Падалко С.І., Вініченко О.А.

Донбаська національна академія будівництва і архітектури, Україна

ЕКОЛОГО-ЕКОНОМІЧНА ОЦІНКА ВИКОРИСТАННЯ ПЕЛЕТ ЯК АЛЬТЕРНАТИВНОГО ВИДУ ПАЛИВА

 

Світові тенденції значного збільшення споживання енергії технологіями є способом життя людства і поряд з підвищенням вартості енергоносіїв спонукають вчених усього світу шукати альтернативні способи одержання енергії й розробляти менш енергоємні енергоощадні технології споживання.

Традиційні види палива, такі як: нафта, газ, вугілля - належать до невідновлюваних джерел енергії та сприяють значному забрудненню навколишнього середовища шкідливими речовинами. Тому альтернативні джерела енергії вже зараз активно застосовуються в розвинених країнах, особливо в тих, де питання екології стоїть гостро. Основними видами палива, що використовуються в теперішній час, є дрова, вугілля, рідке паливо, газ. Дрова, вугілля і рідке паливо за певних переваг одне перед іншим мають загальні недоліки - необхідність транспортування, незручність зберігання, виникнення відходів, шкідливих викидів та запаху під час спалювання, а також мають тенденцію до зростання їхніх цін. У зв'язку з цим пропонується альтернативний вид екологічно чистого і дешевого палива - брикети або гранули, спресовані з різних відходів органічного походження [1].

Паливні гранули, або як їх ще називають «рellets», «пелети», «біомаса», поділяються на три категорії - це «деревні» гранули, які отримують шляхом переробки деревних відходів (опили, тріска, горбиль, низькотоварна деревина, кінцівка); друга категорія - «рослинні» гранули, які виробляють з відходів сільгосппереробки (солома, лушпиння соняшника, лушпиння і лузга інших сільгоспкультур, відходи круп'яного виробництва), третя категорія - гранули з торфу. Також на даний момент все більш актуальним стає питання гранулювання пташиного (курячого) посліду. Гранули отримують шляхом механічного пресування без використання хімічних закріплювачів та в'яжучих матеріалів [2].   

Мета роботи – оцінювання еколого-економічних показників використання деревинних брикетів – пелет – як альтернативного виду палива для забезпечення енергоощадних технологій споживання.

Методи досліджень – модельні розрахунки емісії забруднюючих речовин при спалюванні різних видів органічного палива, а саме: природного газу, вугілля та пелет.

Для розрахунку викидів при спалюванні природного газу та вугілля ми використовували методику розрахунку викидів забруднювальних речовин в атмосферу від енергетичних установок [3]. А для розрахунку викидів при спалюванні пелет було використано методику розрахунку викидів забруднюючих речовин при спалюванні палива в  котлоагрегатах котелень [4]. У другому випадку ми використали іншу методику, тому що в першій нема розрахунків для деревинного палива. Розрахунки велись щодо таких основних забруднюючих речовин, як тверді часточки, діоксид сірки, оксиди вуглецю та оксиди азоту при спалюванні 100 т або 100 м3 палива. Отримані результати розрахунків валової кількості забруднюючих речовин, які викидаються при спалюванні розглянутих видів палива представлені в таблиці 1.

Таблиця 1 – Валові викиди забруднюючих речовин при спалюванні однакової кількості різних видів палива

Речовини, що викидаються у атмосферне повітря

Вид палива

вугілля

деревинні брикети

(пелети)

природний газ

Валові викиди, т

Тверді часточки

0,31

0,09

-

Діоксид сірки

5,42

0,18

-

Оксиди вуглецю

191,22

3,43

268,85

Оксиди азоту

0,003

0,1

0,3105

 

Порівнюючи дані щодо забруднюючих речовин, які викидаються в повітря при спалюванні різних видів палива, можемо зробити висновки, що перевагами спалювання пелет є найменші за величиною лише валові викиди оксиду вуглецю. А по відношенню до всіх інших забруднюючих речовин вони мають проміжне значення. Найбільше переваг в екологічному аспекті має природній газ, при спалюванні якого взагалі не утворюються тверді часточки та діоксид сірки.

Проте використання того або іншого вида палива обумовлене також техніко-економічними показниками. Для ілюстрації цього в таблиці 2  надана порівняльна характеристика різних видів палива за важливими техніко-економічними показниками.

Таблиця 2 - Порівняльна характеристика різних видів палива за техніко-економічними показниками

Вид палива

Вугілля

Пелети

Газ

Теплота згоряння, МДж/кг

14

17,5

35 – 38 МДж/м3

Теплотворність,

кВт-год/кг

4,65

4,8

4,5

Ціна на паливо,

грн.

800-1200 за 1 т

800-1500 за 1т

2500 за 1000м3

ККД, %

50

90-95

80-90

Кількість палива для отримання 1 КВт тепла

0,25 кг

0,202 кг

0,11 м3

 

З даних таблиці можна зробити висновки, що пелети мають наступні переваги: за вартістю вони нижчі, ніж газ, який зараз є найбільш поширеним видом палива, та утворюють більшу кількість тепла, що також вказує на їх економічну вигідність.

Застосування пелет в якості палива для комунальних котелень є сучасною альтернативою газу, котрий постійно дорожчає, та кам'яному вугіллю, що має значну зольність та спричиняє значні викиди вуглекислого газу в атмосферне повітря.

Основними перевагами використання пелет є наступні:

- утилізація відходів деревозаготівлі та деревопереробки;

- висока питома теплотворна здатність, порівняна з вуглеводневим паливом;

- можливість безпечного зберігання і транспортування у порівнянні з тирсою та трісками;

- можливість налагодження автоматичного завантаження пелет у котли;

- низька зольність порівняно з кам'яним вугіллям;

- нульові викиди вуглекислого газу в атмосферу (виділяється лише така кількість, яку поглинула деревина під час зростання);

- вартість пелет нижча за традиційні види палива, такі як газ та вугілля, дизельне паливо [5].

Отже, аналізуючи отримані результати розрахунків викидів при спалюванні однакової кількості різного виду палива та враховуючи економічні показники, можна сказати, що пелети є найбільш вигіднім та екологічно чистим видом палива і є вельми перспективним як альтернативний енергоносій для широкого застосування в світі в найближчому майбутньому.

 

Література:

1. Електронний ресурс: http://www.eco-pellets.com.ua

2. Електронний ресурс: http://pellets.mk.ua

3. Викиди забруднювальних речовин в атмосферу від енергетичних установок. Методика визначення. ГКД 34.02.305-2002. Київ, 2002.

4. Расчет выбросов загрязняющих веществ при сжигании топлива в колоагрегатах котельных: Методичесое пособие по выполнению практических занятий из курса «Промышленная екология» для студентов специальности 320700 «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов»/ Укл. Л.І. Бондалетова, В.Т. Новиков,
Н.А. Алексеев. - Томск: Изд. ТПУ, 2000. - 39 с.

5. Електронний ресурс: http://www.depv.de/marktdaten/pelletspreise/