Пути использования возобновляемых растительных отходов сельского хозяйства Алтайского края

Пути использования возобновляемых растительных отходов сельского хозяйства Алтайского края

Академик Научный руководитель Института

16 мая 2012 г. г. Барнаул

1

1. Снижение эмиссии парниковых газов на 80% к 2050 году 2. Инвестиции в альтернативную энергетику; к 2025 году выработка 25% электроэнергии США альтернативными источниками. 3. Поддержка технологии производства биотоплива следующего поколения: разработка технологии производства этанола из целлюлозы. К 2013 году из целлюлозы должно быть выработано не менее 7,6 млн тонн этанола. Развитие локального производства биотоплива. 4. Полная нефтяная независимость сокращение потребления нефти, как минимум, на 35% или 38 тыс. тонн в день к 2030 году. 5. Снижение энергоемкости экономики на 50% к 2030 году 6. Мировое лидерство США в борьбе с изменением климата

10 млрд. $ государственные инвестиции вложить за 10 лет в развитие альтернативных источников энергии. 5 млн новых рабочих мест

2

Распределение средств федерального бюджета США на исследование в области энергетики Всего 766 млрд долларов

2005 г.

2003 г.

Млн.тонн/год

3

Виды поддержки государством в ЕС

1. Налоговые скидки.
2. Налоговые каникулы.
3. Фиксированный тариф на э/э из ВИЭ.
4. Гос. финансирование НИОКР и пилотных проектов.
5. Долевое финансирование проектов.
6. Беспроцентные кредиты.
7. Доступ частных электростанций к госсетям.

Рост доли ВИЭ в общем объеме по ЕС

4

Потенциал России

10% мирового сельскохозяйственного поля

250 млн тонн концентрированные с/х отходы, в том числе по Алтайскому краю 10 млн тонн 50 млн тонн концентрированные отходы лесной промышленности

Лигноцеллюлозные материалы

100 млн тонн биобензина

+54 млрд м3 метана

+30 млн тонн удобрений

Потребление бензина в России – 30 млн тонн/год.

5

1. Состоялось подписание соглашения о сотрудничестве между учреждениями СО РАН и Администрацией Алтайского края. 5 августа 2009 года.
2. Предметом соглашения является установление отношений стратегического партнерства в области развития фундаментальной и прикладной науки…
3. Среди основных направлений сотрудничества определена «разработка технологий переработки растительного сырья и получения биологически активных компонентов …»

ИПХЭТ СО РАН ограниченными силами приступил к выполнению принятых обязательств и предлагает комплексную программу поэтапного освоения возобновляемого биосырья.

6

Комплексная схема переработки биосырья

Выращивание злаков, технических и энергетических культур

Отходы с\х переработки (солома, шелуха, стебли) Энергетические растения (мискантус, топинамбур, сорго, ива, тополь)

Производство кормов

Технология прямого сжигания брикетированных отходов для получения тепла

Химическая переработка

Получение тепла

Термобарическая обработка (РВД)

Брикетирование

1

лигнин

целлюлоза

Ферментация

Получение эл.энергии

Сбраживание

Целлюлоза х.ч. Медицинский влагоудерживающий материал

2

Технологии получения генераторного газа в установках когенерационного типа

Биоэтанол, биобутанол

Метилцеллюлоза Для повышения нефтеотдачи слоев

3

Карбокси-метилцеллюлоза Клеи, привитые полимеры для оболочки таблеток

Бактериальная целлюлоза

Патент РФ № 2263852. Номинальная тепловая мощность 600 кВт.

Нитроцеллюлоза Пороха охотничьи и спортивные, лаки, эмали, типографские краски

7

• Приведенная схема комплексной переработки возобновляемых биоресурсов (ВБР), разработанная ИПХЭТ СО РАН, состоит из следующих блоков:
  • корма для КРС (блок 0);
  • получение брикетированного сырья (блок 1);
  • получение тепла (блок 2);
  • получение электроэнергии (блок 3);
  • получение химпродуктов (блоки 4);
  • получение биопродуктов (блок 5).

8

Брикетирование ВБР

• Брикетирование необходимо для:
  • стандартизации топливного сырья по влажности, габаритам брикетов;
  • обеспечению механизации и автоматизации подачи топлива в топки и газогенераторы;
  • удобства транспортировки и складского хранения.
• Опыт по брикетированию отходов лесозаготовок имеется в России. За рубежом (Германия, Беларусь, Украина и др.) имеется большой опыт по брикетированию биоотходов. Нужно заимствовать производственно-технологические решения.

9

Производство топливных гранул в р.Беларусь

Госпрограмма «Биоэнергетика» и промышленная биотехнология.

10

Получение тепла

Водогрейный отопительный котел КВр-0,6(Д)

Габариты котла (длина х ширина х высота), мм: 3320х3180х5700. Отапливаемый объем: 16 000 м3. Масса изделия, включая внутреннюю и наружную теплоизоляцию, кг: 15800. Патент РФ №2263852.

11

Котел теплопроизводительностью 0,6МВт с рабочим давлением воды до 0,4МПа (4 атм.) и максимальной температурой воды на выходе из котла 368К (95°С). Основное топливо – брикеты соломы (диаметр 2 м, высота 1,9 м) влажностью до 15%. Суточный расход соломы 24ч.*0,15т.=3,6т За сезон 210дн. * 3,6 = 756т 756т эквивалент 454т угля, который стоимость 456т * 2000 руб. = 912 тыс.руб. От сожженной соломы будет получено 756 * 0,06 (6%) = 45,36т зольного удобрения, стоимость 45,36т * 4500 руб. = 200 тыс.руб. Резервное топливо – дрова, отходы деревообработки (кроме опилок) влажностью до 25%.

Выпуск топливных котлов с высоким КПД (до 80-85%) вполне осуществим на предприятиях Бийска и Барнаула.

12

Получение электроэнергии

Технология получения генераторного газа в установках когенерационного типа (КУ)

13

• Требуется НИОКР для:
• выбора и оптимизации конструкций газогенераторов; доработки как их, так и систем управления ими; автоматизации подачи брикетов; тонкой очистки генераторного газа;
• разработки системы воспламенения воздушно-газовой смеси в цилиндрах, применительно к стабилизационному составу газогенераторного газа;
• проектирования систем релейно-локальных электросетей для автономного снабжения малых поселений;
• проектирование локальных сетей использования тепла, отводимого от когенерационных установок получения электроэнергии.
• Можно наладить выпуск модернизированных дизель-электростанций производства Алтайского края.