|
Aktualności
|
|
Informacje
Numery
Numer 07/2005
Potencjał energetyczny rolnictwa. Rolnicy - energetycy
|
|
|
Europejskie rolnictwo „odkrywa” możliwości produkcji ciepła, energii elektrycznej oraz paliw silnikowych, przy czym często opłacalność tej produkcji jest wyższa niż uprawa zbóż oraz innych roślin dla przemysłu spożywczego, zwłaszcza na gruntach słabszych klas.
|
Dla udokumentowania tej tezy zaprezentuję rozmaite dokonania w szybko i silnie rozwijającej się rolniczej energetyce Niemiec, gdzie budowane są liczne, lokalne elektrociepłownie bazujące na surowcach rolniczych. To, co dziś opłaca się w RFN (patrz tab. 1), nie może być nieopłacalne w Polsce, gdyż razem – na wspólnych zasadach – należymy do Unii Europejskiej.
Szybko rosnące ceny ropy oraz gazu ziemnego najlepiej stymulują rozwój energetyki rolniczej, którego potencjał ilustruje rys. 1 (H. Neumann, „Sonnenenergie”, 2004, nr 9 s. 23).
Z biomasy Niemcy uzyskują dziś 1,9% ciepła i energii elektrycznej, podczas gdy potencjalne możliwości sięgają prawie 10%. Rozwojowi energetyki rolniczej w RFN sprzyjają: znowelizowana ustawa o energetyce odnawialnej i ulgi podatkowe.
Identyczne możliwości tkwią również w polskim rolnictwie.
Przetwarzanie biomasy
Wielu polskich rolników dysponuje nie tylko odpowiednio dużą powierzchnią gruntów dla uprawy roślin energetycznych, ale również wiedzą o technologiach ich uprawy, zabiegach pielęgnacyjnych, zbiorach, a nawet o ich przetwarzaniu do określonych nośników energii w lokalnych elektrociepłowniach.
Rośliny energetyczne można bowiem wielorakimi sposobami przetwarzać do ciepła, energii elektrycznej czy paliw płynnych. Powstające w tych procesach produkty uboczne można również wykorzystać jako paszę, nawóz lub przemieniać w inne nośniki energii. Jednym z ubocznych produktów jest słoma, której w Polsce zbiera się rocznie ok. 10 mln t. Na tym paliwie pracują m.in. kotłownie w Lubaniu (o mocy 8 MW), Sępolnie Krajeńskim (6 MW), Czerninie (4,5 MW) oraz Skwierzynie (2 MW).
Uprawiając rośliny energetyczne, np. wierzbę krzewiastą, ślazowiec, malwę pensylwańską, miskant cukrowy itp., rolnictwo dostarcza odnawialne paliwo, które w narastającym stopniu zastępuje nieodnawialne nośniki energii. Polska w 2001 r. dysponowała 1,7 mln ha nieużytków, przy czym ich powierzchnia systematycznie rośnie. Udział energii elektrycznej z niekonwencjonalnych oraz odnawialnych nośników energii ma wzrosnąć w latach 2001-2010 z 2,4 do 7,5%, co oznacza energetyczne przetwarzanie od 0,2 mln t biomasy w 2002 r. do 3 mln t w roku 2010.
Mówiąc o odnawialnych nośnikach energii w Polsce, ma się na uwadze niemal wyłącznie biomasę. Faktycznie bowiem odnawialna energia w kraju obejmuje: 98,04% biomasy, 1,84% energii wodnej, 0,01% energii geotermalnej i 0,01% energii wiatrowej.
Drewno i słoma w postaci peletów
Pelety (granulat) biomasy to po prostu minibrykiety drewna i ew. słomy, najczęściej o średnicy 10 mm i długości 20-60 mm. Proces ich wytwarzania opiera się na wcześniej opracowanej technologii pasz granulowanych. Surowiec peletów poddawany jest trzem operacjom:
-
suszeniu (najpierw na powietrzu, potem w suszarkach ciepłem odpadowym),
-
mieleniu (najczęściej w młynie kulowym),
-
prasowaniu (na ogół w urządzeniach rotacyjnych pod ciśnieniem 20-50 MPa i w temperaturze 80-90 st. C).
