Фахова агенція з відновлювальної сировини (fnr) Д-р інж....

26. Oktober 2009, Kyiv, Ukraine Seite: 1Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.

Фахова агенція з Фахова агенція з відновлювальної відновлювальної сировинисировини(FNR)(FNR)

Д-р інж. Андреас ШюттеД-р інж. Андреас Шюттеуправляючийуправляючий

Основні умовиОсновні умови, , можливості та можливості та

технології технології

енерговикористання соломиенерговикористання соломи


План

Вступ

Основні умови та потенціал:

Можливості та обмеження використання соломи, зумовлені особливостями сільського господарства

Наявність соломи як енергоносія

Технології енерговикористання соломи

Діяльність FuE з метою впровадження іновативних методів вироблення енергії з сооми

Висновки, перспективи


Фахова агенція з відновлювальної Фахова агенція з відновлювальної сировинисировини(FNR)(FNR)

Функції: Організація з виконання проектів та централізованого координування в галузі відновлювальної сировини в Німеччині Заснована: у жовтні 1993р.

Місцезнаходження: Гюльцов/Бютцов

Кількість членів: 67

Кількість співробітників: 57

Підтримка:Федерального міністерства продовольства, сільського господарства та захисту прав споживачів (BMELV)

Бюджет: 45 Mлн. € у 2009 р.


Struktur des Primärenergieverbrauchs in Deutschland 2008

Braunkohle11 %

Wasser; 0,5 %

Mineralöl35 %

Anteile EE

7,0 %2)

Wind; 1,0 %

Biomasse; 5,2 %3)

restl. EE; 0,3 %

Erdgas22 %

Kernenergie12 %

Steinkohle13 %

Gesamt: 14.003 PJ1)

1) PEV 2008, nach AGEB Stand: Februar 2009; 2) berechnet nach Wirkungsgradmethode; nach Substitutionsmethode: 9,2 %;

3) feste, flüssige, gasförmige Biomasse, biogener Anteil des Abfalls, Biokraftstoffe, Deponie- und Klärgas; EE: Erneuerbare Energien; Quelle: Quelle: BMU Publikation "Erneuerbare Energien in Zahlen – nationale und internationale Entwicklung", KI III 1; Stand: Juni 2009; Angaben vorläufig

Основні умови використання соломи у виробництві енергіїна прикладі Німеччини


Anteile erneuerbarer Energien an der Energiebereitstellung in Deutschland

3,1 3,5

0,2

2,1

9,5

15,1

7,4

4,85,9

7,03)

124)

141)

182)

mind.301)

0

5

10

15

20

25

30

35

Anteile EE am gesamtenEndenergieverbrauch

(Strom, Wärme, Kraftstoffe)

Anteile EE am gesamtenBruttostromverbrauch

Anteile EE an der gesamtenWärmebereitstellung

Anteile EE am gesamtenKraftstoffverbrauch

Anteile EE am gesamtenPrimärenergieverbrauch

[%]

1998 2000

2002 2004

2006 2007

2008

2020 Ziele der Bundesregierung

1) Quellen: Erneuerbare-Energien-Gesetz, (EEG 2009) vom 25.10.2008 und Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG) vom 7.8.2008; 2) Quelle: Neue EU-Richtlinie zur Förderung der Nutzung von Energie aus erneuerbaren Quellen

3) Anteil Primärenergieverbrauch berechnet nach (der offiziellen) Wirkungsgradmethode; nach Substitutionsmethode: 9,2 %; 4) Ziel: 12 % energetisch; Quelle: Nationaler Biomasseaktionsplan für Deutschland

EE: Erneuerbare Energien; Quelle: BMU Publikation "Erneuerbare Energien in Zahlen – nationale und internationale Entwicklung", KI III 1; Stand: Juni 2009; Angaben vorläufig

Основні умови використання соломи у виробництві енергіїна прикладі Німеччини


Тверді біоенергоносії

Гранулят з деревиниТріски з круглякуЦурки та дроваВідходи лісової та деревообробної промисловості

Солома, зерноСолома, зерно, , татавідходи сільськогосподарського виробництва

Енергомісткі рослиниЕнергомісткі рослини


Солома – енергоносій? Чому?

