какое топливо для теплоэлектростанций наиболее экологически безопасно

Какое топливо для теплоэлектростанций наиболее экологически безопасно

Как решать проблему отопления?

Какое топливо самое выгодное?

Многие котельные, на сегодняшний день, или давно исчерпали свой ресурс, или рассчитаны на использование дорогого, не экологического топлива – газ, мазут, уголь, дизельное топливо… Простой модернизацией котельных не обойтись, цены на топливо, неуклонно растут, наступает время отказа от стереотипов в отоплении.

Самое время рассмотреть и взвесить все возможные варианты получения тепла и горячего водоснабжения.

Отопление электроэнергией, в силу дороговизны рассматривать не будем.

Проведем анализ затрат на отопление и комфорта обслуживания котлов

Для сравнения разных видов топлива, сопоставим их по объёму с равной теплотой сгорания.

Вид топлива

Параметры

Каменный уголь

Пеллеты древесные

Дрова

Дизельное топливо

Мазут

Теплота сгорания

МДж/кг

ккал/кг

КПД котла, %

Автоматизация котла

Безопасность

Экологический ущерб

Возможные утечки

Выделение серы, %

Выделение углекислого газа, кг/ГДж

Зола %

Удельный вес, кг/м3

Влажность, %

По данным таблицы, делаем следующие выводы:

Каменный уголь

Отопление углём, основном применяется в промышленных регионах, где происходит добыча этого полезного ископаемого. В других районах стоимость доставки данного топлива достаточно высока, плюс оплата труда кочегаров, оплата утилизации большого количества шлаковых отходов.

Применение угля влечет за собой целый ряд сопутствующих проблем:

— затруднительный розжиг, сложность регулировки отдаваемой мощности;

— высокая экологическая нагрузка на окружающую среду;

— присутствие неприятного запаха, и угольная грязь в районе котельной;

— высокий зольный остаток (шлаковый балласт может составлять до 30% от общего объёма);

Достоинства:

— относительно низкая цена;

— относительная простота горения и обслуживания.

Пеллеты древесные

Пеллеты самое экологически чистое твёрдое топливо. Производятся без добавления связующих субстанций и прочих улучшителей, а склеивание происходит за счёт лигнина.

Для хранения пеллет необходимо оборудовать место хранения, это необязательно должно быть внутри помещения, можно хранить пеллеты и на открытом воздухе, но обязательно защищать от прямого попадания воды. При попадании влаги пеллеты активно её впитывают и разбухают. При хранении вне помещения более шести месяцев пеллеты начинают впитывают влагу из воздуха. При хранении пеллет в помещениях где есть перепадами температуры (например, в неотапливаемые ангары, гаражи, сараи) возможно образование конденсата.

При длительном хранении уменьшается твёрдость гранул и увеличивается количества облоя и отсева во фракции пеллет, так же не значительно увеличивается содержание влаги.

Недостатки:

— больше одного сезона хранить нежелательно;

— требует периодического обслуживания;

Достоинства:

— полная автоматизация процесса отопления;

— самая низкая экологическая нагрузка на окружающую среду, является возобновляемым источником энергии;

— пеллетными горелками легко заменить многие виды топлива;

— с приятным запахом, не взрывоопасный;

— зола является первоклассным удобрением, нет проблем с утилизацией отходов;

— двойного назначения – подстилка животным, наполнители кошачих туалетов, пеллеты некоторых составов можно добавлять в корма животных.

Дрова

Недостатки:

— большие площади для хранения запасов дров;

— необходима механическая обработка топлива (колка, штабилирование и пр.);

— процесс сжигания-топки требует постоянного ручного управления;

— частая чистка теплоагрегата;

— пиковая инерционность горения;

— большая зависимость от человеческого фактора;

— сложности транспортной логистики.

Достоинства:

— минимум вложений (кочерга и совок);

— челентано полюблял колоть дрова;

— зола является первоклассным удобрением, нет проблем с утилизацией отходов.

Недостатки:

— цена стремится к бесконечности;

— большая зависимость от контролирующих и надзорных организаций;

— самые большие финансовые затраты, при новом обустройстве котельной;

— котельную на газе, проблематично перевести на другой вид топлива;

— зависимость от монополиста.

Достоинства:

— низкий экологический вред;

— редкая чистка, обслуживание;

— максимально автоматизированное сжигание.

