Журнал KAZENERGY 2013. №2 (57)

Журнал KAZENERGY 2013. №2 (57) Журнал KAZENERGY 2013. №2 (57)

kazenergy.com
from kazenergy.com More from this publisher
10.07.2015 Views

Green KAZENERGYДальнейшее развитие биоэнергетическихтехнологий необходимо, главным образом,для повышения эффективности, надежностии устойчивости биоэнергии. В тепловом секторе,улучшение приведет к более чистыми надежным решениям связанных с болеевысоким качеством поставок топлива. В сектореэлектроэнергетики, развитие меньшейпо масштабам, но более экономически эффективнойэлектроэнергии, которая можетбольше соответствовать местным ресурсам.В транспортном секторе, улучшение можетпривести к повышению качества биотоплива.В идеале, производство биоэнергии можетпроисходить в биореакторах, где транспортноебиотопливо, электроэнергия, тепло,химические вещества и другая товарная продукциямогут совместно получаться из смесибиомассы.БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСИЛИЯНА ПРИМЕРЕ БИОГАЗАГлавными преимуществамибиогаза являются еговозобновляемость, наличиеместных источников сырьядля получения топлива,снижение парниковогоэффекта и экологическогоущерба от систем сбораорганических отходов,обеспечение экологическизамкнутой энергетическойсистемы. Биогаз –универсальное топливо,являющееся продуктомметанового броженияжидких органических отходов(канализационных стоков,навоза). Метановое брожениеявляется комплекснымпроцессом, который, преждевсего, позволяет утилизироватьотходы канализации исельскохозяйственногопроизводства, превративих в удобрения и являетсяисточником получениягорючего газа на основеметанаГлавными преимуществами биогаза являютсяего возобновляемость, наличие местных источниковсырья для получения топлива, снижениепарникового эффекта и экологическогоущерба от систем сбора органическихотходов, обеспечение экологически замкнутойэнергетической системы. Биогаз — универсальноетопливо, являющееся продуктомметанового брожения жидких органическихотходов (канализационных стоков, навоза).Метановое брожение является комплекснымпроцессом, который, прежде всего, позволяетутилизировать отходы канализации и сельскохозяйственногопроизводства, превративих в удобрения и является источником получениягорючего газа на основе метана.В США в настоящее время годовой объемвыработки биогаза составляет 500 млн. м 3 .Значительная часть его поступает на электростанции.Суммарная электрическая мощностьустановок, работающих на биогазе, составляетоколо 200 МВт. Кроме этого, в США получилиширокое распространение установкидля использования отходов на небольшихскотоводческих фермах с поголовьем крупногорогатого скота до 150 голов. ПринятыйКонгрессом США акт «Об использованиибиомассы» по существу сформулировал государственнуюпрограмму, по которой быловыделено 500 млн. долларов на первый годдля университетов и лабораторий, которыезаймутся разработкой технологий. Цель программы— разработать дешевую технологию,а через 25 лет перевести 25% химическойпромышленности страны на растительноесырье — на ту же самую кукурузу, только вданном случае на переработку пойдут стеблии другой мусор, который раньше сжигали.В ноябре 2007 года в Великобританиибыло создано Агентство по возобновляемомутопливу (англ. Renewable Fuels Agency),которое должно контролировать введениетребований к использованию возобновляемоготоплива. В Великобритании добываетсяв год около 200 млн. м 3 биогаза. Суммарнаямощность БиоЭС Великобритании составляетоколо 80 МВт. Во Франции добываетсяв год около 40 млн. м 3 биогаза. На одной изсвалок вблизи Парижа была построена био-ТЭС, использующая биогаз, эмиссия которогосоставляет 1,5 тыс. м 3 в сутки.Правительство Дании предоставляет значительныеналоговые льготы для производителейбиогаза: около 20% капитальных инвестицийдля централизованного биогаза и 30%для индивидуальных станций или установок.Суммарная годовая энергетическая мощностьпроизводителей биогаза Дании, получаемогоиз всех источников, в настоящее время составляетдо 4 ПДж. Планируется дальнейшееувеличение его производства до 6ПДж. В настоящеевремя в Дании эксплуатируются 18биогазовых заводов, способных ежегодно обрабатывать1,2 млн. т биомассы (75% отходовживотноводства и 25% других органическихотходов), давая до 45 млн. м 3 биогаза, что эквивалентно24 млн. м 3 природного газа.В фермерских хозяйствах Европы и Канадыраспространены установки производительностьюдо 100-200 м 3 биогаза в сутки, чтообеспечивает хозяйство тепловой энергиейлетом на 100%, зимой — на 30,50%.