Спецможливості
Технології

Со­ло­ма як дже­ре­ло енергії для сільсько­го гос­по­дар­ст­ва

16.09.2017
4249
Со­ло­ма як дже­ре­ло енергії для сільсько­го гос­по­дар­ст­ва фото, ілюстрація

Останнім часом питання енергозабезпечення, зокрема у с/г, набуває все більшої актуальності. Ціни на природний газ щороку підвищуються, і ця тенденція триватиме й надалі.

 

 

У су­час­них умо­вах за­галь­но­виз­на­ним фак­том є те, що спа­лю­ва­ти сухі відхо­ди сільсько­го­с­по­дарсь­ко­го ви­роб­ництва для от­ри­ман­ня теп­ла в 2,5–5,0 ра­зів вигідніше, ніж ви­ко­ри­с­то­ву­ва­ти газ. Втім, спа­лю­ва­ти мож­на різні сухі ор­ганічні відхо­ди: подрібнені рос­линні решт­ки, тир­су, відхо­ди від очи­щен­ня зер­на, со­няш­ни­ко­ву луз­гу, со­ло­му — го­ло­вне, щоб во­ни бу­ли су­хи­ми. У про­по­но­ваній статті ми роз­г­ля­не­мо мож­ли­вості ви­ко­ри­с­тан­ня со­ло­ми як па­ли­ва. Вар­то за­зна­чи­ти, що ви­ко­ри­с­то­ву­ва­ти со­ло­му для ви­роб­ництва теп­ла мож­на як у не­ве­ли­ких аг­рар­них підприємствах, так і на по­туж­них еле­ва­то­рах. Цей варіант енер­го­за­без­пе­чен­ня особ­ли­во ак­ту­аль­ний у разі, як­що в гос­по­дарстві є влас­не рос­лин­ництво, яке стабільно дає ве­ли­ку кількість со­ло­ми.

Со­ло­ма зер­но­вих куль­тур у ви­гляді со­лом’яних тюків, різки або гра­нул (пе­лет) є хо­ро­шим енер­го­носієм. За своєю теп­ло­твор­ною здатністю спа­лю­ван­ня 2,34 кг со­ло­ми рівноз­нач­не спа­лю­ван­ню 1 м3 при­род­но­го га­зу. Але її ви­ко­ри­с­тан­ня для за­до­во­лен­ня енер­ге­тич­них по­треб про­мис­ло­вих підприємств, ферм або еле­ва­торів обійдеть­ся їм ут­ричі де­шев­ше порівня­но з при­род­ним га­зом. 

Со­ло­ма є побічним про­дук­том ви­ро­щу­ван­ня різних сільгоспкуль­тур, на­сам­пе­ред — зер­но­вих. Пло­ща в Ук­раїні під зер­но­ви­ми ста­но­вить май­же 14 млн га, і в кінце­во­му ре­зуль­таті їхньо­го ви­ро­щу­ван­ня, окрім ос­нов­ної про­дукції, що­ро­ку от­ри­му­ють 78–95 млн т со­ло­ми (і ця кількість із підви­щен­ням уро­жай­ності різних зер­но­вих куль­тур із ро­ку в рік зро­с­тає).

Більшість со­ло­ми зер­но­вих куль­тур, які ви­роб­ля­ють в Ук­раїні, є побічним про­дук­том і ніяк не ви­ко­ри­с­то­вується. На фо­то — зби­ран­ня ози­мої пше­ниці за до­по­мо­гою ком­бай­на, об­лад­на­но­го навісним на­ко­пи­чу­ва­чем ста­ро­го зраз­ка. При­би­ра­ти такі со­лом’яні ку­пи з по­ля потім ду­же про­бле­ма­тич­но (фо­то Dr. Oleksii Orlov, 2016, Тер­нопільська об­ласть).

