Энергетическое использование биомассы. «Нормированное топливо, технология сбора сырья и производства»

Введение

Одна из основных проблем экономики Российской федерации −высокая энергоемкость всех видов производств. Россия – севернаястрана и проблема энергетики касается в первую очередь ЖКХ муниципальных образований, следовательно, благополучия всего населения. Увеличение стоимости энергоресурсов, износ генерирующегооборудования и растущие потери в коммунальных сетях, ухудшениеэкологической обстановки требуют поисков альтернатив существующим технологиям производства тепла и электроэнергии.Возобновляемые виды топлива, главным образом, древесныеотходы, торф и отходы АПК, могут решить комплексно задачи удовлетворения потребностей в тепловой и электрической энергии, а такжеулучшения экологического состояния области. В условиях, когда 65 %тепловых мощностей муниципальных образований выработали свойресурс, а сети требуют почти полной замены, их модернизация илизамена старыми технологиями энергоснабжения нецелесообразна.Альтернативой должна стать малая распределенная энергетика на местных возобновляемых топливных ресурсах – то есть наотходах, представляющих собой экологическую и пожарную опасность для области. Причинами изучения и внедрения распределенных систем стали, с одной стороны, стагнация в области «большойэнергетики», а с другой – начавшиеся фундаментальные изменения впринципах организации мировой экономики - децентрализация испециализации бизнеса, особенно промышленного производства.В России распределенная энергетика имеет потенциал для роста, существенно превышающий среднемировые показатели. Это объясняется обширными пространствами страны при низкой плотности населения, что приводит к недопустимым в современных условияхзатратам на транспорт электроэнергии и тепла в централизованныхсистемах.К субъектам распределенной биоэнергетики относятся муниципальные образования, лесные поселки, заповедники, турбазы игорнолыжные курорты, охотничьи хозяйства, радиорелейные станции на линиях дальней связи, метеостанции, подразделения ФСИН,воинские части, энергоблоки сельскохозяйственных предприятий:теплицы, животноводческие фермы, районы городских свалок и очистных сооружений, многие другие автономные объекты.Объем рынка распределенной генерации в России оцениваетсяэкспертами в 40 тысяч МВт на ближайшие 10 лет, из них около третиэнергии может быть получено на основе местных возобновляемыхвидов топлива. Инвестиционная привлекательность и финансоваяэффективность распределенных энергетических систем обусловленаотносительно невысоким уровнем первоначальных вложений, возможностью быстрого и поэтапного ввода в эксплуатацию, полнымконтролем со стороны потребителя. Основными достоинствами распределенных систем являются: высокая технологическая и экономическая эффективность – КПД свыше 90 % в режимах когенерации,себестоимость электроэнергии и тепла ниже сетевых тарифов за счетболее эффективных технологий генерации, отсутствия транспортныхпотерь и больших накладных расходов. Сроки строительства тепло-электростанций (ТЭС) мощностью до 2 МВт не превышают 12 месяцев,для более мощных станций (10–20 МВт) требуется 1 2–18 месяцев.Срок окупаемости составляет около пяти лет или до трех лет приполной утилизации тепла в режимах когенерации и тригенерации.Основными источниками замещения ископаемых видов топливдля Свердловской области являются отходы древесины, торф, твердыебытовые отходы (ТБО) и отходы АПК, объемы которых могут по-крыть значительную долю потребности муниципальных образований области в теплопотреблении. Развитие добычи, переработки топливного сырья, организация производства оборудования переработкитоплива и современных котлов в нашей области позволит решитьпроблемы импортозамещения, развития машиностроения и организации тысяч новых рабочих мест.


