- •С.А. Карауш
- •В.В. Литвак
- •Традиционные источники энергии
- •Экологические проблемы энергетики
- •Термоэлектрические преобразователи
- •Фотоэлектрические преобразователи
- •Нагревание воды солнечным излучением
- •Другие применения солнечной энергии
- •Подогреватели воздуха
- •Зерносушилки
- •Охлаждение воздуха
- •Использование энергии Солнца в автомобилях
- •Концентрирующие гелиоприемники
- •Солнечные коллекторы
- •Паротурбинные сэс
- •Ветроэнергетика
- •7.1. Энергия ветра и возможности ее использования
- •Перспективы использования энергии ветра
- •Запасы энергии ветра и возможности ее использования
- •Основы теории расчета ветроэнергетических установок
- •Работа поверхности при действии на нее силы ветра
- •7.3.2. Работа ветрового колеса крыльчатого ветродвигателя
- •Теория идеального ветряка
- •Понятие идеального ветряка
- •Классическая теория идеального ветряка
- •7.5. Теория реального ветряка
- •Работа элементарных лопастей ветроколеса.
- •Второе уравнение связи
- •Момент и мощность всего ветряка
- •Потери ветряных двигателей
- •Характерные особенности ветрогенераторов
- •Классификация ветроэнергетических установок для производства электроэнергии
- •Производство механической работы
- •Минусы ветроэнергетики
- •Вэс с точки зрения экологии
- •Сухие скальные породы
- •Естественные водоносные пласты
- •Запасы и распространение термальных вод
- •Методы и способы использования геотермального тепла
- •Использование геотермального тепла в системах теплоснабжения
- •Теплоснабжение высокотемпературной сильно минерализованной термальной водой
- •Теплоснабжение низкотемпературной
- •8.З.1.З. Двухконтурные системы геотермального теплоснабжения
- •Использование геотермального тепла для выработки электроэнергии
- •8.З.2.1. ГеоТэс на парогидротермах
- •Двухконтурные ГеоТэс на низкокипящих рабочих телах
- •8.3.2.5. Геотермально-топливные электростанции
- •Комбинированное производство электрической и тепловой энергии
- •Верхне-Мутновская ГеоТэс
- •Океанская ГеоТэс
- •Паужетская ГеоТэс
- •Тепловая энергия океана
- •1026 Дж. Кинетическая энергия океанских течений оценивается величи-
- •Энергия приливов и отливов
- •Энергия морских течений
- •Использование тепловой энергии океана
- •Преобразователи энергии волн
- •Преобразователи, отслеживающие профиль волны
- •Преобразователи, использующие энергию колеблющегося водяного столба
- •Подводные устройства
- •Использование энергии приливов и морских течений
- •Мощность приливных течений и приливного подъема воды
- •Использование энергии океанских течений
- •Общая характеристика технических решений
- •Использование теплоты отработавших газов
- •Теплосодержание отработавших газов
- •Теплообменники для отработавших газов
- •Котлы-утилизаторы (ку)
- •Использование теплоты испарительного охлаждения
- •Использование теплоты низкого потенциала
- •Системы аккумулирования энергии
- •Использование теплоты продукции и отходов
- •- Подача сырья; 5 - горячий клинкер; 6 - охлажденный клинкер;
- •Общие сведения
- •Классификация биотоплива
- •Производство биомассы для энергетических целей
- •Сжигание биотоплива для получения тепла
- •Пиролиз (сухая перегонка)
- •Другие термохимические процессы
- •Спиртовая ферментация (брожение)
- •Агрохимические способы получения топлива
- •Проблема взаимодействия энергетики и экологии
- •Влияние ветроэнергетики на природную среду
Производство биомассы для энергетических целей
Энергетические фермы. Этот термин используется в очень широком смысле, обозначая производство топлива (энергии) в качестве основного или дополнительного продукта сельскохозяйственного производства (поля), лесоводства (леса), аквакультуры (пресные и морские воды), а кроме того, те виды промышленной и бытовой деятельности, в результате которых образуются органические отходы. Основной целью переработки сырья могло бы быть исключительно производство энергии, но более выгодно найти наилучшее соотношение между получением из различных видов биомассы и энергии, и биотоплива.