Тра­диційні на­пря­ми ви­ко­ри­с­тан­ня со­ло­ми зер­но­вих куль­тур:

— підстил­ка для тва­рин;

— корм для тва­рин;

— по­льо­ва муль­ча та ор­ганіка — подрібнен­ня з на­ступ­ним за­гор­тан­ням у ґрунт (на­при­клад, під час оран­ки) для збільшен­ня вмісту гу­му­су й підви­щен­ня ґрун­то­вої ро­дю­чості.

 

Але є й інше за­сто­су­ван­ня цьо­го побічно­го про­дук­ту сільгоспви­роб­ництва. У низці країн ЄС її вже впро­довж де­ся­тиліть ви­ко­ри­с­то­ву­ють як па­ли­во — дже­ре­ло для ви­роб­ництва як теп­ла, так і еле­к­т­ро­е­нергії. Як ЄС, так й Ук­раїна чітко за­яви­ли про своє ба­жан­ня спри­я­ти ак­тивнішо­му ви­ко­ри­с­тан­ню біома­си для ви­роб­ництва енергії. На­при­клад, в ЄС за­ко­но­дав­чо виз­на­че­но стра­тегічні цілі: об­ся­ги ви­роб­ництва енергії з по­нов­лю­ва­них дже­рел — 16% за­галь­но­го спо­жи­ван­ня до 2020 ро­ку. А та­кож ок­рес­ле­но кон­крет­ну ме­ту що­до ви­роб­ництва теп­ла — заміщен­ня 12%. Обид­ва ці по­каз­ни­ки на­ба­га­то пе­ре­ви­щу­ють ре­альні по­точні об­ся­ги ви­роб­ництва біома­си в ЄС. Та­ким чи­ном, в ук­раїнських фер­мерів є пер­спек­тив­ний ри­нок збу­ту ви­роб­ле­ної біома­си в ЄС (особ­ли­во це сто­сується ви­роб­ництва пе­лет/гра­нул із со­ло­ми, які до­б­ре транс­пор­ту­ють­ся). Зер­но­ва со­ло­ма — це си­ро­ви­на (біома­са), яка є в над­лиш­ку в Ук­раїні. Із за­галь­но­го об­ся­гу ви­роб­ництва со­ло­ми, за­зна­че­но­го ви­ще (78–95 млн т), мож­на ви­ко­ри­с­то­ву­ва­ти для ви­роб­ництва енергії 3,5–30,0 млн т. Тра­диційно ціни на со­ло­му ду­же нестійкі, але кон­трак­ти із фіксо­ва­ною ціною на­разі, ймовірно, бу­дуть знач­но при­ваб­ливіши­ми для ви­роб­ників со­ло­ми. Спа­лю­ван­ня цьо­го побічно­го ви­роб­ни­чо­го ма­теріалу мож­на ви­ко­ри­с­та­ти для нагріван­ня во­ди та опа­лю­ван­ня приміщень, обігріван­ня теп­лиць, су­шіння зер­на, от­ри­ман­ня еле­к­т­рич­ної енергії та інших цілей.

Зби­ран­ня й за­готівля со­ло­ми

Під час роз­роб­ки схе­ми ви­роб­ництва енергії із со­ло­ми потрібно вра­хо­ву­ва­ти се­зонність от­ри­ман­ня цьо­го па­лив­но­го дже­ре­ла. Озимі куль­ту­ри (ячмінь, пше­ни­цю, овес, олійний ріпак)  зби­ра­ють із лип­ня по ве­ре­сень, тож у цей період бу­де до­ступ­на й со­ло­ма. А за ви­ро­щу­ван­ня ярих куль­тур во­на мо­же слу­гу­ва­ти па­ли­вом із кінця серп­ня до по­чат­ку ли­с­то­па­да.

