Когенерация… для теплиц - Энергетика и промышленность России - № 07 (99) апрель 2008 года - WWW.EPRUSSIA.RU - информационный портал энергетика
16+
Регистрация
РУС ENG
Расширенный поиск
http://www.eprussia.ru/epr/99/7420.htm
Газета "Энергетика и промышленность России" | № 07 (99) апрель 2008 года

Когенерация… для теплиц

Энергетика Владимир БЕЛЯКОВ, Дмитрий САЗОНОВ

Современный рынок малой энергетики все больше акцентирует внимание на максимально эффективном использовании как первичных, так и вторичных энергетических ресурсов. Об этом явно свидетельствует большое количество проектов, направленных на более эффективное энергоснабжение промышленных и коммунальных предприятий.

Преимущества когенерации, в сравнении с обычными процессами выработки электроэнергии, очевидны. В первую очередь, следует отметить увеличение эффективности использования топлива, более чем удовлетворительные экологические показатели и автономность систем когенерации.

Необходимо отметить и еще один аспект, который делает системы когенерации привлекательными – возможность использования вторичных энергетических ресурсов, или продуктов сгорания природного газа. Наибольший интерес с этой точки зрения представляет диоксид углерода (углекислый газ), содержащийся в продуктах сгорания и использующийся для подкормки тепличных культур. Первый положительный опыт его применения для подкормки растений был получен еще в начале XX века.

В последующие годы были предложены многочисленные варианты использования продуктов сгорания газообразного топлива с целью повышения (примерно на порядок) содержания углекислого газа в теплицах и доведением концентрации CO2 с 0,03 процента в воздухе до 0,3 процента в атмосфере установок защищенного грунта. Работы, проведенные в этом направлении Энергетическим институтом им. Г. М. Кржижановского и Институтом физиологии растений им. К. А. Тимирязева АН СССР, подтвердили высокую эффективность метода. Отмечались ускоренное развитие растений, возможность получения ранних овощей, увеличение сбора зеленой массы и цветов.

Работа осуществляется по следующей схеме: когенерационная установка вырабатывает электроэнергию и утилизирует тепло систем смазки и охлаждения. Параллельно с этим происходит выброс продуктов горения. Эти продукты проходят специальный процесс очистки, затем охлаждаются в обычном теплообменнике до допустимой температуры (примерно 50 °С). С помощью специальных лопастных турбовентиляторов они смешиваются с воздухом в теплице, а также доставляются непосредственно к основаниям растений.

В настоящее время подобный способ применяется во многих странах: Бельгии, Дании, Франции, Испании, Великобритании, Португалии. Но наиболее типичный пример – тепличное хозяйство Нидерландов, где многолетний опыт культивирования цветов и овощей сделал эту систему уникальной, не имеющей аналогов в мире.

Конструкция теплиц и сопутствующего оборудования в этой стране обеспечивает необходимый запас энергии за счет применения когенерационных установок, а двуокись углерода, использующаяся в замкнутых пространствах теплиц, стимулирует рост растений посредством фотосинтеза.

В процессе утилизации выхлопных газов одна из наиболее важных проблем – очистка и преобразование продуктов горения до чистого оксида углерода. Известно, что продукты сгорания топлива малых когенерационных установок в больших количествах содержат углекислый газ. Но, помимо CO2 в них содержатся также оксиды азота NOx, углеводороды CH, монооксиды углерода CO. С целью уменьшения содержания вредных примесей применяется специальная система на основе селективного каталитического конвертора и катализатора, которые могут устанавливаться между газовыми двигателями и системой охлаждения выхлопных газов. За счет использования аммиачной воды (мочевины), которая впрыскивается в выхлопной газ, содержание оксидов азота в этой системе уменьшается почти на 90 процентов.

Мочевина, известная как карбамид или гидразин углерода, получается в процессе реакции между жидким аммиаком NH3 и углекислым газом CO2. При взаимодействии с продуктами горения мочевина начинает разлагаться до аммиака, который, вступая в реакцию с оксидами азота, превращает их в «безобидный» азот N2.

После тщательной очистки углекислый газ поступает непосредственно в теплицу, где смешивается с воздухом и в процессе фотосинтеза поглощается растениями.

Известно, что необходимые условия для роста растений – это тепло, свет и углекислый газ. В процессе фотосинтеза, с участием хлорофилла как катализатора, СО2 в растениях преобразуется в углерод, что способствует их бурному росту. В окружающем воздухе содержатся около 350 объемных долей углекислого газа. Для активного роста, в зависимости от вида растений, в атмосфере теплицы содержится от 700 до 800 объемных долей СO2. К тому же при усиленном ассимиляционном освещении, которое подается в теплицы, поглощение растением СО2 значительно увеличивается. За счет обогащения атмосферы теплицы углекислым газом рост высаженных культур – а следовательно, и урожайность – этим экологичным и экономичным способом можно повысить почти на 40 процентов.