1.Анализ нормативно-правовой базыподдержки развития биоэнергетикиК основополагающим документам, регулирующим использование возобновляемых источников энергии в России, следует отнести-нормативно-правовые акты, перечисленные ниже.1. Федеральный закон от 26.03.2003 г № 35-ФЗ «Об электроэнергетике» (далее – Федеральный закон № 35-ФЗ).49Этот закон дает определение возобновляемым источникамэнергии, устанавливает полномочия государственных органов властив области регулирования и поддержки использования возобновляемых источников энергии (ВИЭ), приводит механизмы государственного регулирования использования ВИЭ, включая:- обязательное возмещение (покупка) сетевыми компаниями потерь электрической энергии в сетях, в первую очередь за счет энергии, произведенной на квалифицированных генерирующих объектахна основе ВИЭ;- предоставление из федерального бюджета субсидий в порядкекомпенсации стоимости технологического присоединения генерирующих объектов на основе ВИЭ мощностью до 25 МВт и признанныхквалифицированными объектами;
- установление надбавки, прибавляемой к равновесной ценеоптового рынка, для электроэнергии, произведенной на основе ВИЭ(утвержденной методом расчета цен на розничном рынке).2. Распоряжение Правительства РФ от 08.01.2009 г. № 1 -р«Об основных направлениях государственной политики в сфере повышения энергетической эффективности электроэнергетики на основе использования возобновляемых источников энергии на периоддо 2020 года» определяет цели и принципы использования ВИЭсодержит целевые показатели объема производства и потребленияэлектроэнергии, произведенной на ВИЭ, включая меры по достижению этих целевых показателей.
3. Генеральная схема размещения объектов электроэнергетики до 2020 года (одобрена распоряжением Правительства РФ от 22.02.2008 г. № 215-р), содержит прогноз возможностей развития электростанций на базе нетрадиционных и возобновляемых источников энергии и рекомендации по вводу генерирующих мощностей объектов на основе ВИЭ в период до 2030 года.
4. Распоряжение Правительства РФ от 04.10.2012 г. № 1839-р «Об утверждении комплекса мер стимулирования производства электрической энергии генерирующими объектами, функционирующими на основе использования возобновляемых источников энергии» содержит комплекс мер предусматривающий:
- внесение изменений в Правила квалификации генерирующего объекта, функционирующего на основе ВИЭ;
- утверждение методических указаний расчета цен (тарифов) на электрическую -энергию (мощность), произведенную на основе ВИЭ и приобретаемую на розничных рынках в целях компенсации потерь в электрических сетях.
- разработку правил выдачи, обращения и погашения сертификатов ВИЭ;
- выработку предложений по локализации производства оборудования.
5. Программа «Энергоэффективность и развитие энергетики на период до 2020 года», включая подпрограмму «Развитие использования ВИЭ».
Основные мероприятия подпрограммы предполагают:
- стимулирование развития использования ВИЭ в субъектах РФ;
- реализацию мер по привлечению внебюджетных средств на развитие использования ВИЭ;
- создание инфраструктурных условий развития использования ВИЭ.
Для реализации данных мероприятий сформулированы меры государственного регулирования, а именно:
- субсидии, в т.ч

