Получение эколого-экономической выгоды за счет использования биотоплива

 Министерство  Образования и Науки Российской Федерации

 Государственное Учреждение Высшего  Профессионального  Образования

 Государственный Университет Управления

 Институт  Инноватики и Логистики

 Кафедра управления технологиями 
 
 

 РЕФЕРАТ 

 по  дисциплине «Экология» 

 На  тему:

 «Получение эколого-экономической выгоды за счет использования биотоплива»

 
 
 
 
 
 

   Выполнил:

   студент II курса ИИиЛ специальности Управление Инновациями - 2

   Еремкин В.А. 

   Проверил:

   Постникова Н.В. 
 
 

 Москва 2006 г 
 

Содержание: 

1. Введение…………………………………………………………………….3
2. Классификация биотоплев………………………………………………...4
3. Анализ наиболее популярных видов биотоплива………………………..6
1. Кора………………………………………………………………………..6
2. Торф……………………………………………………………………….6
3. Опилки и щепа…………………………………………………………....7
4. Дрова………………………………………………………………………9
4. Облагороженное прессованное биотопливо: гранулы и брикеты……..10
1. Некоторые очевидные преимущества использования прессованного биотоплива………………………………………………………………12
2. Особенности и дополнительные возможности при использовании гранул и брикетов……………………………………………………….13
3. Сфера применения и возможности производства прессованного биотоплива………………………………………………………………14
5. Экология и биотопливо…………………………………………………..16
1. Это не проблема роскоши………………………………………………16
2. Наиболее опасные последствия использования ископаемого топлива…………………………………………………………………..18
3. Основные преимущества сжигания биотоплива……………………...19
6. Вывод………………………………………………………………………21
7. Список литературы……………………………………………………….23

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Введение

    Биотопливо  – это топливо из биологического сырья, как правило из отходов сельскохозяйственного производства. Различают жидкое биотопливо (для двигателей внутреннего сгорания, например, этанол, биодизель), и твердое биотопливо (дрова, солома)

    Энергоносители  биологического происхождения (главным  образом навоз и т.п.) брикетируются, сушатся и сжигаются в топках тепловых электростанций, вырабатывая дешевое электричество, используемое в бытовых и производственных нуждах. В последнее время разработаны методы непосредственного получения электричества специальных бактерий при сбраживании биологических отходов.

    Мировое производство биоэтанола в 2005 году составило 36,3 млрд. литров, из которых 45% пришлось на Бразилию и 44,7% - на США. Этанол в Бразилии производится преимущественно из сахарного тростника, а в США из кукурузы. США в 2005 году приняли план, предусматривающий к 2025 году замену 75% импорта нефти биотопливом и увеличение производства биоэтанола в 10 раз.

    Почему  вообще выгодно использовать биомассу в качестве топлива?  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      

    Классификация биотоплев

    Любые древесные отходы - это биотопливо. Любое биотопливо предназначено  для сжигания, для получения энергии. От того, в каком виде будет использоваться биотопливо, зависит эффективность  его горения и стоимость энергии, которая вырабатывается с помощью биотоплива.       Какие виды биотоплива существуют?

    Лесное  древесное топливо - кустарник, тонкомер, ветки и верхушки деревьев, хвоя, пни, т.е. все то, что считается некоммерческой древесиной, отходами от лесозаготовок. Этот вид топлива ранее не использовался нигде в мире. Для России это и сейчас дело будущего. Однако этой проблемой активно занимается Финляндия. С 1999 по 2003 гг. техническим агентством Текес (при финансовой поддержке правительства Финляндии) разрабатывалась государственная программа по эффективной заготовке, переработке и использованию лесного древесного топлива в качестве биотоплива. Стратегическая задача ЛПК Финляндии на ближайшие 10 лет - значительно увеличить долю биотоплива на энергетическом рынке страны за счет этого топлива. Ни в какой другой европейской стране подобных программ пока не разрабатывалось.

    Лесное  энергетическое топливо - топливо, производимое из быстрорастущих деревьев и кустарников, которые выращиваются специально для энергетических целей. Для России это также взгляд в будущее. Однако уже сегодня десятки тысяч гектаров занято под "выращивание" такого топлива в Дании. Занимается этим, только в меньших объемах, и Швеция.

    Простое древесное топливо - все виды топлива, для которого дерево или части дерева являются исходным материалом и где не происходит никакой химической обработки. Примеры: дрова, обрезки дров и досок, щепа, опилки, стружки, кора. Этот вид биотоплива в особой презентации не нуждается, так как до сих пор значительная часть биоэнергетики страны использует именно его.

    Отработанное  древесное топливо - в основном - это бывшие в употреблении пиломатериалы; сырье идет из строительной и упаковочной промышленности, от разборки деревянных конструкций и изделий. В России в основном используется частными лицами для производства дров для собственных печей. Европейский лидер в использовании б/у пиломатериалов - Швеция, которая ежегодно экспортирует большие объемы таких отходов. Проблемы этого сырья - гвозди, бетон, краска. Шведские производители биотоплива научились решать эту проблему.

    Облагороженное (прессованное) древесное  топливо - топливо, полученное с помощью глубокой переработки простого древесного топлива, которое служит сырьем для производства последнего. Примеры: топливные брикеты, гранулы (пеллеты), древесная пыль (пудра). Любое биотопливо - это возобновляемая, так называемая "зеленая" энергия, которая получила большое развитие во всем мире (особенно в связи с подписанием большинством стран Киотского протокола). Но центральное место в ряду разных видов биотоплива занимает именно облагороженное, или прессованное, биотопливо. Это тот вид топлива и та энергия, которая может и должна получить наибольшее распространение в России. О его преимуществах, особенностях производства и использования пойдет речь в статье.