Дизельное топливо или мазут

Высокая удельная теплотворность, но является токсичным к окружающей среде недружелюбен.

Недостатки:

— требует обустройство специального хранилища;

— оборудование требует периодического квалифицированного обслуживания;

— не прощает ошибок эксплуатации;

— утечки, при утечки требуется дезактивация, неприятный запах;

— высокая, растущая стоимость + доставка;

— максимальный экологический вред.

Достоинства:

Выбираю возможный вид топлива для различных нужд, необходимо в первую очередь учитывать воздействие на изменения окружающей среды.

Огромное количество аварий нефтяных танкеров, нефтяных вышек, аварии на атомных станциях и их последствия, а также парниковый эффект, медленно подводят человечество к краю экологической пропасти.

Использование биомассы абсолютно безопасно, и поддерживает баланс углекислого газа в природе.

Получение тепла при использовании древесных пеллет – это максимальная реализация социальной ответственности перед обществом!

Источник

Как устроено производство биотоплива, и какие проблемы оно решает

Что такое биотопливо

Биологическое топливо — это горючее растительного или животного происхождения. Предполагается, что оно заменит традиционные виды топлива из исчерпаемых ресурсов на те, которые производятся из возобновляемого сырья.

Например, к биотопливу можно отнести обычные дрова или рапсовое масло. Однако дизель и бензин вытеснили эти виды топлива, так как они дешевле, а массовая автомобилизация требовала больших объемов топлива.

Почему люди вновь вернулись к биотопливу? Первая причина — климатический кризис, который усугубляется выбросами парниковых газов от использования ископаемого топлива. На транспорт приходится практически четверть от всей эмиссии углекислого газа, связанной с производством энергии. С 1970 года объем выбросов парниковых газов в транспортном секторе вырос вдвое, из которых 80% приходится на дорожный транспорт.

Вторая причина — поиск возобновляемых источников энергии, так как запасы нефти и угля вскоре могут полностью закончится. Сюда же можно добавить и скачки цен на углеводороды.

Виды биотоплива

Твердое биотопливо

Самый типичный и древний вид твердого биотоплива — дрова. Однако сейчас в чистом виде и в крупных масштабах их уже почти не используют. Наиболее ходовым твердым видом биотоплива стали пеллеты, получаемые из древесных опилок или коры, соломы, оливковых косточек, ореховой скорлупы или шелухи семечек подсолнечника. Также пеллеты делают из навоза крупного рогатого скота.

Пеллеты заменяют уголь, дрова и солярку. При сгорании они не выделяют вредных веществ и практически не дымят (в отличие от угля и дизеля). Кроме того, они более энергоэффективны, чем обычные дрова. Плюс пеллетов также в минимальном содержании золы, что снижает потребность в обслуживании печей и котлов. Кроме того, они имеют самую низкую цену по сравнению с другими видами биотоплива.

Жидкое биотопливо

Биоэтанол — наиболее популярное и массовое жидкое биотопливо. Его получают путем ферментации крахмала или сахара. Бразилия и США входят в число лидеров по производству биоэтанола. В США биотопливо на основе этанола производят из кукурузы и обычно смешивают с бензином для получения гибридного топлива. В целом в США на биотопливо приходится 5% от всего энергопотребления. В Бразилии биотопливо на основе этанола делают из сахарного тростника, а в Англии даже производят из сахарной свеклы.

Биодизель — второе по популярности жидкое биотопливо. Биодизель делают в основном из масличных растений, таких как соя или масличная пальма, и в меньшей степени из других масляных продуктов, например, отходов кулинарного жира после жарки во фритюре. Биодизель используется в дизельных двигателях и обычно смешивается с нефтяным дизельным топливом в различных пропорциях.

Биобутанол — четырехуглеродный спирт, который также относится к биотопливу. Его делают из того же сырья, что и этанол. Преимущества биобутанола по сравнению с биоэтанолом заключаются в том, что биобутанол не смешивается с водой, имеет более высокое содержание энергии и более низкое давление паров, что означает более низкую летучесть в результате испарения.

Диметиловый эфир. Его можно получить из биомассы, но в промышленных масштабах исходным сырьем для него остается природный газ. Плюс такого топлива в том, что его энергоэффективность практически равна дизельному топливу, однако плотность энергии у диметилового эфира вдвое ниже, чем у дизельного топлива, поэтому для него требуется топливный бак в два раза больше. К тому же для транспортных средств нужна специально разработанная система для работы двигателя на диметиловом эфире.

