Мискантустың пайдасы
Тұрмыстық қатты қалдықтарды энергетикалық мақсатта қолдану
Қаладағы тұрмыстық қатты қалдықтарды (ТҚҚ) жағып, энергия өндіру АҚШ пен Данияның бірқатар электр станцияларында кең таралған тәжірибе. Бүгінде өндірістік және тұрмыстық қалдықтарды қауіпсіз түрде жою, қоршаған ортаға зиян келтірмей өңдеу — ең өзекті мәселелердің бірі. Әлем бұл міндетті әртүрлі технологиялар арқылы шешіп келеді.
Негізгі мақсат
Қалдық көлемін азайту және энергия өндіру арқылы ресурсты тиімді пайдалану.
Қауіпсіздік талабы
Уытты, бактериялық және басқа қауіпті компоненттерді термиялық жолмен залалсыздандыру.
Әлемдік үрдіс
Энергетикада жаңартылатын көздердің үлесін арттыру және қалдықтарды айналымға енгізу.
Биомасса: жаңартылатын отын ретінде
Еуропалық Одақ елдерінде биомасса әртүрлі мақсатта кеңінен қолданылады. Бұл, негізінен, биомасса қорының жеткілікті болуына, халық тығыздығына, энергетиканың даму деңгейіне және тиімді саяси қолдауға байланысты. Биомасса — жаңартылатын энергия көзі ретінде сапалы отын; ол көмір, газ, мұнай секілді дәстүрлі отын түрлерін үнемдеуге мүмкіндік береді әрі экологиялық тұрғыдан тиімді.
Биомассаның негізгі көздері
- Өңделген ағаш және ағаш өнеркәсібінің қалдықтары
- Егістік және орман шаруашылығы қалдықтары
- Пайдалануы қиын ағаш түрлері
- Сабан (жылу өндіруде маңызды ресурс)
Сабанды жағу арқылы жылу өндіру
Бірнеше жыл бұрын сабанды жағуға негізделген жылыту жүйелерінің технологиясы жасалып, автоматтандырылған басқару деңгейі жоғарылады. Мұндай жүйелердің пайдалы әсер коэффициенті (ПӘК) шамамен 95% деңгейіне дейін жеткені көрсетіледі.
Екі мәселені қатар шешу
- 1 Магистральды газға немесе сұйық отынға (дизель) тәуелді емес баламалы жылу жүйесін құру.
- 2 Егістіктегі артық сабан қалдығын кәдеге жарату.
Энергетикалық сыйымдылық мысалы
Диаметрі 1,8 м, салмағы 330 кг болатын бір орам сабан жылу өндіру тұрғысынан шамамен:
- 140 литр дизель отынына тең
- 140 м³ табиғи газдың жылуына тең
Ескерту: нақты мәндер жабдықтың түріне, ылғалдылыққа және жану режиміне байланысты өзгеруі мүмкін.
Қолданылу салалары
Сабанды жағуға негізделген жылу жүйелері тұрғын үйлерді жылытуда, өндіріс орындарында, фермаларда, астық кептіруде және жылыжайларда қолданылады. Мұндай құрылғылар Германиямен қатар Ресейде де кездеседі.
Жүйе құрамының қысқаша сипаттамасы
Сабанмен жұмыс істейтін қазандық-жүйелер, әдетте, басқару шкафынан, отынды ұсату/беру тораптарынан (фреза, шнек, редукторлар), ауа айдау желдеткіштерінен, жану камерасынан, күл жинақтағыштан және қауіпсіздік автоматикасынан тұрады. Жану тұрақтылығын реттеу үшін түтін газындағы оттегі қалдығын өлшейтін лямбда-талдағыш қолданылуы мүмкін.
Мискантус: энергияға арналған дақыл
Қазіргі кезде Еуропалық Одақ елдері мен Солтүстік Американың көптеген штаттарында мискантус өсімдігі ғылыми тұрғыда зерттеліп, энергетикалық мақсаттағы әлеуеті бағалануда. Мискантус — қамыс (тростник) тұқымдасына жақын, бамбукке ұқсайтын көпжылдық шөп. Оны кейде піл шөбімен (Pennisetum purpureum) шатастырады.
Алып мискантус
Miscanthus × giganteus — бойы 300–350 см-ге дейін жететін, сабағы қатты, өзегі губка тәрізді құрылымды өсімдік. Тамыр жүйесі 2,5 м тереңдікке дейін бара алады.
