Реферат Коровокиловатты

Дженніфер Бого

Для фермерів, яким нелегко звести з кінцями, уважний погляд серед кімнати може вказати цілком доступний та надійний шлях до виживання

Красуня голштинською породи № 2699 несміливо визирає через плеча Шона Сейлора. Інші 39 корів вишикувалися в стійлах із нержавіючої сталі в доильном відділенні молочної ферми Хиллкрест Сейлор. "Вони в нас вибагливі, - каже Шон, фермер-молочник у четвертому поколінні. - Тут має бути, у повному порядку". № 2699 обдаровує нас довгим прощальним поглядом, задирає хвоста й викидає щільну струмінь рідкої бурої енергії - усе ж, що почне робити обслуговування тієї ж ферми.

Людям важко побачити в гною від 600 корів - але це 60 т щодня -бодай якусь матеріальну цінність. По крайнього заходу сусідам Сейлора в Роквуде, штат Пенсільванія, цього точно б не зрозуміти. Ще двоє роки тому все це гній відкачували в відстійник край садиби, а звідти навесні і осінню розвозили полями.

Так само не всякий, дивлячись 200-литровую бочку відпрацьованого кулінарного олії з-під жарочного автомата, побачить у ньому майже готове дизельне паливо. Тим більше що деякі водії які вже катаються на біодизелі, збираючи відпрацьоване олію по навколишніх закусочним і перетворюючи їх у паливо для машин, мотоциклів і тракторів.

35-річний Сейлор - чоловік воднораз і творча, і практичний. Інструмент Leatherman на поясі, загорнені рукави поношеному робочої сорочки, добродушна усмішка в очах. "Ось тут в мене система утилізації", - каже Сейлор, запускаючи помпу. Вода (звісно, не питна, а потім уже якось використана й інших робіт) потоками ллється підлогою, змиває гній, і він бурим струмком тече по хліву в прийомний бак перед анаэробным реактором-метантанком.

Маючи здоровий глузд, інженерну кмітливість і підручну техніку, Сейлор зміг перетворити тягар і прокляття свою професію на величезне перевагу. У цьому вся биореакторе 30 000 т гною і каналізаційних стоків щорічно перетворюється на електрику, підстилку для худоби, добриво і дизельне паливо для обігріву. Экономятся великі гроші, до того ж атмосфера позбувається зайвих викидів метану і окису азоту – тих небажаних добавок, які впливають на “парниковий ефект”.

Основний інстинкт

Сама ідея використовувати бактерії щоб одержати енергії, загалом, не нова. Перші метантанки на переробку відходів скотарства будувалися США ще 1970-х. Проте капіталовкладення при цьому були потрібні дуже солідні, і потім, коли на енергію впали, зі фермерів вхопився за цю технологію. Тепер, з державною кампанією дерегулювання в електроенергетиці, ситуація змінилася. Таких фермерів, як Сейлор, стає дедалі більше – тих, хто цурається державних грантів, та водночас і від зростаючого ринку приватних кредитів під проекти, пов'язані із поновлюваними джерелами енергії. департамент із питань охорони навколишнього середовища штату Пенсільванія виділив Сейлору грант в 0 000, а компанія Native Energy, що займається торгівлею квотами на викиди парникових газів, заявила про готовність купити у Сейлора авансом квоти на ”зекономлені” з допомогою реактора викиди за такі 20 років. Щоправда, Сейлор не полінувався об'їздити кілька ферм в північно-східних штатах, і із трьох найпопулярніших моделей біореакторів їх задовольнила.

“Щось у кожному моделі мені сподобалися, але з виявилось ні компанії, що будувала б те, що мені треба”, – розповідає фермер. Тому він вирішив об'єднати всі гідності серійних агрегатів у новій конструкції, яка найкраще відповідала потребам його ферми. Заодно вдалося зекономити 0 000, виконавши власноручно все земляні і будівельні роботи, зробивши всю слесарку, електрику і програмування.

Будівництво зайняло 2,5 року.

Биореактор-метантанк є бетонну цистерну діаметром 21 і глибиною 5 м. Вона накрита бетонної кришкою, поверх якої насипана земля (від виконавця і не подумаєш, під галявиною є). Проте приймальню ємність реактора не сплутаєш ні із чим. Вона стоїть всередині окремої будівлі, та контроль ній красується жолоб, завантажений коров'ячим гноєм. 60-тонний бак з густим бульйоном з каналізації і це жолоб пахнуть отже доводиться мимоволі затримувати подих.

