ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КУКУРУЗНОЙ СОЛОМЫ ДЛЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ЦЕЛЕЙ
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КУКУРУЗНОЙ СОЛОМЫ ДЛЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ЦЕЛЕЙ
Цены на природный газ и другие виды топлива ежегодно растут и, по прогнозам, будут повышаться и впредь. В настоящее время общепризнанным фактом является то, что сжигать для получения тепла сухие отходы сельскохозяйственного производства в 2,5-4,0 раза выгоднее, чем использовать природный газ. Все знают, что для этих целей можно применять солому зерновых культур, но немногие слышали, что можно с успехом использовать и кукурузную солому - главное, чтобы она была сухая. В данной статье мы рассмотрим возможность заготовки и использования кукурузной соломы.
Использовать кукурузную солому для производства тепла могут как небольшие агропредприятия, так и крупные элеваторы. Это особенно актуально в том случае, если предприятие занимается растениеводством, стабильно дающим очень большое количество кукурузной соломы (применение кукурузносоевых севооборотов и т. п.).
ОБЪЕМЫ ПРОИЗВОДСТВА И НАПРАВЛЕНИЯ ПРИМЕНЕНИЯ КУКУРУЗНОЙ СОЛОМЫ
Кукурузная солома является побочным продуктом, получаемым в результате выращивания зерна кукурузы. Площадь под этой культурой в Украине составляет порядка 4,3-4,7 млн гектаров, и наша страна ежегодно производит 6,45-8,00 млн тонн кукурузной соломы (этот объем с каждым годом возрастает в связи с совершенствованием технологий выращивания и повышением урожайности культуры). Большая часть соломы кукурузы, которая производится в Украине, является побочным продуктом и не используется.
В то же время основными направлениями применения кукурузной соломы являются:
• использование в качестве подстилки для животных:
• измельчение с последующей заделкой в почву (например, при помощи вспашки) для увеличения
содержания гумуса в почве и повышения почвенного плодородия;
содержания гумуса в почве и повышения почвенного плодородия;
• для энергетических целей - сжигания для получения тепла и электроэнергии;
• для производства этанола из целлюлозы, получаемой из кукурузной соломы.
Традиционно рынок сбыта кукурузной соломы в Украине не развит, а если определенные контракты и заключаются, то цены на этот продукт очень неустойчивые. В отличие от нас, в странах ЕС и в США кукурузная солома уже в течение многих десятилетий успешно используется в качестве топлива - для производства как тепла, так и электроэнергии. В США и Европе на кукурузной соломе работают целые электростанции и заводы по производству этанола.
Кукурузная солома - это сырье (биомасса), которого в Украине в избытке. Из общего объема полученной соломы в нашей стране для производства энергии можно использовать 3,5-5,0 млн тонн.
ЗАГОТОВКА, ХРАНЕНИЕ И ТРАНСПОРТИРОВКА КУКУРУЗНОЙ СОЛОМЫ
Существует распространенное мнение, что транспортировка соломы невыгодна. Но это далеко не так, ведь современное оборудование позволяет делать тюки с большой плотностью и массой.
Таким образом, в стандартный грузовик с прицепом для транспортировки соломы может поместиться от 25 до 40 т соломы в тюках, что делает такую логистику вполне рентабельной даже при транспортировке на большие расстояния, также можно использовать самосвалы, аренда самосвалов не дорогая.
При разработке схемы производства энергии из соломы следует учитывать сезонность производства соломы. Она может быть доступна с конца сентября до декабря. Солома обычно тюкуется при помощи прицепных балеров с трактором. Помимо этого, существует возможность использования прицепных балеров в агрегате с тележкой для транспортировки и с комбайном. Созданы также прицепные агрегаты, которые производят готовые гранулы уже в поле. Обычно тюки изготавливают двух форм: круглые (наиболее распространены) и квадратного сечения. Тюки квадратного сечения лучше приспособлены для транспортировки на большие расстояния, поскольку укладываются более плотно. При подборе балера необходимо учитывать плотность, с какой он уплотняет солому в тюках: чем она выше, тем лучше, поскольку в таком случае транспортировка тюков будет менее затратной. Большое значение имеет также длина резки соломы: чем она короче, тем лучше уплотняется. В то же время не следует нарезать слишком коротко, чтобы тюки не распадались. Солома обязательно должна быть сухой.
Логистика заключается в сборе кукурузной соломы в поле и последующей ее транспортировке на ферму для дальнейшего хранения или производства пеллет либо в доставке off-farm, т. е. непосредственно на склад потребителю. Чем ближе к месту производства соломы находится теплогенератор, в котором ее будут сжигать, тем дешевле обойдется логистика. При транспортировке на большие расстояния имеет смысл производить из кукурузной соломы тюки высокой плотности или пеллеты.