Ресурсты үнемдеу
Мискантус жүгерімен салыстырғанда химиялық және механикалық ресурстарды аз қажет етеді. Бір рет отырғызылғаннан кейін 30 жылға дейін өнім бере алады, ал ору жұмыстары көбіне әр 3 жыл сайын жоспарланады.
Төзімділік
Жинау кезінде ылғалдылығы шамамен 20–25%. Аязға және құрғақшылыққа төзімділігі жоғары.
Экологиялық және агрономиялық пайдасы
- Топырақты қатты құнарсыздандырмайды және көмірқышқыл газын едәуір көлемде сіңіре алады.
- Көптеген аймақта зиянкестер мен ауруларға салыстырмалы төзімді.
- Жүдеген жерлерде эрозияның алдын алуға арналған қорғаныш өсімдік ретінде пайдалануға болады.
- Әшекейлік мақсатта автострада жиегіне көгалдандыру элементі ретінде егуге жарамды.
Энергетикадағы әлеуеті
Мискантус сабағы баламалы энергия көзі саналады: оны мұнай немесе көмірдің орнына энергетикалық кәсіпорындарда жағуға болады. Жанған кезде ауаға бөлінетін зиянды бөлшектердің мөлшері салыстырмалы түрде аз болуы мүмкін.
Иллинойс (АҚШ) бойынша бағалау
Егер мискантус штаттың егістік жерінің 10%-ына егілсе, Чикагоны қоса алғандағы электр энергиясы қажеттілігінің шамамен жартысын жаба алатын өндіріс көлеміне қол жеткізуге болатыны айтылған.
Еуропа бойынша бағалау
Еуропада алқаптардың 10%-ына мискантус отырғызу қосымша 9%-ға дейін электр энергиясын өндіруге мүмкіндік беруі ықтимал деген пікір бар.
Фермерлер үшін экономикалық тартымдылығы да атап өтіледі: бір гектардан 36 баррель мұнайға пара-пар сапалы отын алуға болады деген есеп келтіріледі.
Мискантустың қолданылу бағыттары
Өнеркәсіп және құрылыс
- Жеңіл бетон (толтырғышты бетон), сылаққа арналған материалдар
- Тігіссіз еден, шатыр және төбе изоляциясы
- Есік-терезе рамалары, шатыр жабындары
Автомобиль және целлюлоза өндірісі
- Автокөлік бөлшектері (мысалы, жеңілдетілген конструкциялар), қоспа материалдар
- Қағаз, картон, буып-түю материалдары
Бағбандық және ауыл шаруашылығы
- Торф (шымтезек) алмастырғыш, төсеніш материал
Энергия өндіру технологиялары
- Жағу
- Газификация
- Сұйылту
Аймақтық тәжірибелер: Украина және Франция
Украинадағы алғашқы тәжірибе
Украинада мискантус тәжірибе ретінде алғаш рет 2007 жылы отырғызылды. Шаруалар 10 га алқапқа көшетті қолмен егіп, тамырдың жақсы жерсінуіне басымдық берді. Отырғызу жұмыстарына Германиядан келген аграрийлер де көмектесті.
Первомайск қаласында мискантус сабағын отындық гранулаға айналдырып, биоотын өндіретін зауыт салынғаны айтылады. Есеп бойынша, 10 гектар алқаптан 200 тонна гранула алуға болады, ал оны электр станцияларында көмір немесе мазуттың орнына жағу мүмкін.
Франциядағы гранула өндірісі
2009 жылы Францияда мискантустан алғашқы гранулалар алынғаны көрсетіледі (егу жұмыстары 2007 жылы жүргізілген). Бұл бағытта Bical Biomasse France фирмасы жұмыс істеген.
Өнімділік әр гектардан шамамен 20 тонна деңгейінде болғаны айтылады.
Шығыс Азиядағы таралуы
Қытайлық мискантус Қытайда, Жапонияда және Кореяда өседі. Жапырақ түсі сары-жасыл реңктерде болуы мүмкін. Жылы климатта жақсы өсетіні атап өтіледі.
Пайдаланылған әдебиеттер
- Сибикин Ю.Д., Сибикин М.Ю. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии. Москва, 2009.
- Бурман А.П. және т.б. Основы современной энергетики. М.: МЭИ, 2002.
- Безруких П.П., Арбузов Ю.Д., Борисов Г.А. және т.б. Ресурсы и эффективность использования возобновляемых источников энергии. СПб.: Наука, 2002.
- Методические указания по расчету выбросов загрязняющих веществ при сжигании топлива в котлах. М.: Гидрометеоиздат, 1985.
- Будрейко Е.Н., Зайцев В.А. Введение в промышленную экологию. М.: Профобр, 1991.