Исследования в области экономической состоятельности применения когенерации для отопления теплиц и углекислого газа для подкормки растений доказывают высокую эффективность рассматриваемых процессов. Можно провести приблизительные расчеты стоимости сопутствующего оборудования для современных теплиц.

Во‑первых, экономия средств на электроэнергию при использовании мини-ТЭЦ составляет от 0,8 до 1 рубля за каждый выработанный установкой кВт-ч.

За один год (8000 часов работы) мини-ТЭС мощностью 1 МВт при среднегодовой нагрузке в 75 процентов вырабатывает: 0,75x8000 = 6000 МВт-ч.

Экономия при работе такой установки составит примерно 5 миллионов рублей в год.

Во‑вторых, совершенно очевидна экономия в использовании углекислого газа как одного из наиболее важных удобрений, способствующих интенсивному росту растений. За один час мини-ТЭС мощностью 1 МВт при среднегодовой нагрузке 75 процентов вырабатывает 372 кубических метров углекислого газа нормального давления, с содержанием СО2 на уровне 700 ppm. Экономия при получении углекислого газа таким способом составит примерно 0,24 рубля на 1 кубометр углекислоты. Таким образом, дополнительная экономия от использования системы утилизации выхлопных газов будет порядка 900 тысяч рублей в год при достаточно невысокой стоимости дополнительного оборудования – около 200 тысяч рублей на 1 МВт установленной электрической мощности.

С учетом всех преимуществ когенерации урожайность отдельно взятой теплицы возрастает примерно на 40 процентов. Таким образом, если при определенной урожайности 1 квадратный метр площади теплицы приносит доход в 5000 рублей в год, то при использовании когенерации с системой утилизации выхлопных газов эта сумма увеличится до 7000 рублей.

Отправить на Email

Для добавления комментария, пожалуйста, авторизуйтесь на сайте

Также читайте в номере № 07 (99) апрель 2008 года:

  • Конкурс ищет подрядчика

    «Архэнерго» объявило открытый конкурс на выполнение работ по реконструкции подстанции 35/6 кВ № 8. Объект расположен в зоне ответственности филиала «Архангельские электрические сети». Реконструкция будет проведена в рамках инвестиционной программы энергокомпании. На выполнение работ, начало которых намечено на май 2008 года, «Архэнерго» направит 70 миллионов рублей. Сдать объект в эксплуатацию планируется в июне 2009 года. Орган...

  • Россия в ВТО: что ждет кабельную отрасль?

    Несколько лет прошли для России под лозунгом «Даешь вступление в ВТО». Переговоры несколько затянулись, но не следует думать, что взятый тайм-аут изменил постановку вопроса. Переговоры обязательно возобновятся, мало того, пойдут в гораздо более ускоренном темпе. Ибо отсутствие России в членах ВТО не позволяет ей занять приличествующую такому государству позицию в мировом сообществе. Но как Россия готовится к вступлению в ВТО? Как ни ст...

  • Юбилей сотрудничества с политологами

    Исполнилось 10 лет сотрудничества «Вологдаэнерго» и клуба «Политолог», работающего на базе Вологодского государственного технического университета. Вологодские энергетики подарили юным политологам подписку на журналы «Русский Newsweek» и «Россия в глобальной политике». «Вологдаэнерго» сотрудничает с клубом «Политолог», созданным на базе электроэнергетического факультета Вологодского государственного технического университета с 1998 го...

  • «Газпром» и СУЭК: условия объединения

    Федеральная антимонопольная служба (ФАС) может обязать СУЭК продать ряд своих угольных активов для завершения сделки по созданию совместного предприятия с «Газпромом». Об этом сообщил заместитель главы ФАС Анатолий Голомолзин. По его словам, «в данном случае СУЭК не усиливает свое доминирующее положение на рынке угля, но может продать часть своих угольных активов. Мы этот вариант рассматриваем». По словам А. Голомолзина, ФАС чер...

  • Новое оборудование производства НПП «Динамика»
    Новое оборудование производства НПП «Динамика»

    Научно-производственное предприятие «Динамика» – российский лидер по изготовлению современных средств проверки низковольт-ного оборудования в электроэнергетике, нефтегазовой отрасли, на железнодорожном транспорте и энергоемких промышленных предприятиях. Основная продукция предприятия – приборы с маркой РЕТОМ – широко используются энергетиками. В настоящей статье мы представляем два новых прибора этой марки: микрооммет...