Наиболее характерный пример энергетических ферм представляют собой предприятия по выращиванию и комплексной переработке сахарного тростника. Производство зависит от сжигания отходов переработки тростника, необходимого для снабжения энергией всей технологической цепи. При надлежащей механизации можно было бы получить дополнительную энергию для производства на продажу побочных продуктов (патоки, химикатов, корма для животных, этилового спирта, строительных материалов, электроэнергии). Следует отметить, что этиловый спирт и электроэнергию можно использовать для выращивания культур и выполнения транспортных операций.
Развитие энергетики за счет использования сельскохозяйственных культур имеет как достоинства, так и недостатки.
Достоинства:
Огромные потенциальные запасы.
Разнообразие культур.
Разнообразие применения (включая транспорт и производство электроэнергии).
Связь с существующей агрокультурой и лесоводством.
Поощрение интегрированного сельскохозяйственного производства.
Эффективное использование побочных продуктов, отходов, стоков.
Улучшение состояния среды за счет утилизации отходов.
Использование комплексной эффективной переработки меньше загрязняет воду и воздух (например снижает содержание серы).
Ведет к развитию сельского хозяйства.
Расширяет возможность экономии по отношению к продуктам, территории, занятости специалистов.
Огромный потенциал в тропических странах, особенно развивающихся.
Создание агропромышленности, которая будет способствовать решению широкого, круга задач, включая развитие культуры и образования.
Опасности и трудности:
Может привести к оскудению и эрозии почв.
Возможность конкуренции с производством пищи.
Использование генной инженерии может вызвать появление неконтролируемых организмов.
Крупномасштабная агроиндустрия может оказаться слишком сложной для эффективного управления.
Перевозка биомассы к перерабатывающим фабрикам создаст перегрузку для транспорта.
Ошибки проектирования и отсутствие замкнутого цикла переработки могут привести к загрязнению среды.
Одна из наиболее существенных опасностей та, что производство энергии станет конкурировать с производством пищи. Например, зерновые фермы США дают около 10 % мирового производства хлеба, а экспорт более чем 1/3 этого количества позволяет частично покрыть дефицит целого ряда стран. Крупномасштабное увеличение объема производства биотоплива (например, этилового спирта) по этой причине может оказать существенное отрицательное влияние на мировой рынок пищевых продуктов. Вторая серьезная опасность - возможность обеднения и эрозии почв в результате интенсификации выращивания «энергетических» культур. Очевидная стратегия спасения от этих явлений - выращивание культур, пригодных и для обеспечения человека (зерно), и для энергетических нужд при одновременном сокращении части урожая, скармливаемого животным.
Географическое распределение. Ясно, что наибольшим потенциалом для развития концепции энергетических ферм обладают тропические страны, особенно такие, где имеются соответствующие условия по качеству почв и количеству выпадающих осадков. Идеи этого направления для развивающихся стран кажутся очевидными.
Энергетический анализ. Для выращивания и переработки урожая необходима энергия в форме солнечного излучения и в форме, пригодной для получения топлива для работы сельхозмашин, создания этих самых машин, получения удобрения и т. п. Вторая форма в целом - не что иное, как энергия брутто - обобщение всех форм энергии, отличной от солнечной и затрачиваемой на то, чтобы обеспечить весь цикл сельскохозяйственного производства.
На практике энергетический анализ и связанный с ним анализ экономических факторов получения и переработки биомассы агропромышленным методом оказываются достаточно сложными. Однако существенным остается то, что использование для получения тепла и электроэнергии дешевых отходов биомассы может иметь решающее значение при оценке эффективности того или иного процесса.
Энергетический
анализ - полезный инструмент при
определении затрат энергии
энергопотребляющих и энергопроизводящих
систем, поскольку он позволяет
выделять технические и технологические
аспекты процессов. Но проблема не только
в этом. Однако окончательный выбор
культуры должен быть основан на оценке
целого ряда конкретных экономических
факторов, среди которых первостепенное
значение имеют и необходимость в
создании независимого (от внешнего
рынка) снабжения топливом, и сохранение
источника альтернативных продуктов
(продуктов питания, например).