Сейчас инженеры активно разрабатывают новое поколение жидкого биотоплива, полученного с помощью водорослей. Водоросли выращивают в больших бассейнах или на фермах, они превращают солнечный свет в энергию и хранят ее в виде масла. Масло извлекается механически (при прессовке биомассы) или с помощью химических растворителей, которые разрушают стенки клеток. Дальнейшая переработка и очистка дает биотопливо, подходящее для использования в качестве альтернативы традиционным видам топлива.

Газообразное биотопливо

Биогаз — это газ, состоящий в основном из метана и углекислого газа в различных пропорциях в зависимости от состава органического вещества, из которого он был получен. Основными источниками биогаза являются отходы животноводства и сельского хозяйства, сточные воды и органика из бытовых отходов. Биогаз образуется в результате процессов биологического разложения без доступа кислорода (анаэробное сбраживание).

Биоводород — аналог обычного водорода, который получают из биомассы. Термохимический способ представляет собой нагрев исходного сырья без доступа кислорода до высоких температур, например, древесных отходов, при котором выделяется водород и другие попутные газы. При биохимическом способе получения биоводорода в биомассу добавляют специальные микроорганизмы, которые ее разлагаются с выделением водорода.

Плюсы и минусы биотоплива

Преимущества:

Недостатки:

Где используется биотопливо

Пока речь в основном идет о потреблении его в домашних условиях. Обычно твердые виды биотоплива используют в бедных странах, где нет других источников энергии, для приготовления пищи, стирки и уборки или для обогрева самого дома. 80% всего потребляемого сегодня биотоплива используется как раз для этих целей. 18% биотоплива задействовано в промышленности как источник энергии и смазочных материалов. Биотопливо часто упоминают в качестве альтернативы бензину для автомобилей, но сейчас только 2% используется в транспортной отрасли.

Перспективы биотоплива

У биотоплива есть шанс занять только часть рынка, поскольку его потенциал ограничивают искусственно. Так, в ЕС действуют правила, запрещающие использовать более 7% продовольственных культур в качестве сырья для биотоплива. В краткосрочной перспективе биотопливо не требует замены существующей инфраструктуры и двигателей, но маловероятно, что весь энергетический комплекс сможет перейти исключительно на него.

Источник

8 самых экологически чистых видов топлива

Известно, что не только использование бензина наносит урон экологии, но и его производство. Поэтому ученые уже давно работают над изобретением «зеленого» топлива. В этой статье мы расскажем о 8 альтернативных вариантах, которые имеются уже сейчас или в скором времени будут массово доступны человечеству.

Биодизель или энергия растительного масла

Биодизель — популярный и доступный вариант экологического топлива. Впервые о нем заговорили в 1895 году, когда Рудольф Дизель создал первый двигатель со способностью работать на энергии растительного масла.

В Германии насчитывается 800 автозаправок с биодизелем. Заводы по его производству распределились по всей территории Евросоюза. Во многих странах доля этого вида топлива в соотношении с другими составляет 20 %.

Растительные масла содержат эфиры жиров и глицерин, однако в процессе обработки он выводится как побочный продукт. На его место ставят простые спирты (чаще метанол). Такой способ позволяет добиться почти полного распада, ведь 99 % биодизеля перерабатывается микроорганизмами из почвы / воды за месяц.

Энергия растительного масла как экологичный вид топлива

Для производства топлива предпочитают использовать соевое, рапсовое и подсолнечное масло, но в чистом виде его в бак не заливают.

Жидкий водород

Жидкий водород — достойная конкуренция бензину и дизелю. Он не выделяет при горении вредных веществ, что делает его безопасным для окружающей среды. Крупные компании по производству водорода: Mazda, Nissan и Toyota.

Известными моделями считаются автомобили Hydrogen 7 и Aston Martin Rapide S, которые способны работать на 2 видах топлива: бензине и жидком водороде. При этом топливо хранится в разных резервуарах. Переключение заправочного масла происходит автоматически, однако приоритет отдается именно жидкому водороду.

Батареи на солнечной энергии

Солнечные батареи — популярный источник энергии, используемый на крупных производствах и в автомобильной промышленности.