Со­ло­му тю­ку­ють за до­по­мо­гою ба­лерів (прес-підби­рачів). За­зви­чай тю­ки ви­го­тов­ля­ють двох форм — круг­ло­го й ква­д­рат­но­го пе­ре­ти­ну. Тю­ки ква­д­рат­но­го пе­ре­ти­ну більш придатні для транс­пор­ту­ван­ня на ве­ликі відстані, по­за­як їх мож­на щільніше вкла­с­ти. Тож ко­ли ви оби­раєте ба­лер для по­треб сво­го гос­по­дар­ст­ва, потрібно вра­хо­ву­ва­ти си­лу йо­го пре­су­ван­ня: що ви­ща щільність тюків, то кра­ще. Це змен­шить ви­т­ра­ти на транс­пор­ту­ван­ня тюків. Та­кож ве­ли­ке зна­чен­ня має до­вжи­на різки со­ло­ми: що во­на ко­рот­ша, то кра­ще. Ну й, звісно, со­ло­ма обов’яз­ко­во має бу­ти су­ха.

Най­по­ши­реніший спосіб зби­ран­ня со­ло­ми — в круглі тю­ки. Але для її транс­пор­ту­ван­ня — це не най­кра­щий варіант. Для її пе­ре­ве­зен­ня кра­ще використовувати ква­д­ратні тю­ки. 

Для зби­ран­ня со­ло­ми за­сто­со­ву­ють прес-підби­рачі різних видів. Для на­ван­та­жен­ня со­ло­ми ду­же зруч­но ви­ко­ри­с­то­ву­ва­ти те­ле­скопічні на­ван­та­жу­вачі. 

 

 

Логісти­ка со­ло­ми по­ля­гає в її транс­пор­ту­ванні на фер­му для по­даль­шо­го зберіган­ня й ви­роб­ництва пе­лет або транс­пор­ту­ван­ня off-farm, тоб­то без­по­се­ред­ньо ко­ри­с­ту­ва­чеві. Що ближ­че до місця ви­роб­ництва со­ло­ми розміще­ний теп­ло­ге­не­ра­тор, у яко­му спа­лю­ють цю со­ло­му, то де­шев­шою бу­де логісти­ка. За транс­пор­ту­ван­ня на ве­ликі відстані має сенс ви­го­тов­ля­ти со­лом’яні гра­ну­ли.

Та­ким чи­ном, у стан­дарт­ну ван­тажівку для транс­пор­ту­ван­ня со­ло­ми мо­же помісти­ти­ся від 25 до 40 т со­ло­ми в тю­ках, що ро­бить та­ку логісти­ку цілком рен­та­бель­ною навіть за транс­пор­ту­ван­ня на ве­ликі відстані.

Со­ло­ма для ви­роб­ництва енергії

Ви­ко­ри­с­тан­ня со­ло­ми як па­ли­ва в кот­лах/теп­ло­обмінни­ках (бой­ле­рах) мо­же спри­чи­ни­ти ко­розію ме­та­ле­вих по­вер­хонь теп­ло­обмінників. Але є певні ви­роб­ни­ки котлів (бой­лерів), які да­ють га­рантію на три­ва­ле ви­ко­ри­с­тан­ня своїх котлів, які при­зна­чені са­ме для спа­лю­ван­ня со­ло­ми.

Со­ло­ма — це ней­т­раль­не па­ли­во що­до ут­во­рен­ня СО2, і са­ме то­му во­на мо­же відігра­ва­ти важ­ли­ву роль у лан­цюж­ку ви­роб­лен­ня й по­ста­чан­ня «зе­ле­ної», тоб­то еко­логічно­без­печ­ної, енергії. До то­го ж со­ло­ма — це по­нов­лю­ва­ний ре­сурс, ад­же по­ки ви­ро­щу­ють зер­нові куль­ту­ри — бу­де й со­ло­ма. На­при­клад, у Данії таке рос­лин­не дже­ре­ло ви­ко­ри­с­то­ву­ють як енер­ге­тич­не па­ли­во по­чи­на­ю­чи з 70-х років, і слід за­зна­чи­ти — ду­же успішно. Со­ло­ма, за­сто­со­ву­ва­на як па­ли­во, за­зви­чай містить 14–20% во­ло­ги, яка ви­па­ро­вується під час горіння. 

