Альтернативна енергетика. Повідомлення V*. Комплексне використання альтернативних джерел енергії для розроблення паливних брикетів

Abstract

Ukraine can partially compensate for the current deficit of fossil energy sources (oil, natural gas) effectively using large volumes of biomass (23 million tons of equivalent fuel per year) as an alternative source in the production of solid, liquid and gaseous energy resources. The main physical, chemical, thermal, thermo- and biochemical methods of biomass processing and the prospective use of the resulting alternative energy sources are considered. It is noted that today the developed countries of the world are increasingly providing their own fuel and energy sector with the introduction of "green" technologies, accumulating renewable energy from the sun (PV modules), wind (wind power) and hydrogen (hydrogen power, fuel cells). Attention is focused on the prospects of producing fuel briquettes from available biomass and their possible use for heating private housing and other premises in villages, towns and cities. The composition and main technical characteristics of fuel briquettes used today in Ukraine, the calorific values of which vary within quite wide limits, have been analyzed. Thus, briquettes based on brown coal, charcoal, and pyrocarbon have a calorific value of 5500…7000 kcal/kg, waste from the woodworking and pulp and paper industries 3820…4500 kcal/kg, and agricultural waste 3860…4800 kcal/kg. The prospects and advantages of using fuel briquettes based on their manufacturing technology, including the preparation of raw materials and their pressing/briquetting, have been considered. It was established that the production of fuel briquettes corresponds to the basic principles of the circular economy: waste from a number of industries (woodworking and pulp and paper industries) and technologies (processing of plastic waste by pyrolysis), agricultural waste become the initial raw materials for obtaining the sought-after final product — fuel briquettes with their subsequent effective use. The technology of obtaining fuel briquettes by pressing a charge consisting of pyrocarbon, wood sawdust and corrugated cardboard, without heating it and additional introduction of adhesive additives, is considered.Наявний на сьогодні дефіцит викопних джерел енергії (нафти, природного газу) Україна може частково компенсувати ефективним використанням великих об’ємів біомаси (23 млн т умовного палива на рік) як альтернативного джерела під час виробництва твердих, рідких та газоподібних енергетичних ресурсів. Розглянуті основні фізичні, хімічні, термічні, термо-, та біохімічні методи перероблення біомаси та перспективне використання отриманих альтернативних енергоносіїв. Зазначено, що сьогодні розвиненні країни світу все більше забезпечують власний паливно-енергетичний сектор впровадженням «зелених» технологій, акумулюючи відновлювальну енергію сонця (PV-модулі), вітру (вітроенергетика) та водню (воднева енергетика, паливні елементи). Акцентовано увагу на перспективності виробництва паливних брикетів з наявної біомаси та можливого їх використання для опалення приватного житла та інших приміщень в селах, селищах та містах. Проаналізовано склад та основні технічні характеристики паливних брикетів, що використовуються сьогодні в Україні, теплота згоряння яких змінюються у досить широких межах. Так, брикети на основі бурого і деревного вугілля, пірокарбону мають теплоту згоряння 5500…7000 ккал/кг, відходів деревообробної та целюлозно-паперової галузей промисловості — 3820…4500 ккал/кг, відходів сільського господарства — 3860…4800 ккал/кг. Розглянуто перспективи, переваги використання паливних брикетів на основі технології їх виготовлення включно з підготовкою вихідної сировини та її пресування/брикетування. Встановлено, що отримання паливних брикетів відповідає основним принципам циркулярної економіки: відходи низки виробництв (деревообробної та целюлозно-паперової промисловості) і технологій (перероблення пластмасових відходів піролізом), відходів сільського господарства стають вихідною сировиною для отримання затребуваної кінцевої продукції — паливних брикетів з подальшим їх ефективним використанням. Розглянута технологія отримання паливних брикетів пресуванням шихти, що складалась із пірокарбону, деревної тирси та гофрокартону, без її нагрівання та додаткового введення клейких додатків.