Солома є наявною та постійно відновлюваною сировиною

Хоча соломи достатньо в регіонах, але видобувати енергію з неї досить складно; крім того, можливий негативний вплив на довкілля

Універсальні можливості застосування для вироблення теплової та електроенергії або палива, відносно низькі експлуатаційні витрати/витрати на паливо

Не конкурує з продовольчими культурами

Використання соломи в якості сировини можливе в інтегрованих потоках матеріалів

Економічна ефективність використання в сільській місцевості


Quelle: BMELV, Statistisches Jahrbuch 2006

Площа Німеччини: 35,7 Mлн. гa

10,7 Mio. ha

4,9 Mio. ha

0,2 Mio. ha

8,0 Mio. ha

11,9 Mio. ha

Потенціал соломи як енергоносія на прикладі Німеччини


Потенціал соломи як енергоносія на прикладі Німеччини

1208 PJ/a2%

7%

12%2%

5%

6%

1%

46%

19%

Waldrestholz

Industrierestholz

Altholz

Sonstige holzartige Biomasse

Stroh

Biogas, Klärgas, Deponiegas

Klärgas, Deponiegas

Bioabfall

Energiepflanzen Quellen: Schätzung Fritsche /FNR

Сценарій 2010р.: Біоенергетичний потенціал Німеччини

Технічний потенціал соломи у Німеччині у 2009р.:

Врожай соломи в млн. t (TS)* (без рапсової та кукурудзяної соломи) Надлишки соломи /частка в % Німеччина: 45 Mt ЄС 27: 264 Mt

Fritsche/Dehoust et al. 2004 Від 12 до 22 (17) 7,65 44,9

Kaltschmitt et al. 2003 20 9 52,8

Leible et al. 2003 Від 37 до 52 (44,5) 20 117,5

Vetter 2008 25 11,25 Mt / 158 PJ/a 66 Mt / 924 PJ/a

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Fritsche et al. für 2010 Vetter (TLL) für 2009

Energiepotential Stroh in PJ/a

Quellen: TLL, BMELV, * Annahme: Korn-Stroh-Verhältnis 0,9


,

Замкнення кругообігу

Сільське та лісове

господарство

COCO22

- Фосфор-Азот-Сірка-Орг.речовини…

Біомаса

Перетворення


Принципи керування кругообігом

Щоб зберегти родючість грунтів необхідно компенсувати обсяг видалених поживних речовин та гумусу.

Солома є важливим чинником сівообороту, тому необхідно розробляти концепції постійного відновлення

На відміну від іншої енергомісткої сировини, такої як напр. солома для спалення в енергоустановках, інші рослини складно повернути після використання у природний круообіг:

Після використання, матеріал насамперед спалюється,

При спаленні залишається попіл, погано придатний до подальшого використання

Слід розробляти концепції використання соломи як енергоносія


Сфери застосування соломи

Сільське господарство: Повернення поживних речовин у грунт та

збереження частки гумусу, Підстилка для худоби (зокрема - коней), Кормова складова

Використання в якості матеріалу Сировина для вироблення лігноцелюлози (напр. в

очищувальних біоустановках) Ізоляційний матеріал Виробництво панелей та будматеріалу, У деревообробній промисловості

Використання в якості енергоносія Термічне перетворення: тепло, міні-ЕС, біопальне, Ферментаційні процеси (після підготовки):біогаз,

біоетанол


Процес перетворенняБ

іом

аса/с

ол

ом

а

теплохімічне

біохімічне

Фізико-хімічне Види твердого біопального

Газ від переробки, піролізне

масло, кокс

Біоетанол (не на належному рівні*)

Спал

ення

Енер

гія

Сировина

Перетворення Проміжний продукт

Перетворення

Продукт

Технологічні розробки в галузі „Застосування соломи в енергетиці“:

Дослідження, розробка та демонстрація всього виробничого ланцюжка

Си

нте

з

* Біоетанол 2 покоління (BtL)


Aufbereitung/Veredelung

Lagerung/Trocknung

Transport

Lagerung TransportAufbereitung

Ernte/Verfügbarmachung

Wald(rest)holz, Kurzumtriebsholz, Stroh, Getreideganzpflanzen

Konversionsanlage

LagerungAufbereitung

Pro

dukt

ion

Ber

eits

tellu

ngN

utzu

ng

auf

kom

men

sse

itig

nut

zun

gsse

itig

Солома-енергоносій

Постачання соломи як енергоносія


Вироблення тепла: Солом'яний гранулят


Вироблення тепла: Солом'яний гранулят

Quelle: Ökotherm GmbH


Вироблення тепла: спалення соломи

Quellen: Lin-Ka, Fachhochschule Münster


Теплотехнічні характеристики соломи

З теплотехнічної точки зору, солома – складне пальне, яке важко піддається термохімічному перетворенню: Неповне згоряння, довготривалі технологічні перерви -

в зоні горіння необхідно збалансувати надходження повітря та палива,

Низька ефективність енергоустановок (к.к.д.),

Високий вміст золи (до 10 M.-%) та хлору (0,2 - 1 M.-%), ризик корозії при замалому показнику точки роси

Занизька температура плавлення золи (за звичай, набагато нижче 900°C), можливе утворення шлаків, отже - необхідність частих профілактичних робіт

Підвищений рівень викидів: пил/дрібнодисперсний пил та окис вуглецю, особливо при експлуатації з перервами – проблема отримання дозволів на експлуатацію.