Су­ха ре­чо­ви­на, що за­ли­ши­лась, ста­но­вить менш ніж 50% вуг­ле­цю, 6% вод­ню, 42% кис­ню й не­ве­ли­ких кілько­с­тей азо­ту, сірки, кремнію та інших міне­ралів, у то­му числі луж­них (на ос­нові натрію й калію), та хло­ридів. Уже дав­но відо­мо, що со­ло­ма, зібра­на з по­ля, яке на­пе­ре­додні ком­бай­ну­ван­ня підда­ва­ло­ся впли­ву до­щу, має зни­же­ний вміст ре­чо­вин, що вик­ли­ка­ють ко­розію. Але ча­с­то по­каз­ник золь­ності ви­ко­ри­с­то­ву­ють як фак­тор зни­жен­ня ек­с­порт­ної ціни на гра­ну­ли з со­ло­ми, а на­справді зольність не дає особ­ли­во­го впли­ву на про­цес от­ри­ман­ня теп­ла. Єди­не, що потрібно пе­ред­ба­чи­ти за їхньо­го ви­ко­ри­с­тан­ня у кот­лах спа­лю­ван­ня, — ви­да­лен­ня зо­ли й шлаків.

Шла­ки, які ут­во­рю­ють­ся в ка­мері зго­рян­ня під час спа­лю­ван­ня ор­ганічних відходів (луз­ги со­няш­ни­ку, гра­нул із со­ло­ми), за своїм зовнішнім ви­гля­дом ча­с­то на­га­ду­ють шмат­ки ка­ме­ню або скла. Ка­ме­ра зго­рян­ня має лег­ко очи­щува­ти­ся від шлаків. На цьо­му фо­то — шла­ки, які ут­во­ри­ли­ся в теп­ло­ге­не­ра­торі зер­но­су­шар­ки на ве­ли­ко­му зер­но­во­му еле­ва­торі.

Кот­ли для спалювання

Роз­роб­ле­но низ­ку котлів, які не­чут­ливі до більш аг­ре­сив­но­го впли­ву на по­верх­ню теп­ло­обмінників унаслідок склад­но­го хімічно­го скла­ду со­ло­ми й відмінно її спа­лю­ють. Зо­к­ре­ма, є такі, що ос­на­щені вен­ти­ля­то­ра­ми, які за­без­пе­чу­ють уп­равління по­да­ван­ням повітря. Ко­тельні ус­та­нов­ки для со­ло­ми мож­на ви­ко­ри­с­то­ву­ва­ти для ви­роб­ництва теп­ла на фер­мах, а та­кож для цен­т­ралізо­ва­но­го теп­ло­по­с­та­чан­ня. Як па­ли­во для них мо­же слу­гу­ва­ти со­ло­ма у ви­гляді со­лом’яної різки, пе­лет (гра­нул) або ціло­го тю­ка — за­леж­но від тех­но­логії, до якої при­сто­со­ва­на кон­ст­рукція кот­ла. 

Со­ло­ма, от­ри­ма­на з ріпа­ку, ви­но­сить із по­ля мен­ше ко­рис­них ре­чо­вин, ніж зер­нові, а от­же, менш «цінна» для зем­ле­роб­ст­ва (з по­гля­ду по­вер­нен­ня її в ґрунт як ор­ганічної по­жи­ви для на­ступ­них куль­тур). Од­нак во­на має ви­со­ку теп­ло­твор­ну здатність і ду­же до­б­ре зго­рає. Є та­кож до­ступні за ціною бой­ле­ри з бу­фер­ним ре­зер­ву­а­ром для зберіган­ня га­ря­чої во­ди між піко­ви­ми по­став­ка­ми теп­ла.