В 1991 г. в Германии вступил в силу Законо производстве электроэнергии, в котором кразряду «зеленой» была отнесена, в том числе,электроэнергия, произведенная из свалочногогаза и БМ. Согласно закону, энергораспределительныекомпании были обязаныпокупать «зеленую» электроэнергию. В 1993г. в Германии было основано специализированноеАгентство по возобновляемым источникамэнергии (ВИЭ), основными задачамикоторого являлись сбор, обработка и широкоераспространение технической информации.1996-2000 годы в Германии действовалаПрограмма федерального правительства поподдержке научно-исследовательских и демонстрационныхпроектов. С апреля 2000 г.в Германии действует новый «Закон о ВИЭ».Закон устанавливает приоритет для производителейэлектроэнергии из ВИЭ на общемрынке электроэнергии и обеспечивает имдоступ к сети. Цены на электроэнергию,выработанную из ВИЭ, зафиксированы, чтодает гарантии частным инвесторам и позволяетсоответствующим электростанциямработать безубыточно. Потенциал биогазовойиндустрии Германии оценивается в 100миллиардов кВт•ч энергии к 2030 году, чтобудет составлять около 10% от потребляемойстраной энергии.Ведущее место по производству биогаза занимаетКитай. Начиная с середины 70-х гг., вэтой стране ежегодно строилось около миллионаметантенков. В настоящее время их количествопревышает 20 млн. штук. КНР обеспечивает30% национальных потребностей вэнергии за счет биогаза. В настоящее времяв Китае эксплуатируются более 5 млн. семей-128№2 (57), 2013

ных биогазовых реакторов (ферментеров),ежегодно производящих около 1,3 млрд. м 3биогаза, что обеспечивает газом для бытовыхнужд свыше 35 млн. человек. Также имеются600 больших и средних биогазовых станций,которые используют органические отходыживотноводства и птицеводства, винныхзаводов с общим объемом 220 тыс. м 3 . Действуют24 тыс. биогазовых очистительныхреакторов для обработки отходов городов,работают около 190 биогазовых электростанцийс ежегодным производством 3109 Вт•ч.Биогазовая продукция в Китае оценивается в33 ПДж.Второе место в мире по производствубиогаза занимает Индия, в которой еще в 30-годы была принята первая в мире программапо развитию биогазовой технологии. На конец2000 г. в сельских районах Индии былопостроено свыше 1 млн. метантенков, чтопозволило улучшить энергообеспеченностьряда деревень, их санитарно-гигиеническоесостояние, замедлить вырубку окрестных лесови улучшить почвы. Сегодня ежедневноепроизводство биогаза в Индии составляет2,5-3 млн.м 3 . В Индии, как и в Китае, основнойупор сделан на семейные и общинные биогазовыеустановки — в 1993 г. их было около 2млн. Ежегодно в Индии вводятся в эксплуатацию5,6 тыс. таких установок, дающих от 2 до400 м 3 биогаза в день. Основные положениянациональной программы Индии по развитиюбиогазовых технологий включают в себяпункты по снабжению чистой энергией дляотопления и приготовления пищи, получениюорганических удобрений, повышениюэффективности сельскохозяйственного производстваи многое другое.Большое количество биогаза производитсятакже и при переработке твердых бытовыхотходов городов: в США — 9ПДж, Германии— 14 ПДж, Японии — 6 ПДж, Швеции — 5ПДж.РИСКИ БИОЭНЕРГЕТИКИСтремление к устойчивой энергетическойсистеме может потребовать использованиебольше биоэнергетики, чем намечено в рамкахбизнес–сценариев. Необходимо четкооценивать все риски, которые влечет биоэнергетика:• Поставки сырья. Этот риск связан непосредственнос использованием биологическихпроцессов (погодные и сезонныеколебания), которые могут привести к значительнымизменениям поставок сырья втерминах количества, качества и цены. Стратегиипо уменьшению риска уже широкоиспользуются пищевой промышленностьюи энергетическими рынками и включают, напримерсоздание буферных запасов.• Экономия на масштабе и логистике. Многиекоммерческие предприятия, имеющиетехнологии страдают от плохой экономикииз малого масштаба производства и наоборот,большие масштабы требуют улучшенияи более сложной логистики поставок сырья.В связи с этим, необходимо предприниматьусилия для разработки технологий в соответствующихмасштабах и с соответствующейлогистикой поставок для удовлетворенияразличных требований.• Конкуренция. Биоэнергетические технологииконкурируют с другими возобновляемымии невозобновляемыми источникамиэнергии и могут конкурировать за сырье в другихсекторах, таких как продукты питания, химическиевещества и материалы. Кроме того,разработка технологий производства 2-го поколениябиотоплива может привести к конкуренцииза биомассу возможно, с другимисекторами промышленности. В связи с этим,необходима государственная поддержка, котораядолжна быть направлена на развитиеэкономичных путей развития биоэнергетикии на развертывание большего количествабиомассы из устойчивых источников.