Биомасса

Биомасса, пригодная для выработки тепла — отходы лесопиления и деревообработки, стебли и листья сельскохозяйственных растений, лузга подсолнечника и подстилка домашних животных. Она является самым распространенным на Земле возобновляемым источником энергии.

Сама по себе биомасса имеет низкую калорийность. Но благодаря технологиям брикетирования и гранулирования биомасса усредняется, гранулируется и уплотняется, повышая, таким образом, ее теплотворную способность и возможность автоматизации процесса сжигания.

Прессованная в гранулы или брикеты биомасса содержит как полезную горючую часть, так и несгораемый остаток, состоящий из воды и золы. Горючая часть содержит летучие вещества и связанный углерод. Содержание в топливе влаги, золы, летучих веществ и связанного углерода может быть выражено в % на сухую массу (индекс С) или в % на горючую массу (Г).

Чем больше в топливе содержится горючих веществ, тем выше его энергетическая ценность. Количество остающейся при сжигании золы определяет область применения топлива, типы печей, режимы их работы и другие параметры использования. Остающаяся от сжигания брикетов и гранул зола не является проблемой для промышленных котельных установок, оснащенных устройствами автоматического золоудаления. Установки, приспособленные для угля или торфа (до 37% и 18% золы соответственно), могут перерабатывать большие объемы уплотненной биомассы, в том числе, брикеты и пеллеты из древесной коры или соломы (до 6.5% золы).

Теплота сгорания и зольность соломы различных зерновых культур:

Зерновая культураТеплота сгорания, мДж/кгЗольность, %
Рожь 17.0 4.5
Пшеница 17.8 6.5
Овес 16.7 4.9
Солома в среднем 17.1 5.3

Хотя имеют место различия между древесиной и растительными агроотходами в соотношении сгораемой и балластной частей, последние являются не менее подходящим сырьем для производства биотоплива. Теплота сгорания пеллет из растительной биомассы (листьев и стеблей сельскохозяйственных растений, лузги подсолнечника, шелухи гречихи и т.п.), не сильно отличается от показателей гранул из древесины.

Для сопоставления тепловой ценности различных видов топлива используется универсальная единица учета — условное топливо. Теплота сгорания килограмма твердого условного топлива составляет 29,3 мДж (7000 ккал), что приблизительно соответствует теплоте сгорания 1 кг каменного угля.

Сравнение показателей теплотворной способности различных видов топлива

Вид топливаТеплотворная способность,Относительно условного топлива
ккал/кг мДж/кг кВт*ч/кг
Дрова сухие 2500 10.4 2.9 0.35
<strong>Биотопливо</strong> (<strong>пеллеты</strong>) 4300 18.8 5 0.61
Каменный уголь 7000 29.3 8.1 1
Бытовой газ (1м3 ) 8300 34.7 9.6 1.18
Мазут 9800 41 11.3 1.4
Дизельное <strong>топливо</strong> 10200 42.6 11.8 1.45

Тонна древесных топливных гранул обладает такой же теплотворной способностью, как 1.72 т сухой древесины, 614 кг каменного угля или 423 кг дизельного топлива.

Твердое биотопливо является возобновляемым источником энергии, наименее влияющим на развитие «парникового эффекта». При сгорании брикетов и гранул из биомассы в атмосферу выбрасывается такое же количество углекислого газа, сколько бы выделилось при их гниении.

Важно, что сырьем для производства биотоплива являются отходы, не только не имеющие коммерческой ценности, но и требующие дополнительных затрат на вывоз и утилизацию. При этом цены на ископаемые углеводороды постоянно растут. В таких условиях производство твердого биотоплива из древесных и растительных отходов является выгодным долговременным коммерческим проектом с высоким уровнем доходности и минимальным сроком окупаемости.