От­же, ви­хо­дя­чи з цих да­них, вип­ли­ває, що спа­лю­ван­ня 1 м3 га­зу еквіва­лент­не спа­лю­ван­ню 2,34 кг гра­нул (пе­лет) із со­ло­ми. Але со­лом’яні гра­ну­ли за ціною на­ба­га­то до­ступніші. Та­ким чи­ном, для на­се­лен­ня ви­ко­ри­с­тан­ня гра­нул із со­ло­ми вдвічі вигідніше, порівня­но з га­зом, а для аг­рофірм — навіть ут­ричі! У табл. 5 на­ве­де­но кон­крет­ну су­му, яку мож­на за­оща­ди­ти за ви­ко­ри­с­тан­ня пе­лет із со­ло­ми.Шлаки, які утворюються в камері згоряння під час спалювання органічних відходів (лузги соняшнику, гранул із соломи)

До то­го ж за ви­ко­ри­с­тан­ня га­зу для сушіння зер­на слід зва­жа­ти на певні ри­зи­ки: пе­ре­бої з по­ста­чан­ням цьо­го ви­ду па­ли­ва; підви­щен­ня цін на газ (на­при­клад, порівня­но з 2013 ро­ком ціна на ньо­го в до­ла­ро­во­му еквіва­ленті ви­рос­ла втричі); по­ста­чан­ня роз­ве­де­но­го і не­якісно­го га­зу; ве­ли­чезні ви­т­ра­ти на от­ри­ман­ня дозвільної до­ку­мен­тації й ро­бо­ти з ус­та­нов­лен­ня си­с­те­ми га­зо­по­с­та­чан­ня. На­томість за ви­ко­ри­с­тан­ня со­ло­ми для сушіння зер­на та­ких ри­зиків не­має. Так, з ура­ху­ван­ням сьо­годнішньої кон’юнк­ту­ри рин­ку капітальні ви­т­ра­ти на підве­ден­ня й ус­та­нов­ку га­зо­во­го об­лад­нан­ня для сушіння зер­на в аг­рофірмі знач­но пе­ре­ви­щу­ють ви­т­ра­ти на ана­логічне об­лад­нан­ня, при­зна­че­не для спа­лю­ван­ня со­ломи.

Висновки

Знач­на кількість со­ло­ми по­тенційно до­ступ­на для ви­ко­ри­с­тан­ня її в енер­го­вироб­ництві.

Для спа­лю­ван­ня со­ло­ми ри­нок про­по­нує низ­ку котлів/теп­ло­об­мінни­ків/паль­ників, спеціаль­но при­зна­че­них для ви­ко­ри­с­тан­ня біома­си.

Є технічна мож­ливість спа­лю­ва­ти со­ло­му в кількох фор­мах (нарізка, пе­ле­ти/гра­ну­ли, ру­ло­ни/тю­ки) за­леж­но від тех­но­логії спа­лю­ван­ня та кон­ст­рукційних особ­ли­во­с­тей котлів.

О. Ор­лов, канд. с.-г. на­ук, керівник аг­рарно­го бізне­су

Інформація для цитування
Основи підживлення інтенсивних насаджень яблуні та інших зерняткових культур / О. Ор­лов// Пропозиція/ — 2017. — № 6. — С. 148-151

 

Автоматический кран подачи соломенных тюков в измельчитель для дальнейшего сжигания биомассы
Автоматический кран подачи соломенных тюков в измельчитель для дальнейшего сжигания биомассы

 

Інтерв'ю
Органіка
Садівництво належить до найперспективніших галузей аграрного сектора. Інтенсивні сади у поєднанні з органічним садівництвом збільшують можливості експорту продукції.
Горіхівництво залишається чи не найприбутковішим напрямком садівництва
Цікавість до горіхівництва як до прибуткового бізнесу зростає. Про особливості цього сегменту розповідає директор Інституту горіхоплідних культур Віталій Радько.     

1
0