ТЕЦ на соломі – приклад ТЕЦ в м. Слагельзе/Данія

Пуск: 1990 р.Потужність: 11,4 MWВитрати соломи: 30.000 т/рікПараметри пари: 67 bar/450°C

Велика ТЕЦ з соломоспалювальними системами потужністю > 1 MWel – сучасний технічний рівень!


Іновації FuE з вироблення енергії з застосуванням соломи

ТЕЦ з системою утворення газу з біомаси CarboV-Compact FKZ 99NR015 TAF GmbH:натуральна біомаса: від деревини до соломи, 2-етапний метод газоутворення,FWL 500 kWth /125 kWel

ТЕЦ з системою утворення газу з біомаси (солома), FKZ: 08NR208 REW GmbH,2-етапний метод газоутворення,

/паровий риформінг, потужність – 50 -150 kWel

ТЕЦ з соломоспалювальними системами потужністю < 1 MWel – ще не на належному технічному рівні!


Перспективи використання соломи

Нові розробки в галузі енерговикористання соломи: Кондиціонування соломи заради спрощення

подальшого видобутку енергії – приклади:

Bioliq-процес від дослідницького центру м. Карлсруе (BtL),

- Абляційний флеш-піроліз PyTec,

- Ферментаційне перетворення в етанол

Розробка первинних та вторинних заходів з метою покращення показників виробничих викидів, оптимізації теплотехнічних характеристик спалювальних систем

У разі інтенсифікації використання соломи для виробництва енергії,питання незамкненого кругообігу поживних речовин залишається відкритим


Вимоги директиви ЄС: RL 2009/28/EG щодо неперервного використання біоенергії

Німеччина, NachV: Види біопалива, які мають слугувати цілям розвитку відновлювальних енергоджерел та/або під використання котрих надаються фінансові дотації, повинні відповідати вимогам сталого розвитку.

Quelle: Directive of the European Parliament and of the Council on the promotion of the use of energy from renewable sources 2009/28/EG

Вимоги до видів біопалива та їхнього виробництва

THG-економія насамперед

мінімімум 35%

Не використовувати площі з великим

біологічним різномаїттям

Ліси та лісові насадження

Документально підтверджені заповідні

зони

Не використовувати площі з високим вмістом вуглецю

Вологі землі, торфовища

Суцільні лісопосадки

Cross Compliance (EC1782/200317)

Довкілля

Гарні с/г та екологічні умови (Ст. 5)

Луки, пасовиська, вигони

Інші площі з деревами > 5m…

Діє тільки в ЄС

Прямі зміни у землекористуванні

включаються до балансу THG


Проект співробітництва MOE 08/01

від GFA Проектні цілі:

Стимулювання використання відновлюваної сировини – з акцентом на її енерговикористання – в Україні та Російській Федерації

Загальна мета:Впровадження вирощування та енерговикористання

відновлюваної сировини в Росії та Україні

•Окремі цілі: Взаємний інформаційний обмін у галузі біоенергетики, розробка та підготовка інформаційних матеріалів

Визначення контактних осіб та осередків з метою поглибленого консультування за проектами мультиплікативного характеру;

З метою устаткованого розвитку технологій використання біомаси - створення інформаційної платформи з наданням поглиблених консультаційних послуг;

Координування діяльності та контактів на промисловому та державному рівнях


Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR)

Щиро дякую за увагу!

Фахова агенція з відновлюваної сировиниФахова агенція з відновлюваної сировиниFachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. Hofplatz 1 18276 Gülzow, DeutschlandTel: +49(0)3843/6930-0, Fax: +49(0)3843/6930-102

E-Mail: [email protected] Internet: www.fnr.de

Відвідайте наш Інтернет-портал:www.nachwachsende-rohstoffe.de

Фахова агенція з відновлювальної сировини (fnr) Д-р інж....

Documents