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:

  • Финляндия: Проекты новых АЭС

    Парламент Финляндии планирует осенью текущего года начать обсуждение трех новых проектов по строительству АЭС в этой стране. Подряды на строительство будут подготовлены будущими владельцами станций – энергоконцернами с государственным участием Fortum и Feno Voima (34, последнего принадлежит германской компании E. On). На получение подряда по двум из трех проектов намерен претендовать российский «Атом‑стройэкспорт». В...

  • Монголия: В поисках топлива

    В столице Монголии Улан-Баторе прошел форум, организованный властями страны и компанией Headwaters (США), которая получила мировую известность своими передовыми технологиями по созданию экологически чистого жидкого топлива. В форуме принял участие глава Headwaters Кирк Бенсон. Он планирует встретиться с членами Великого народного хурала (парламента Монголии), представителями министерства топлива и энергетики и министерства промышленнос...

  • Украина: Американцы интересуются приватизацией

    Компания ContourGlobal (США) заинтересована в приватизации предприятий электроэнергетической отрасли Украины. Об этом говорится в сообщении украинского министерства топлива и энергетики. 28 марта министр топлива и энергетики Юрий Продан провел встречу с исполнительным вице-президентом ContourGlobal Энтони Маршем. Стороны обсудили вопрос инвестиционного климата в украинском энергетическом секторе и рассмотрели возможности участия компан...

  • ЭДС-холдинг: опора на инжиниринг

    Компания «ЭДС-холдинг» планирует приобрести ряд инжиниринговых компаний. Об этом объявил генеральный директор холдинга Рубен Геворкян. «В нынешнем году мы ставим приоритетом развитие инжинирингового направления холдинга, – в частности, отметил он. – Всего в текущем году мы планируем заключить контрактов в сфере инжиниринга на 35‑40 миллиардов рублей. Для развития собственных компетенций мы будем как привлекать опыт н...

  • Даты

    2 апреля. 6 лет ОАО «Татэнерго» «Татэнерго» – холдинговая компания, в сферу деятельности которой входят производство, передача, распределение и сбыт электро- и теплоэнергии на территории Республики Татарстан. Входит в число крупнейших энергопредприятий России. Установленная мощность электростанций объединения – 6975 МВт, тепловая мощность – 15032 Гкал/ч. 6 апреля. 57 лет РОСЭПу РОСЭП (Институт по проектированию се...