    К биотопливу также относят отходы сельского хозяйства и животноводства, в том числе солома, шелуха от зерен, помет и навоз, биогаз и др. За этими видами топлива, очевидно, будущее. За прессованным биотопливом - настоящее, и как минимум среднесрочная перспектива.

    В том случае, если по результатам  исследований и экономических расчетов выбор делается в пользу биотоплива, необходимо предпринять следующий  шаг - определиться с использованием того или иного (из вышеперечисленных) вида биотоплива. Проведем анализ положительных сторон и недостатков (ограничений) при использовании наиболее распространенных для получения тепла и электроэнергии видов биотоплива: коры, торфа, опилок, щепы, дров, гранул и брикетов.

    Анализ  наиболее популярных видов биотоплива

    Кора

    Кора  хвойных пород древесины иногда используется в качестве топлива для получения тепловой энергии. К очевидным достоинствам коры как топлива относится ее доступность, т.к. она не является дефицитным материалом, использующимся в каком-либо серьезном производстве. Кору можно рассматривать в качестве дешевого топлива для России, хотя цена на нее, например, в Финляндии достигает 4,2 ЕВРО за насыпной кубометр. 
При этом у коры есть и существенные недостатки. Во-первых, она обладает более низким содержанием энергии, чем другие виды древесного биотоплива. Во-вторых, у коры всегда большая влажность, поскольку ее никогда не сушат. Эти две проблемы вызывают третью: увеличение инвестиций в источники тепла на коре.

    Кроме того, необходимо подчеркнуть, что при  падении ствола на землю на делянке, практически невозможно избежать попадания в кору частиц песка и грунта. Следовательно, кора сама по себе содержит проблемы: песок и кора вырабатывают шлаки. А шлаки - один из главнейших врагов котельного оборудования.

    Торф

    В России имеется в наличии большое количество торфа, который может использоваться в качестве топлива. Торф оставался долгое время "кризисным топливом", однако в последнее время в некоторых европейских странах он стал топливом для систем централизованного теплоснабжения. Торф может быть использован в той же сжигающей установке, что и щепа, и энергоемкость практически такая же, как у топлива из древесной массы. Торф в качестве топлива может использоваться двумя способами: непосредственно как высушенный торф, либо в форме брикетов. Торф в виде брикетов обладает высоким содержанием энергии и низкой влажностью.

    С торфом связаны также и некоторые  неудобства. Во-первых, торф должен добываться исключительно в летние месяцы и  высушиваться на солнце настолько, насколько  позволяют погодные условия. Не смотря на это, в торфе будет содержаться достаточно много влаги, которую можно удалить обычным "выжиманием" или же в процессе просушивания. Вторая проблема состоит в том, что у торфа большая зольность и высокий процент содержания шлаков по сравнению с другими видах биотоплива, и он содержит также песок и частицы грунта, что создает описанные выше проблемы с ошлакованием. В-третьих, торф может самовоспламениться, причем подобные случаи были, что влекло за собой большие проблемы и дополнительные издержки. Хранение торфа должно осуществляться в контейнерах с огнеупорными стенами для предотвращения возможного распространения огня.

    В настоящее время продолжается дискуссия  о том, не является ли торф ископаемым видом топлива. Это имеет значение при расчете будущих налогов на использование топлива, поскольку в настоящее время во всем мире введен налог на диоксид углерода (CO2) для ископаемых видов топлива. Высказываются мнения, что торф является "наполовину ископаемым" топливом. Это может привести к тому, что торф будет облагаться налогом на выбросы СО2. Официально в настоящее время торф признается в качестве "неископаемого" топлива, но дискуссия продолжается.

    Опилки  и щепа

     
Опилки и древесная щепа могут  рассматриваться как биотопливо, прошедшее меньшую степень переработки. Содержание влажности в нем может быть достаточно большим, до 60%, что позволяет считать опилки и щепу "влажным" топливом.

    Опилки  и щепа могут быть достаточно сухими, если их получают в процессе производства мебели или сухих пиломатериалов. В таком случае возрастает экономия энергии в процессе сгорания, что приводит к более высокой суммарной эффективности процесса. Это позволяет говорить о преимуществах использования просушенных опилок и стружки.

    Однако  в большинстве случаев опилки и щепа являются отходами деятельности лесопилок. Кроме всех вышеописанных, есть и другие источники получения этого типа топлива. В принципе, в каждом городе будет оставаться большой объем "древесных отходов" при сносе старых деревянных домов, или когда город очищают от старых деревьев, которые могут рубиться и превращаться в древесную щепу.

    В Европе существует рынок для такого типа древесных отходов, из которых  производиться древесная щепа. Однако необходимо заметить, что этот тип  топлива отнюдь не лучший, поскольку, например, этот материал мог быть покрашен или пропитан каким-нибудь раствором, и поэтому при горении будут выделяться ядовитые газы.

    Для крупных установок, мощностью более 2МВт, во многих случаях, предпочтительно  использовать древесную щепу. Более крупные инвестиции в оборудование для сжигания топлива компенсируются более низкими расходами на топливо.

    С другой стороны, пока существуют опилки, до тех пор будут существовать и небольшие тепловые установки. Однако сжигание опилок в установках рассматривается в большинстве случаев как запасной вариант. Поэтому, опилки чаще всего используются для производства гранул.