Принцип работы «солнечных» автомобилей прост:

Интересно, что в Австралии даже проводили World Solar Challenge — ралли для автомобилей, работающих на солнечной энергии. Протяженность трассы составляла 3 000 км.

Сжатый воздух

Несколько лет назад компания Peugeot презентовала автомобиль, который работал не только на привычном нам двигателе внутреннего сгорания, но и на энергии сжатого воздуха.

Принцип работы этого вида топлива заключается в том, что сжатый воздух находится в баллоне под давлением в 300 атмосфер. При его высвобождении импульс энергии приводит автомобиль в движение.

Такая система для гибридных моделей позволяет сократить расходы топлива до трех литров на каждые 100 км и снизить выброс вредных веществ.

На австрийском рынке можно найти модель микрогрузовика Gator от компании Engineair грузоподъемностью 500 кг. За счет установленных баллонов объемом в 105 литров он может перемещаться по Мельбурну на расстояние до 16 км.

Метан из продуктов жизнедеятельности

Машина, заправленная биогазом, способна преодолевать расстояние в 15 000 км.

Топливо из водорослей

Еще один повод для удивления — автомобили, работающие на водорослях. Впервые этот вариант всерьез стали рассматривать в Японии и США, где имеется близость к океану.

Принцип использования водорослей в топливной индустрии:

Такие экологичные подходы позволяют снизить токсичность вредных веществ и уменьшить выброс углекислоты на 20 %.

Муравьиная кислота как топливо будущего

В 2020 году ученые из Кембриджа открыли новый вид экологического топлива, в основе которого лежат возобновляемые источники энергии: вода, свет и углекислый газ.

Эти компоненты при взаимодействии превращаются в синтетический газ. Благодаря фотокатализаторам, размещенным на пластине из порошка-полупроводника, образуется муравьиная кислота.

Муравьиная кислота как экотопливо будущего

Она представляет прозрачное горючее вещество, используемое в промышленной сфере и для производства экологичного топлива. Из муравьиной кислоты можно получить и водород, который в процессе горения не выделяет вредных соединений.

Отходы пищевой промышленности

Речь идет о разновидности биодизеля, где сырьем выступают остатки жиров животного происхождения.

Исследования доказали, что топливо, полученное на его основе, содержит меньше оксида серы. Это снижает количество образования кислотных дождей и на ⅔ объем выхлопных газов.

В России такая технология не популярна, а зря. Ведь за год на территории страны накапливается 14 млн. тонн жира, которые можно приравнять к 7 млн. тоннам нефти. Переработка таких отходов обеспечила бы до 10 % топлива от общего объема, необходимого российским автолюбителям.

Мировое сообщество все больше интересуется переходом к более дешевым, экологически безопасным, а главное — возобновляемым источникам энергии. Какой вид биотоплива показался вам самым перспективным в будущем? Пишите в комментариях!

Источник

ТЭЦ и котельные на биотопливе: выгоден ли перевод?

Обновлённая Стратегия развития лесного комплекса Российской Федерации до 2030 года предусматривает процесс перевода муниципальных котельных и теплоэлектростанций с традиционных видов топлива (уголь и мазут) на более экологичные аналоги: щепу, биогаз, торф, топливные брикеты и гранулы и т. д.

По мнению законодателей, данный шаг должен оказать благотворное влияние на развитие сферы российской биоэнергетики, соответствующих технологий и, собственно, на производство биотоплива.

Но будет ли эффективен перевод котельных на биотопливо на самом деле и выдержит ли экологичное топливо реальную конкуренцию с углём и мазутом в российских реалиях? Своим мнением относительно проблемы перевода котельных и ТЭЦ на биотопливо с «Лесным комплексом» поделился эксперт в области электроэнергетики Сергей Сизиков.

— Будет ли эффективен перевод котельных и ТЭЦ на биотопливо на самом деле?

— В российских условиях, когда городские ТЭЦ подают тепло на несколько тысяч человек, переход на биотопливо не так перспективен, как в странах ЕС. У нас большинство котельных только недавно переоборудовали с угля и мазута на газ. При мощностях, которые вырабатывает крупная городская ТЭЦ, для обеспечения целого городского района теплом, мало возможным представляется использовать биотопливо по двум причинам.