. из федерального бюджета бюджетам субъектов РФ на реализацию региональных программ развития электроэнергетики в области использования ВИЭ;
- возмещение части затрат на уплату процентов по кредитам, полученным в российских кредитных организациях на сооружение генерирующих объектов, функционирующих на основе использования ВИЭ;
- тарифное регулирование, в т.ч. обеспечение купли-продажи (поставки) мощности по договорам, заключаемым поставщиками энергии с организациями коммерческой и технологической инфра- структуры оптового рынка;
- налоговое регулирование, в т.ч. освобождение организаций от уплаты налога на имущество в отношении вновь вводимых генерирующих объектов, функционирующих на основе использования ВИЭ, сроком на пять лет;
- предоставление инвестиционного налогового кредита организациям, осуществляющим инвестиции в сооружение генерирующих объектов, функционирующих на основе использования ВИЭ.
6. В соответствии с программой развития Свердловской области на среднесрочную перспективу, определенной в Стратегии социально-экономического Свердловской области на период до 2020 года, утвержденной Постановлением Правительства Свердловской области от 27.08.2008 г. № 873-ПП «О Стратегии социально-экономического развития Свердловской области на период до 2020 года», и Программе социально-экономического развития Свердловской области на 2011–2015 годы, утвержденной Законом Свердловской области от 15 июня 2011 года № 36-ОЗ «О Программе социально- экономического развития Свердловской области на 2011–2015 годы», запланировано достижение следующих показателей в энергетике области»:
снижение удельного веса потерь тепловой энергии в процессе производства и транспортировки до потребителей с 11,5 % в 2014 году до 11,3 % в 2020 году;
снижение энергоемкости валового регионального продукта субъекта Российской Федерации (для фактических и сопоставимых условий) с 71,3 кг у.т./тыс. руб. в 2014 году до 69 кг у.т./тыс. руб. в 2020 году;
увеличение доли переработки твердых бытовых (коммунальных) отходов по отношению к их общему объему образования в год с 14,5 % в 2014 году до 25 % в 2020 году;
7. В Свердловской области существует закон о государственной поддержке объектов малой генерации с детально проработанными механизмами, способными повлиять на ситуацию. Однако закон практически не работает в отношении объектов малой энергетики, в частности:
существующая процедура технологического присоединения не позволяет инвестору четко понимать сроки и стоимость присоединения объектов малой генерации к электрическим сетям, а также возлагает на инвестора расходы по присоединению, которые могут привести к отказу от реализации проектов;
не разработан эффективный механизм согласования режимов работы распределенной малой энергетики с тепло- и электроснабжающими число разрешений, необходимых для создания объектов малой когенерации, является одним из наиболее крупных препятствий для реализации инвестиционных проектов в сфере строительства объектов малой энергетики;
не проработаны механизмы реализации энергосервисных контрактов, обеспечивающих реализацию проектов за счет экономии затрат на энергоресурсы с эффективной формой инвестиций.
Кардинальному изменению ситуации будут способствовать скорейшая разработка и внедрение пилотных проектов энергетики на МТР их государственная поддержка и разработка законодательства в этой сфере.
Свердловская область обладает значительным промышленным потенциалом, что ставит ее на четвертое место в системе промышленности Российской Федерации. Обеспечение промышленности, системы транспорта, сельского хозяйства и коммунальной сферы такого индустриально ориентированного региона электрической и тепловой энергией представляет собой сложную организационную и техническую проблему, особенно с учетом того, что собственных органических топлив в области нет. Область работает исключительно на импортируемых видах топлива, включая и атомную энергетику.
В связи с этим проблема внедрения в ТЭК области использования местных возобновляемых видов энергоресурсов должна стать важнейшей задачей Правительства. Развитие биотопливной энергетики явиться, с одной стороны, важным шагом в обеспечении энергобезопасности региона, с другой – значительным снижением экологической напряженности в области.
Нормированное топливо.
Древесные гранулы (пеллеты) – самый распространенный сего- дня в Европе вид биотоплива. Они представляют собой прессованные цилиндры (гранулы) диаметром 4–10 мм, длиной 4–8 см, произведенные из высушенных отходов лесоперерабатывающего производства: древесной щепы, опилок, стружки (рис. 6.3). Промышленное производство древесных гранул получило широкое распространение с начала 1990-х годов.

Рис. 1 Пеллеты
Теплотворная способность пеллет варьируется в больших пределах, в зависимости от породы и влажности, и составляет 4,1–4,8 кВт/кг. Достоинства пеллет заключаются в возможности их транспортировки на большие расстояния и использовать в котлах любой мощности: от отопления дома, до гигантской ТЭЦ. При сжигании пеллет в специальных котлах достигается КПД до 94 %, грану- лы сгорают практически полностью, облегчая обслуживание котлов.
Экономические преимущества пеллет заключаются в более низкой стоимости производимой энергии по сравнению с мазутом, дизтопливом и электричеством, а также в возможности автоматизации котельного оборудования. Экологические преимущества этого топлива – минимальные выбросы углекислого газа, серы и золы, простые условия хранения.

Качественные характеристики древесных гранул
Сырьем могут служить все хвойные породы и мягкие сорта древесины. Не допускается большое количество коры – это сказывается на повышении выброса углекислого газа. По европейским стандартам присутствие коры не должно превышать 0,5–10 %. Сырье не должно быть старым, так как дерево со временем теряет свою эластичность и, следовательно, внутреннюю энергию, которую отдает во время сгорания. Старое, слежавшееся, прелое сырье, как правило, поражено грибком и плесенью, поэтому также не пригодно для изготовления гранул.
Влажность перед прессованием должна быть не более 10–12 %.
Для производства должно использоваться сертифицированное оборудование