УДК: 621.438

РАК Я., КАЛДА Г.С.

Жешувський політехнічний університет, м. Жешув

Рак Януш, д.т.н., професор, завідувач кафедри охорони навколишнього середовища Жешувського політехнічного університету

Калда Галина Станіславівна, д.т.н., професор кафедри охорони середовища Жешувського політехнічного університету

ІННОВАЦІЙНІ МЕТОДИ ВИКОРИСТАННЯ ВІДНОВЛЮВАЛЬНИХ ДЖЕРЕЛ ЕНЕРГІЇ. ЕНЕРГІЯ БІОМАСИ

Розглянуто можливість енергетично-промислового застосування рослин як альтернативного джерела енергії.

Paper represents possibilities of using plants in power industry as alternative source of energy.

Вступ

У той час, коли грунти тимчасово є вилученими із посіву на них сільськогосподарської продукції, їх можна використовувати для вирощування так називаємої енергетичної верби, яка використовується як альтернативне джерело енергії. В таких цілях можна використовувати і такі рослини, як відходи звичайного соняшника, звичайного

льону, коноплі, бавовни, маку, топінамбуру, трави багаторічної, ріпаку, буйної тополі, сіно тощо. На рис. 1 показано вид плантації енергетичної верби. Що стосується енергетично- промислового застосування верби, то останнім часом її застосування стало дуже модним у зв'язку з її великою продуктивністю і можливістю охорони грунтів, води, повітря, лісних дерев та і з точки зору охорони від шуму.

Хвороботворчі причини знищення верби енергетичної.

Хвороботворчими причинами знищення енергетичної верби можуть бути інфекційні та неінфекційні причини.

До неінфекційних причин відносяться:

1. Недостатня кількість води - це дуже небезпечна причина, що призводить до зменшення росту і густини верби. Таке найчастіше спостерігається в кінці весни або в першій половині літа.

2. Весіння посуха - зменшує зріст верби та погіршує склад самої рослини.

3. Літня посуха - гальмує розвиток коріння. Найгірше це спостерігається для рослин, які ростуть на легких грунтах, де часто буває висока температура і де поганий доступ до грунтових вод.

4. Надмірна вологість - тривалі опади спричиняють надмірне зволоження грунту, що, в свою чергу, призводить до заболочення та знищення плантацій.

5. Низькі температури - ранні весінні заморозки спричиняють підмерзання в основному дрібних молодих паростків, а пізні весінні

заморозки призводять до того, що рослини встигають вирости, але виростають тонкими, не крепкими та рідкими. Сильні морози негативно впливають на кореневу систему рослин.

6. Ушкодження градом - шкода залежить від величини граду, швидкості та сили вітру та часу проходження граду. Найгірше на рослини впливають гради червневі та липневі. Що стосується інфекційних хвороботворчих причин, то з літератури відомо 33 хвороби, з них 2 - через бактерії, а 31 - через грибки.

На рис. 2 показано один з видів захворювання рослин.

Таке захворювання, яке показано на рис. 2, виникає із-за вологої весни та літа, недостатньої кількості азоту, близького сусідства з рослиною плантацій диких рослин.

У боротьбі із хворобами використовують механічні та хімічні методи. До механічних заходів відносяться: знищення навколо рослин плантацій диких рослин, знищення так званих "вусів" рослин. До хімічних заходів відноситься використання різних хімічних речовин. Можна також використовувати грибкознищувачі, які є запобігаючими речовинами щодо утворення різноманітних грибків.

Використання біомаси в якості палива Біомаса - це постійна або змінна субстанція рослинного або тваринного походження, що підлягає біодеградації, яка походить з продуктів та відходів лісної та сільськогосподарської продукції, промислового виробництва. Біогаз - це газ, який утворюється з біомаси. Важливим екологічним аспектом при спалюванні біомаси є практично нульовий викид С02. Кількість С02 є близькою до кількості того газу, який поглинає рослина за час свого росту (явище фотосинтезу). Спалювання біомаси у відповідних температурах (до 1200°С, це процес піролізу) суттєво обмежує кількість шкідливих субстанцій, які мають місце при горінні.

Цінність біомаси як палива у великому ступені залежить від сорту біопалива та його вологості. Більшу цінність мають сорти листяних дерев з великою густиною, такі як граб, бук, дуб, береза.

Біомасу можна використовувати в дуже різний спосіб, наприклад, у приватних господарствах, місцевих котельнях, а також і в електрокотельнях. Для приватних та місцевих котелень на сьогодні існує велика кількість різноманітних конструкцій котлів, пристосованих для спалювання різних асортиментів та видів біомаси.

Використання біомаси в Польщі є набагато суттєвішим, ніж інших видів відновлювальної енергії. В структурі відновлювальних джерел енергії біомаса складає 98 % від всіх джерел енергії. На сьогоднішній день у Підкарпатському воєводстві існує проект, підготовлений Підкарпатським Товариством Енергії Відновлювальної, головною метою якого є покращення атмосферного повітря через зміну носія первинної енергії з кам'яного вугілля на біомасу у вигляді дерева, соломи, сухої трави тощо. Додатковою метою проекту є зменшення забруднення атмосферного повітря через зменшення викидів газів та пилу під час спалювання речовин, загосподарювання біомаси з приватних лісів та власних сільських господарств. Проект також має на меті процес спалювання трави та соломи на полях і розвиток продукції високотехнологічних котлів малої потужності. Реалізація цього проекту дала б можливість залишити фінанси на місцевому ринку, збільшити кількість робочих місць.

Біомасу також використовують як домішку до вугілля у великих енергетичних котлах. Для прикладу, якщо додати до вугілля 5 % біомаси в енергетичному блоці в 120 МВт, то це дає на протязі години коло 3 МВт*год електричної енергії. А будування самої електростанції потужністю 3 МВт коштувало б щонайменше 5 млн. доларів.

Використання сьогодні в більшій кількості біомаси у вигляді відходів дерева, або, як ще її називають "зеленої енергії", призводить до здорожчання біомаси та до посіву відповідних культур на полях. Так, наприклад, електростанція, яка знаходиться у Стальовій Волі в