КУКУРУЗНАЯ СОЛОМА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЭНЕРГИИ
Использование соломы в качестве топлива в котлах/теплообменниках для нагрева воды может привести к коррозии на металлических поверхностях теплообменников и в камерах сгорания. Однако некоторые производители дают длительную гарантию на использование своих котлов именно для сжигания в них соломы.
Солома - это возобновляемый ресурс; пока выращиваются зерновые культуры - будет и солома. Часто зольность используется как фактор снижения цены на гранулы из соломы при их покупке потребителями. Но на самом деле зольность не оказывает особого влияния на процесс получения тепла. Единственное, что нужно предусмотреть, удаление мусора, золы и шлаков. Солома - это нейтральное топливо, и именно поэтому она может играть важную роль в цепочке поставок зеленой энергии.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СЖИГАНИЯ КУКУРУЗНОЙ СОЛОМЫ
Существует ряд котлов, которые не чувствительны к более сложному химическому составу соломы и отлично ее сжигают. Имеются котлы, оснащенные воздушными нагнетателями для управления подачей воздуха. Котельные установки для кукурузной соломы могут использоваться для производства тепла на агропредприятиях, для сушки зерна и централизованного теплоснабжения. Солома может быть представлена в виде соломенной резки, пеллет (гранул) или цельного тюка (круглого или квадратного сечения) в зависимости от технологии, к которой приспособлен котел.
Кукурузная солома может подаваться в камеру сгорания в виде целых тюков при помощи погрузчиков или специальным конвейером. Также она может предварительно измельчаться и вдуваться в камеру сгорания при помощи сильного потока воздуха. Еще один метод - сжигание пеллет из кукурузной соломы, которые обладают хорошей сыпучестью, поэтому сжигать их очень просто при помощи подачи обычной норией, т. е. механическим путем.
Сжигание 2,34 кг гранул (пеллет) из кукурузной соломы эквивалентно сжиганию 1,0-1,1 м3 природного газа. При этом гранулы из кукурузной соломы намного доступнее, поскольку в этом случае не требуются газопроводы, специальные разрешения и оплата услуг газовых компаний. Таким образом, для населения (в сельских домах) использование гранул или сечки из кукурузной соломы в 2 раза выгоднее, чем природного газа. А для промышленных предприятий и агрофирм выгода получается еще больше.
При использовании газа для сушки зерна существуют определенные риски: перебои с поставкой газа, повышение цен на газ (например, по сравнению с 2013 годом цена на газ в долларовом эквиваленте выросла в 3,5 раза), поставка разбавленного и некачественного газа, огромная стоимость разрешительной документации и работ по подведению газа. А при использовании кукурузной соломы для сушки зерна таких рисков нет. При сегодняшней конъюнктуре рынка капитальные инвестиции на подведение и установку газового оборудования для сушки зерна в агрофирме значительно превышают затраты на аналогичное оборудование, предназначенное для сжигания кукурузной соломы.
КАЧЕСТВО КУКУРУЗНОЙ СОЛОМЫ В ТЮКАХ
Из-за различий в типах почвы, разных погодных условий, методов и сроков уборки урожая и способов хранения зола и содержание влаги в тюках кукурузной соломы могут варьироваться в зависимости от производителя и по годам. Зола - это не только зольность в прямом понимании, но и грязь, мусор, которые могут быть собраны с поля вместе с мелкими камешками и частичками почвы. Тюки, имеющие чрезмерную зольность или высокое содержание влаги, менее пригодны в качестве сырья для выработки биоэнергии.
Вероятно, что потребители, покупающие тюки кукурузной соломы, будут наказывать поставщиков соломы в тех случаях, когда тюки содержат золу или уровень влажности, превышающие допустимые диапазоны. Идеальный вариант - чтобы солома высохла в поле самостоятельно. Если придется сушить ее искусственным путем, доходность такого производства будет потеряна.
Предварительная обработка тюков перед сжиганием обычно включает в себя их измельчение на мелкие кусочки до начала процесса преобразования в энергию. Потребители сталкиваются с более высокими затратами на предварительную обработку соломы, когда тюки имеют высокую влажность или чрезмерное содержание золы.
Таким образом, при высокой влажности и зольности производство тюков из кукурузной соломы становиться нерентабельным.
ВЫВОДЫ
•Кукурузная солома может сжигаться в нескольких формах в зависимости от применяемой технологии;
•Значительное количество кукурузной соломы потенциально доступно для энергетических целей:
•Для сжигания кукурузной соломы имеется ряд котлов/теплообменников, которые могут использоваться промышленными и частными сельскими хозяйствами:
Использование кукурузной соломы позволяет экономить на энергоносителях и получать высокую дополнительную прибыль.