропитка древесины

Деревообрабатывающее оборудование     Эксплуатация дисковых пил    Комбинированные станки    Торцовочные станки    Оценка фуговальных фрез    Облицовка погонажа    Выбор режущего инструмента    Термодревесина    Столярные ленточнопильные станки    Производство клееного бруса    Станки фрезерные с ЧПУ    Автоподатчики    Оборудование TC Maschinenbau для производства перекрестно-клееных панелей CLT (X-Lam)    Производство палет (поддонов)    Круглопильные станки    Сарапульский лесозавод. Больше века в деревообработке    Форматно-раскроечные станки

Производство щепы и биотоплива     Рубительные машины и измельчители древесины    Шредеры    Пеллеты класса ENplus A2    Сертификация пеллет    Торрефицированные пеллеты    Использование коры    Бытовые котлы на щепе    Сжигание щепы в твердотопливных котлах    Совместное сжигание топлива    Перспективы котельных на пеллетах    Отопление пеллетами    Транспортные газогенераторы    Метан из биомассы    Топливные древесные брикеты    Производство древесного угля    Vecoplan    Nestro    Ковровские котлы    Polytechnik в Архангельской области    Рубительные машины Farmi Forest    Щепа как биотопливо в Европе    Щеповозы LIPE    Рубительные машины Bruks    Рубительная машина Maier HRL-B    Рубительные машины Teknamotor

Производство мебели     Форматно-раскроечные станки    Фрезерные станки с ЧПУ    Постформинг    Софтформинг    Копировально-фрезерные станки    Токарные станки для древесины    Заусовочные станки     Клеевые материалы для производства детской мебели    Облицовка профилированных изделий    Доска пола и паркет     Прессы и линии для облицовывания пластей    Широкоформатные принтеры    Облицовывание неплоских поверхностей    Станки для раскроя плит с прижимной балкой    Рельефный погонаж    Кромкооблицовочные станки    Корпусная мебель из профильного погонажа

Фотографии с выставок: FinnMetko    Российский лес    Elmia Wood    LIGNA    Лесдревмаш    KWF Tagung    Xylexpo    Drema    UMIDS    Woodex/Лестехпродукция    Интерлес    Interforst

Статьи о выставках лесопромышленного комплекса: Ligna 2015    Woodex 2015    Лесдревмаш    UMIDS    Xylexpo    Technodomus    FinnMetko    Российский лес    Holz-Handwerk    Лесной комплекс России    Elmia Wood

Лесопромышленный комплекс, лесная отрасль, лесной комплекс, лесозаготовительный комплекс, лесопромышленная отрасль, лесопильная промышленность, лес, лесозаготовительная отрасль, лесная промышленность, деревообрабатывающая промышленность. Статьи о лесозаготовке, деревообработке, биоэнергетике, деревянном домостроении, производстве древесных плит, лесозаготовительной технике, лесопильном и деревообрабатывающем оборудовании.

Информация по лесозаготовке, лесопилению, деревообработке
© ЛесПромИнформ, 2002−2017.
При использовании материалов активная ссылка на сайт обязательна