Первая причина — это то, что отходы, такие как щепа, опилки и прочие отходы лесозаготовки и деревообработки не присутствуют в таких объёмах, которые нужны для всех ТЭЦ в стране, вторая — это логистика и хранение подобных видов биотоплива, для которых нужно строить специальные сухие хранилища. Это колоссальные затраты, уголь может лежать на улице круглый год, а газ и мазут подаются по трубопроводам.

Получается, что при переходе на биотопливо заплатит потребитель, а это недёшево. Именно поэтому в Европе так дороги энергоресурсы и услуги ЖКХ для жителей. Отходы лесопереработки выгодно использовать в малых котельных, например, для отдалённых поселков и малонаселённых районов или для собственных нужд домохозяйств. Сейчас популярно топить дома пеллетами, но если бы у людей был подведен газ, то, естественно, многие бы перешли с топливных гранул и дров на газовые котлы, это дешевле.

Есть решения, когда мусоросжигательные заводы соединены с ТЭЦ, тогда отпадает риск не получать топливо, мусор есть всегда и в больших количествах, при сжигании вырабатывая тепло, ТЭЦ подает горячую воду на объекты города или района. Такие сценарии использования биотоплива более реализуемы для промышленных масштабов.

— Выдержит ли экологичное топливо реальную конкуренцию с природным газом и мазутом?

В больших объемах нет, иначе нам надо будет вырубать тысячи гектаров леса для отопления нашего населения, какая тут может быть экология? А вот для частных нужд или малых предприятий без подключения к городской системе отопления или газу биотопливо хорошая замена углю или дровам.

— В чём заключаются основные преимущества биологического топлива в работе котельных и ТЭЦ перед прочими аналогами? Каковы минусы?

— Один из основных плюсов заключается в экономической доступности. Добыть биологическое топливо можно практически в любой стране. Производство горючего на местах сократит расходы на импорт зарубежных энергоресурсов. Природный ресурс уменьшает количество выбросов парникового газа в атмосферу. Биотопливо является возобновляемым ресурсом. Растение и отходы животных есть в различных объёмах повсеместно.

Минус же заключается в том, что некоторые климатические зоны не подходят для выращивания и производства растительного топлива. Выращивание биомассы нарушает экосистему. Зачистка территории для посадки растений губит экосистему лесов. Натуральное топливо потребляет много воды. Поэтому разведение сельскохозяйственной биомассы в засушливых зонах является невозможным. Растительные культуры, используемые как топливо, в момент произрастания нуждаются в дополнительном удобрении. Некоторые удобрения для таких растений вредят экосистеме региона.

Главный минус — в производстве биотоплива участвует много людей и производственных процессов, в связи с чем это увеличивает стоимость конечного продукта.

— Станет ли перевод котельных и ТЭЦ на потребление биотоплива реальным толчком к развитию соответствующих биотопливных технологий в России.

— Приведу пример: в Архангельске есть ЗАО «Лесозавод 25», у этого предприятия построена собственная ТЭЦ, которая вырабатывает электричество и тепло для собственных нужд, где в качестве топлива используют отходы деревообработки собственного предприятия. В таком цикле это замечательная идея, переработка отходов снижает издержки предприятия на тепло и электричество. В том числе влияет география, в Архангельской области много леса, предприятию есть с чем работать и ТЭЦ есть чем топить. У нас в стране разные условия в разных регионах, на юге, на Кавказе, в степях нет такого объёма леса и отходов деревообработки, поэтому подобный проект будет не выгоден, так как доставка топлива создаст огромную конечную стоимость тепла для потребителя.

Вывод: Использование биотоплива выгодно только в объектах малой энергетики, для частных нужд, малых предприятий и труднодоступных мест, где нет других ресурсов.

Сведения о спикере:

Сизиков Сергей Валентинович, генеральный директор «Донэнерго» с 2006 года до настоящего времени. До этого с 2014 по 2016 года являлся замгендиректора по капитальному строительству и материально-техническому снабжению АО «Донэнерго».

Сергей Сизиков является специалистом в области генерации, в том числе в области «зелёной» энергетики (ВИЭ).

Внедрил на своём предприятии, работающем на всю Ростовскую область, первый в России программный комплекс, автоматизирующий сбор данных с электросчётчиков.

Источник

• ← росгосстрах можно ли вернуть деньги за страховку
• какое время держится иммунитет после коронавируса →