Щоб збільшити енергоємність гною, Сейлор щотижня підмішує у цей коктейль высокоэнергетическую добавку – відходи із місцевою фабрики картопляних чіпсів.

МАЛА ЕНЕРГЕТИКА

Невеликі автономні електростанції переважно призначені для електрифікації об'єктів в важкодоступних районах (типу бурових), куди неможливо простягнути лінії електропередач. Проте у з великим подорожчанням електроенергії ця зустріч стала вигідно державі й на цілком цивілізованих місцях

ВІДПРАЦЬОВУЮТЬ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЮ, ЯК ПРАВИЛО, З ДОПОМОГОЮ ГЕНЕРАТОРОВ, вращаемых газовими турбінами (ГТУ) чи двигунами внутрішнього згоряння (ДВС), зокрема – газопоршневими (ГПД). Якщо йдеться про станціях потужністю понад 10 МВт, то доцільніше використовувати турбіни. При меншою потужності можна використовувати як турбіни, і ГПД: залежить від завантаженості станції (ККД турбіни сильно падає у її завантаженні менш 70% номінальної, ГПД спокійно працює без втрати потужності діапазоні навантажень від 50 до 100%), кількості пусків (ГПД можна запускати і зупиняти необмежена кількість разів у нас саме часті запуски турбіни сильно зменшують її моторесурс), часу до прийняття навантаження (запуск турбіни до виходу номінальну потужність може обіймати свою до 25 хвилин, ГПД – близько 3 хвилин).

”ГАЗОВОЕ ПАЛИВО ДЛЯ ГПД МОЖЛИВО ЛЮБЫМ: природний і попутний газ, шахтний метан і биогазы, одержувані в метантанках шляхом анаеробного зброджування, і навіть синтетичні і пиролизные гази, мають низьку теплотворную спроможність населення і високий вміст водню, – каже Олег Назаренко, керівник російського напрями газових двигунів для малої енергетики компанії GE Jenbacher. – Потрібно лише заздалегідь знати склад газу та зробити необхідні настройки двигуна (коефіцієнт стискування, витрата повітря, фази газорозподілу) залежно від метанового числа (антидетонационной здібності) і теплотворної спроможності газу”.

МАЛА ЕНЕРГЕТИКА ОТРИМАЛА ШИРОКОЕ РАСПРОСТРАНЕНИЕ ВІД ПОЧАТКУ 1970-Х У ЄВРОПІ – у Німеччині, Бельгії, Голландії. “Багато іноземні компанії, котрі побудували заводи у Росії, будують власні автономні міні-ТЕЦ, воліючи бути незалежними від локальних електромереж. І це надійніше, і дешевше: зазвичай, собівартість електроенергії, одержуваної з допомогою газопоршневых установок, в 3–4 рази менше, ніж відпускна ціна її у в місцевих енергетиків, – пояснює Олег Назаренко. – До того вони забезпечують свої виробництва як електроенергією, а й теплом, використовуючи температуру вихлопних газів за принципом когенерації. Іноді на тракті вихлопних газів встановлюють паровий казан, який би виробництво пором. У окремих випадках до тепла додають що й холод, отримуваний з допомогою адсорбційних холодильників, – такий метод утилізації енергії згоряння газу називається тригенерацией. У Голландії існують блочні міні-ТЕЦ, працюють у режимі кватрогенерации: до енергійності, тепла й холоду додається вуглекислий газ, який беруть із вихлопних труб і подають у теплиці для вирощування квітів, овочів і фруктів”.

З приймального бака розчин вступає у реактор, де розпочинає своє 16-дневное подорож навколо розділової стінки. Упродовж цього терміну анаэробные бактерії розкладають органічні речовини і виробляють біогаз, на 65% що з метану. "Власне, реактор діє і як коров'ячий шлунок, - каже Сейлор, - величезний й чудово працюючий шлунок". Газ, який накопичується в 30-сантиметровом просвіті під бетонної кришкою реактора, перекачують до сусіднього будівництво. Там його закачують для зберігання обрезиненный баллон-ресивер діаметром 12 м. Звідси він іде харчування перебудованого під газ двигуна Caterpillar, а той крутить 130-киловаттный генератор.

