Потенциал на дървесната биомаса за производство на енергия

ВЕИ енергетикaТехнически статииСп. Енерджи ревю - брой 6, 2013

Анализ на значението на дървесината като енергиен източник

В последните 1-2 години се наблюдава бързо нарастване на потреблението на дърва, енергийни трески и пелети както в България, така и в съседните държави. С основание може да се счита, че тази тенденция ще се запази и в бъдеще, с оглед високия потенциал на биогоривата на дървесна основа в сравнение с всички възобновяеми източници на енергия.

Разходите за енергия през последните години нарастват непрекъснато както по абсолютна стойност, така и като относителен дял в общите разходи. Успоредно с това ниската енергийна ефективност на производството в сферата на услугите и бита у нас прави българската икономика неефективна и неконкурентоспособна като цяло.

От друга страна, приетите от държавата международни ангажименти налагат увеличаване на дeла на възобновяемите енергийни източници (ВЕИ), които по правило не са по-евтини от традиционните.

Енергия за отопление и охлаждане

Основната част от потреблението на енергия у нас е за отопление и охлаждане (табл.1). Количеството на тази енергия е над 90 000 MWh. Там е и най-големият потенциал за използване на горивата на основата на дървесна биомаса под формата на дърва, пелети и енергийни трески.

Специфичното потребление на енергия или т. нар. енергиен интензитет на българската икономика e най-високият в ЕС, при това в пъти по-висок от средния (таблица 2). Този показател отчита потреблението на енергия за единица произведен брутен вътрешен продукт (БВП), като косвено отразява и потреблението на енергия в домакинствата.

Той е основен измерител на енергоемкостта на икономиката и общата й енергийна ефективност. Отчита се потреблението на пет вида енергоносители: въглища, електричество, нефт, природен газ и възобновяеми енергийни източници.

От данните в таблицата се вижда, че българската икономика е високоенергоемка с 671,1 kgoe/1000 ЕUR за 2010 г. при среден показател за ЕС (27) 152,08. Това показва, че нашата икономика е с над четири пъти по-ниска енергийна ефективност от средната за ЕС. Това ни поставя в неконкурентоспособна позиция дори спрямо съседните ни държави, в т.ч. и Македония, които ни изпреварват значително по този показател.

Цената на енергията при крайния потребител се формира от цена на първичната енергия в горивата, респективно енергоносителите, която отразява и цената на инвестицията за производството им и цената на съоръженията за изгаряне, респективно тяхната ефективност.

Биомасата е с най-ниски инвестиционни разходи

Пазарните цени на енергията и горивата зависят от цената на изходната суровина и от разходите за тяхното производство. Цените на суровината, доколкото търсенето на горива е със силно изразен сезонен характер, се колебаят в сравнително широки граници.

От съществено значение за цената на енергията и горивата са разходите за тяхното производство, съществено влияние върху които оказва размерът на инвестиционните разходи. В табл. 3 са представени данни за размера на инвестициите за единица мощност при различните съоръжения за производство на електроенергия, а в табл. 4 - размерът на инвестициите за производство на топлоенергия.

Само до преди 4-5 години инвестиционните разходи за фотоволтаичните централи надхвърляха 7000 EUR/kW, сега, в резултат на усвоените нови иновационни технологии за тяхното производство, цената им е значително по-ниска. Най-ниски са инвестиционните разходи за ветрогенератори, но за тях са необходими места с достатъчни по сила и времетраене въздушни течения, каквито в България са малко на брой.

Производството на енергия от биомаса е оправдано само при когенерация, т.е. производство на електрическа енергия с оползотворяване на топлинната енергия. Инсталацията се оскъпява с 15 до 40 %, но КПД се увеличава повече от 3 пъти и общо е до 0,9.

Най-ниски са инвестиционните разходи за единица мощност топлинна енергия при използването на биомаса.

Това е и най-често срещаното приложение в бита и производството. Най-високи са разходите за закупуване на котел за чипс, който е с по-голяма горивна камера, по-високи изисквания към шнековете за подаване на чипса и т. н. В значителни граници се колебаят и цените в зависимост от производителя например турски, италиански или немски и от окомплектоването с различни екстри като дистанционно управление, програмиране, автоматично почистване на димоходните тръби, изнасяне на пепелта и т. н.

Избор на гориво

За да се отдаде предпочитание на един или друг вид гориво или енергоизточник, обикновено се взема под внимание както цената на горивото, така и цената и разходите за монтаж на съоръжението за изгаряне и цената на обслужване.

Цената на енергията в някои предлагани на пазара в момента у нас горива е посочена в табл. 5 (по цени на горивата към 15. 11. 2012 г.).

От данните в табл. 5 се вижда, че най-евтина е енергията, която се съдържа в треските (чипса), въглищата и дървата. Дървесният вид влияе в значителна степен върху калоричността и съответно цената на енергията, доколкото дървата се продават на пространствен m3. Във фиг. 1 са представени данни за съдържанието на енергия в един пространствен куб.м. дърва от различни дървесни видове. Вижда се, че акацията е почти два пъти по-калорична от тополата.

Енергийните трески или чипсът се продават най-често на тон и тяхната калоричност в най-голяма степен зависи от влажността им. Много по-лесно е обаче при доставката, както и при дървата, да се контролира обемът. Тогава дървесният вид придобива важно значение, както и големината на фракцията.

Най-често чипсът се предлага на европейските пазари като ситен (G30) и среден (G50), т. е. който преминава при раздробяването през сито с отвори 30 и 50 mm и с влажност под 30 %. Енергийното съдържание на един насипен m3 чипс с влажност под 30% от фината фракция (G30) за някои дървесни видове е: смърч/ела - 750 kWh; бял и черен бор - kWh; бук/дъб - kWh.

Крайната цена на енергията при потребителя зависи, разбира се, и от цената на използваните за изгаряне съоръжения, разходите за обслужване и поддръжка, отстраняване на пепелта и т. н. В табл. 6 са съпоставени разходите за закупуване и експлоатация на един среден по мощност котел за отопление - 50 kW. При продължителност на работа от около 1400 часа на година и около 70% натоварване един такъв котел може да произведе около 50-55 MWh топлинна енергия, която е достатъчна за отопление на 3 жилища с площ по около 100 m2.

Най-ниски са разходите за закупуване на гориво при използване на енергийни трески (чипс). И въпреки че инвестициите и разходите за поддръжка на котел за изгаряне на чипс са и най-високи, отоплението с такава система излиза най-евтино. На второ място е отоплението с дърва, независимо от значителните разходи за труд за зареждане на котела с дърва. Значително по-високи са разходите за отопление с пелети и особено с нафта и газ.

Горният извод обяснява и предпочитаното използуване на дърва, а напоследък и чипс, за отопление както от населението, така и в публичния сектор. Това е особено характерно за страни с висока степен на залесеност и неголеми разстояния между мястото на потребление и мястото на добиване на горивата, каквато е и България. С подобни условия е например Австрия, където основният дял от горивата на дървесна основа - средно 90%, се пада на дървата и чипса (фиг. 2).

Основното перо в цената на енергията се пада на горивото. Изключение правят дървата и чипса, при които инвестиционните и експлоатационни разходи преобладават (табл. 7).

Д-р инж. Калин Симеонов,

д-р Цветелина Симеонова



Ключови думи: дървесина, биомаса, пелети




Top