• Участие общественности. Это основнойфактор риска перед альтернативными источникамиэнергии и биоэнергетики в частности.Общественность должна быть информированаи уверена, что биоэнергетика являетсяэкологически и социально полезной и неприведет к значительным негативным экологическими социальным компромиссам.Тем не менее, аналогичные проблемыбыли решены в других секторах и соответствующиетехнологии и практика были разработаныи внедрены.РАЗУМНЫЙ ПУТЬ ВПЕРЕДКазахстан находится на этапе перехода кустойчивому социально-экономическомуразвитию. Ежегодный прирост ВнутреннегоВалового Продукта составляет порядка8 процентов. Предпринимаются усилия длядиверсификации экономики и развитияне сырьевых отраслей промышленностии сельского хозяйства. Поставлена задачавхода страны в 30 наиболее конкурентныхстран мира. В то же время экономика страныхарактеризуется высоким потреблениемэнергии. Показатели удельного потребленияэнергии на единицу ВВП находятся на уровне15001250100060050025020050Мировой спрос на энергию (2008)Мировой спрос на биомассу(2008)Мировой спросна энергию(2050)Мировой спросна биомассу(2050)Техническийпотенциал биомассы20502 тнэ/1000 долларов США, что в несколькораз превышает показатели стран ОСЭСР. Высокаяэнергоемкость экономики приводит кнерациональному использованию топливноэнергетическихресурсов, снижает конкурентоспособностьэкономики и приводит ксущественному загрязнению окружающейсреды, в том числе парниковыми газами.По удельным выбросам парниковых газовна единицу ВВП (6 кг СО2/1 доллар США)Казахстан занимает третье место в мире. ВГосударственной программе по форсированномуиндустриально-инновационному развитиюРеспублики Казахстан на 2010-2014 годыпредполагается, что объем вырабатываемойэлектроэнергии в 2014 году возобновляемымиисточниками энергии должен достигнуть1 млрд. кВт.ч в год, а доля возобновляемыхисточников энергии в общем объеме электропотреблениядолжна составить более 1 %к 2015 году.Вместе с тем, Казахстан обладает значительнымбиоэнергетическим ресурсом. Помимоотходов сельского хозяйства (энергетическийпотенциал 3,9 ПДж), следует обратитьвнимание на проблему твердых бытовых отходов,которая становится одной из самыхострых хозяйственных и природоохранныхпроблем. Удельные показатели образованияотходов по данным Департаментов экологииКомитета экологического регулирования иконтроля Министерства охраны окружающейсреды РК в больших городах достигаютв среднем 0,5 кг в день с 1 чел. и имеюттенденцию к росту. В 2009 г. объем образованияотходов достиг 2,8 млн. тонн (на 38 тыс.тонн превышает объем образования отходовза 2008 г. ), а объем накопления — 38,4 млн.тонн (на 3 млн.тонн превышает объем накопленныхотходов за 2008 г.) по РеспубликеКазахстан. Только не более 3% ТБО из общегоколичества ТБО, вывозимого на полигоныТБО в Казахстане, утилизируется. Использованиебиоэнергетического потенциала ТБО(1,31 ЭДж) позволит эффективно решитьпроблему утилизации ТБО, снизить уровеньэкологического ущерба от систем сбора органическихотходов, уменьшить присутствиеУстойчивыйпотенциал биомассы(2050)(V) Повышение производительности в сельскомхозяйстве(IV) Энергетические культуры без исключения(III) Энергетические культуры с исключением(II) Избыток лесопродукции(I) Отходы сельского и лесного хозяйстваKazenergy 129

Green <strong>KAZENERGY</strong>Дальнейшее развитие биоэнергетическихтехнологий необходимо, главным образом,для повышения эффективности, надежностии устойчивости биоэнергии. В тепловом секторе,улучшение приведет к более чистыми надежным решениям связанных с болеевысоким качеством поставок топлива. В сектореэлектроэнергетики, развитие меньшейпо масштабам, но более экономически эффективнойэлектроэнергии, которая можетбольше соответствовать местным ресурсам.В транспортном секторе, улучшение можетпривести к повышению качества биотоплива.В идеале, производство биоэнергии можетпроисходить в биореакторах, где транспортноебиотопливо, электроэнергия, тепло,химические вещества и другая товарная продукциямогут совместно получаться из смесибиомассы.БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСИЛИЯНА ПРИМЕРЕ БИОГАЗАГлавными преимуществамибиогаза являются еговозобновляемость, наличиеместных источников сырьядля получения топлива,снижение парниковогоэффекта и экологическогоущерба от систем сбораорганических отходов,обеспечение экологическизамкнутой энергетическойсистемы. Биогаз –универсальное топливо,являющееся продуктомметанового броженияжидких органических отходов(канализационных стоков,навоза). Метановое брожениеявляется комплекснымпроцессом, который, преждевсего, позволяет утилизироватьотходы канализации исельскохозяйственногопроизводства, превративих в удобрения и являетсяисточником получениягорючего газа на основеметанаГлавными преимуществами биогаза являютсяего возобновляемость, наличие местных источниковсырья для получения топлива, снижениепарникового эффекта и экологическогоущерба от систем сбора органическихотходов, обеспечение экологически замкнутойэнергетической системы. Биогаз — универсальноетопливо, являющееся продуктомметанового брожения жидких органическихотходов (канализационных стоков, навоза).Метановое брожение является комплекснымпроцессом, который, прежде всего, позволяетутилизировать отходы канализации и сельскохозяйственногопроизводства, превративих в удобрения и является источником получениягорючего газа на основе метана.В США в настоящее время годовой объемвыработки биогаза составляет 500 млн. м 3 .Значительная часть его поступает на электростанции.Суммарная электрическая мощностьустановок, работающих на биогазе, составляетоколо 200 МВт. Кроме этого, в США получилиширокое распространение установкидля использования отходов на небольшихскотоводческих фермах с поголовьем крупногорогатого скота до 150 голов. ПринятыйКонгрессом США акт «Об использованиибиомассы» по существу сформулировал государственнуюпрограмму, по которой быловыделено 500 млн. долларов на первый годдля университетов и лабораторий, которыезаймутся разработкой технологий. Цель программы— разработать дешевую технологию,а через 25 лет перевести 25% химическойпромышленности страны на растительноесырье — на ту же самую кукурузу, только вданном случае на переработку пойдут стеблии другой мусор, который раньше сжигали.В ноябре 2007 года в Великобританиибыло создано Агентство по возобновляемомутопливу (англ. Renewable Fuels Agency),которое должно контролировать введениетребований к использованию возобновляемоготоплива. В Великобритании добываетсяв год около 200 млн. м 3 биогаза. Суммарнаямощность БиоЭС Великобритании составляетоколо 80 МВт. Во Франции добываетсяв год около 40 млн. м 3 биогаза. На одной изсвалок вблизи Парижа была построена био-ТЭС, использующая биогаз, эмиссия которогосоставляет 1,5 тыс. м 3 в сутки.Правительство Дании предоставляет значительныеналоговые льготы для производителейбиогаза: около 20% капитальных инвестицийдля централизованного биогаза и 30%для индивидуальных станций или установок.Суммарная годовая энергетическая мощностьпроизводителей биогаза Дании, получаемогоиз всех источников, в настоящее время составляетдо 4 ПДж. Планируется дальнейшееувеличение его производства до 6ПДж. В настоящеевремя в Дании эксплуатируются 18биогазовых заводов, способных ежегодно обрабатывать1,2 млн. т биомассы (75% отходовживотноводства и 25% других органическихотходов), давая до 45 млн. м 3 биогаза, что эквивалентно24 млн. м 3 природного газа.В фермерских хозяйствах Европы и Канадыраспространены установки производительностьюдо 100-200 м 3 биогаза в сутки, чтообеспечивает хозяйство тепловой энергиейлетом на 100%, зимой — на 30,50%.В 1991 г. в Германии вступил в силу Законо производстве электроэнергии, в котором кразряду «зеленой» была отнесена, в том числе,электроэнергия, произведенная из свалочногогаза и БМ. Согласно закону, энергораспределительныекомпании были обязаныпокупать «зеленую» электроэнергию. В 1993г. в Германии было основано специализированноеАгентство по возобновляемым источникамэнергии (ВИЭ), основными задачамикоторого являлись сбор, обработка и широкоераспространение технической информации.1996-2000 годы в Германии действовалаПрограмма федерального правительства поподдержке научно-исследовательских и демонстрационныхпроектов. С апреля 2000 г.в Германии действует новый «Закон о ВИЭ».Закон устанавливает приоритет для производителейэлектроэнергии из ВИЭ на общемрынке электроэнергии и обеспечивает имдоступ к сети. Цены на электроэнергию,выработанную из ВИЭ, зафиксированы, чтодает гарантии частным инвесторам и позволяетсоответствующим электростанциямработать безубыточно. Потенциал биогазовойиндустрии Германии оценивается в 100миллиардов кВт•ч энергии к 2030 году, чтобудет составлять около 10% от потребляемойстраной энергии.Ведущее место по производству биогаза занимаетКитай. Начиная с середины 70-х гг., вэтой стране ежегодно строилось около миллионаметантенков. В настоящее время их количествопревышает 20 млн. штук. КНР обеспечивает30% национальных потребностей вэнергии за счет биогаза. В настоящее времяв Китае эксплуатируются более 5 млн. семей-128№2 (<strong>57</strong>), 2013

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!