Ресивер компенсує флуктуації під час вироблення газу. За відсутності проміжного резервуара генератор може працювати з неповної завантаженням, інколи ж надлишковий газ доведеться просто випускати у повітря. Сейлор вибрав газосховище обсягом близько 500 м3, воно дає для день-два роботи генератора.

Замкнуте цикл

У торік цю систему видала 1,2 млн кіловат-годин електроенергії - цього вистачило, щоб надалі повністю забезпечити і ферму, і кілька сусідніх будинків, включаючи опалювальні потреби й забезпечення гарячою водою. Було зекономлено ТОВ. "Енергії вистачає попри всі і навіть трохи залишається, - каже Сейлор. - Надлишки - але це торік були 100 000 кВт.год - я продав місцевої електричної компанії за ціною 2,3 центи за 1 кВт>ч". Цього року Сейлор збирається встановити другий 130-киловаттный генератор. Усю одержаний прибуток у результаті електроенергію фермер планує закачувати в локальну мережу.

Університет штату Техас у місті Остін недавно опублікував розрахунки, з яких випливає, що 1 млрд тонн гною, щорічно утворюючись під час США, може бути джерелом 88 млрд кіловат-годин електроенергії (це 2,4% щорічного споживання масштабах країни). З іншого боку, така утилізація гною повинна запобігти викид у повітря 99 млн. тонн парникових газів.

І це ще всі переваги як і утилізації. Двигун на фермі у Сейлора як обертає генератор, а й виробляє тепло для обігріву доїльного приміщення, отримання гарячої води і підтримки температури реактора в 40 °С.

Через війну процесу розкладання органіки в реакторі утворюється рідка завись, яка надходить на шнековый сепаратор. Тверда фракція - м'який навпомацки порошок з землистим запахом - піде у корівник на підстилку. Він служить відмінній заміною тирси і при цьому безпечніший, оскільки містить менше хвороботворних мікробів, ніж звичайні відходи з пилорами. У реакторі мікроби перетворять більшу частину летючих жирних кислот не має запаху метан, отже отримана внаслідок процесу рідина практично нейтральна. Її відкачують в пруд-отстойник, і потім розвозять полями як добриво. Содержащийся в рідини азот у складі солей амонію засвоюється рослинами легше, ніж азот органічного походження з непереработанного гною.

"У цьому справі не можна заплющувати очі на кожну найменшу можливість оптимізувати весь процес, - каже Сейлор. - Життя фермера - це ти від початку остаточно серйозна азартна гра з більшими на ставками. Звісно, нині понад молоко непогано платять, зате вартість багатьох потрібних нам товарів злетіла до небес. Лише добрива подорожчали на 300%. Зарабатывай які завгодно гроші, й вони будуть витікати поміж пальцями".

"У перерахунку рік нам доводиться купувати безліч пального, отже слід подумати про біодизелі. Можна, наприклад, вирощувати ріпак і між віджимати потім із нього олію. І тоді, - розмірковує Сейлор вголос, - корови перероблятимуть ріпаковий макуха в гній, гній піде у реактор, а реактор даватиме енергію підтримки від цього круговороту". І хоча фермах, роблять власний біодизель, виникають проблеми із утилізацією такого побічного продукту, як гліцерин, Сейлора це бентежить, оскільки гліцерин теж зливати в реактор. Або згодовувати коровам - для них однаково що цукерки. На виході вийде хоча б газ.

СИСТЕМА УТИЛИЗАЦИИ

Шон Сейлор, фермер-молочник у четвертому поколінні, чоловік і творчий, і практичний. У його без отходном господарстві прораховано все до дрібниць

АНАЭРОБНЫЙ РЕАКТОР-МЕТАНТАНК Десятки тонн гною і каналізаційних стоків розщеплюються принаймні проходження підковоподібній трубі навколо розділової стінки біореактора Сну фото - на стадії будівництва}. Кругла форма вибрали із міркувань міці й герметичності.

РЕСИВЕР Цей міхур містить восьмигодинний запас біогазу, і Сейлор може відключити генератор і виключно у ньому.

Список літератури

Популярна механіка № 3 (77)март 2009


Схожі реферати:

Навігація