Pelety mają wilgotność 10-14% i gęstość aż 650 kg/m sześc. (zrębki drewna nie przekraczają 160 kg/m sześc.) Wytłaczanie peletów nie wymaga żadnych lepiszczy. Produkt po prasowaniu podawany jest chłodzeniu. Pelety znajdują coraz szersze zastosowanie w kotłowniach domowych, co ilustruje rys. 2.
Rolnicze biogazownie
Ogromny potencjał energetyczny w rolnictwie tkwi w beztlenowej fermentacji odchodów zwierząt hodowlanych w mieszaninie z trawą, słomą, odpadami z produkcji owocowo-warzywniczej oraz mięsnej. Produktem jest biogaz (zawierający ok. 60% obj. CH4 i 40% CO2), wytwarzany w zbiornikowych fermentatorach o pojemności do 1200 m sześc. (rys. 3). Komora fermentacyjna zasilana bywa 1-2 razy dziennie. Masa fermentacyjna jest intensywnie mieszana i odprowadzana przez prasy filtracyjne na zasadzie przelewu. Pozostałość pofermentacyjna (po prasie) – zmieszana z 10% mas. pyłu skalnego (najefektywniej dolomitowego) – stanowi wysoko efektywny nawóz. Zawartość fermentatora wymaga ogrzewania – najczęściej do poziomu 37-38 st. C.
Największy rozwój biogazowni ma miejsce na terenie Niemiec, gdzie czynnych jest 1840 instalacji o mocy 165 MW. Wytworzony biogaz – poprzez gazometr – kierowany jest do silników spalinowych, sprzężonych z elektrogeneratorami. Ich spaliny – o temperaturze ok. 350 st. C – nagrzewają cyrkulującą wodę dla ogrzewania sąsiadujących osiedli.
W Polsce pracuje zaledwie kilkanaście biogazowni rolniczych z komorami fermentacyjnymi o pojemności 25-250 m sześc. Wiodącym w tej dziedzinie jest Instytut Budownictwa, Mechanizacji i Elektryfikacji Rolnictwa (IBMER) w Warszawie.
Oleje roślinne oraz gaz drzewny
Oleje roślinne – w Europie przede wszystkim olej rzepakowy – stanowią znaczącą bazę dla paliw silnikowych (estry metylowe kwasów tłuszczowych) oraz do bezpośredniego zasilania lokalnych elektrociepłowni.
Dziś olej rzepakowy, kupowany bezpośrednio w tłoczni, kosztuje w Niemczech 0,6 euro/l. Przy takiej cenie jest on konkurencyjny do lekkiego oleju opałowego z ropy. Po podgrzaniu spalinami (przy starcie grzejnikiem elektrycznym) do powyżej 135 st. C (dla obniżenia lepkości), można nim wprost zasilać silnik Diesla, sprzężony z elektrogeneratorem. Spaliny z tego silnika o temperaturze 350 st. C, nagrzewają cyrkulującą wodę, ogrzewającą budynki osiedli gminy czy miasta.
Drewno można również poddać niepełnemu spaleniu (zgazowaniu) do tzw. gazu drzewnego o składzie 17-25% obj. CO, 3-5% H2 i 2-3% CH4. Tego typu zgazowarki napędzały silniki aut ciężarowych w okresie II wojny światowej. Dziś w Polsce zgazowarki, ale już pokaźnej mocy (rys. 4), wytwarza firma „Zamer” w Kraszewie k. Lidzbarka Warmińskiego. Zgazowuje się w nich nie tylko drewno, ale także mieszanki drewna z wyselekcjonowanymi odpadami komunalnymi. Typowy agregat ma moc 2,5 MW, a zatem stanowi klasyczny moduł lokalnej, taniej elektrociepłowni.
Dokończenie znajdziesz w wydaniu papierowym. Zamów prenumeratę miesięcznika ENERGIA GIGAWAT w cenie 108 zł za cały rok, 54 zł - za pół roku lub 27 zł - za kwartał. Możesz skorzystać z formularza, który znajdziesz tutaj
Zamów prenumeratę
|
|
|
|
