ОБҐРУНТУВАННЯ МОЖЛИВОСТІ ВИКОРИСТАННЯ ЛИСТЯНОЇ БІОМАСИ ТА РОСЛИННИХ ВІДХОДІВ ДЛЯ ЕНЕРГОЗАБЕЗПЕЧЕННЯ У СІЛЬСЬКОМУ ГОСПОДАРСТВІ

УДК 621.311

Грубник О. В., Херсонський національний технічний університет

Тел.: +380668308080  fixik0@ukr.net https://orcid.org/0000-0002-1851-1939

Лілевман І. Й., Південно-Українська філія УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого

Тел.: +380950050336 igorlilevman@ukr.net https://orcid.org/0000-0002-3123-5684

Подольський М. І., канд. тех. наук, доцент, Херсонський національний технічний університет

Тел.: +380508001727 Podolsky.Mihail@gmail.com https://orcid.org/0000-0002-1149-4275

Анотація. Вступ. Через нестачу власних традиційних енергоресурсів (нафти, газу, вугілля) та проблеми з їх імпортом пошук можливостей та технологій використання нетрадиційних енергоджерел є актуальним завданням. Зелені насадження населених пунктів, садів, сільгоспугідь щорічно восени створюють значні обсяги біомаси, яка, як правило, не використовується, а в деяких випадках створює проблеми з її прибиранням та утилізацією. Для фермерських господарств, малих сільськогосподарських підприємств, віддалених від мереж електро-, газопостачання, вирішення проблеми автономного енергозабезпечення  давно назріло.

Мета. Обґрунтування можливості та дослідження ефективності варіантів утилізації листяної біомаси й інших рослинних відходів  як енергетичного ресурсу.

Методи досліджень: теоретичні – аналіз досліджуваних літературних інформаційних ресурсів, синтез, індуктивний, дедуктивний, розрахунково-порівняльний.

Результати. Оцінені щорічні обсяги ресурсної бази  листяної біомаси, яка може бути використана для виробництва енергії. На основі проведеного порівняльного дослідження сучасних технологій переробки подібних відходів (виробництво паливних брикетів та їх подальше використання як палива для індивідуальних твердопаливних котлів; централізоване спалення у піролізних котлах; виробництво біогазу за допомогою технології бродіння у біогазових генераторах) визначений найбільш ефективний метод утилізації листяної біомаси - бродіння з виробництвом біогазу. Розрахунки показують, що за виходу 300 м³ біогазу з 1 т листяної маси із середньою теплотворною здатністю 24 МДж/м³  отримувана питома енергоефективність 1 т переробленої у біогаз маси складе 7200 МДж/т, що перевищує величини інших розглянутих методів утилізації. Розраховано можливі обсяги отримуваного палива та енергії, оцінено долю в структурі енергоспоживання.

Висновки. Розглянуто проблему утилізації листяної біомаси й інших рослинних відходів у сільськогосподарських підприємствах, фермерських господарствах, сільських населених пунктах. Показано можливість ефективного вирішення проблеми корисним використанням рослинних відходів, як джерела енергоресурсів. Оцінено щорічні обсяги ресурсної бази біомаси, яка може бути використана для виробництва енергії. На основі проведеного порівняльного дослідження сучасних технологій переробки подібних відходів визначено найбільш ефективний метод утилізації листяної біомаси – бродіння з виробництвом біогазу.

Ключові слова: утилізація рослинних відходів, зелені насадження, листяна біомаса, біогаз, нетрадиційні джерела енергії, енергонезалежність.

Читати повну версію статті

Для цитування: Грубник О. ОБҐРУНТУВАННЯ МОЖЛИВОСТІ ВИКОРИСТАННЯ ЛИСТЯНОЇ БІОМАСИ ТА РОСЛИННИХ ВІДХОДІВ ДЛЯ ЕНЕРГОЗАБЕЗПЕЧЕННЯ У СІЛЬСЬКОМУ ГОСПОДАРСТВІ / О. Грубник, І. Лілевман, М. Подольський // Техніко-технологічні аспекти розвитку та випробування нової техніки і технологій для сільського господарства України: зб. наук. пр. УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого. Випуск 24 (38). - Дослідницьке, 2019. - С. 360-369.

ОБОСНОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЛИСТВЕННОЙ БИОМАССЫ И РАСТИТЕЛЬНЫХ ОТХОДОВ ДЛЯ ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЯ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ

Грубник О. В.,  Херсонский национальный технический университет

Тел.: +380668308080

fixik0@ukr.net

https://orcid.org/0000-0002-1851-1939

Лилевман И. И.,УкрНИИПИТ им. Л. Погорелого

Тел .: +38 0950050336

igorlilevman@ukr.net

https://orcid.org/0000-0002-3123-5684

Подольский М. И., Канд. тех. наук, доцент, Херсонский национальный технический университет

Тел .: +38 0508001727

Podolsky.Mihail@gmail.com

https://orcid.org/0000-0002-1149-4275

Аннотация.

В связи с нехваткой собственных традиционных энергоресурсов (нефти, газа, угля) и проблемами с их импортом, поиск возможностей и технологий использования нетрадиционных источников энергии - актуальная задача. Зеленые насаждения населенных пунктов, садов, сельхозугодий ежегодно осенью создают значительные объемы биомассы, которая, как правило, не используется, а в некоторых случаях создает проблемы с ее уборкой и утилизацией. Для фермерских хозяйств, малых сельскохозяйственных предприятий, удаленных от сетей электро-, газоснабжения, решение проблемы автономного энергообеспечения давно назрело.

Цель. Обоснование возможности и исследование эффективности вариантов утилизации лиственной биомассы и других растительных отходов в качестве энергетического ресурса.

Методы исследований: теоретические - анализ исследуемых литературных информационных ресурсов, синтез, индуктивный, дедуктивный, расчетно-сравнительный.

Результаты. Оценены ежегодные объемы ресурсной базы по лиственной биомассе, которая может быть использована для производства энергии. На основе проведенного сравнительного исследования современных технологий переработки подобных отходов, а именно: производство топливных брикетов и их дальнейшее использование в качестве топлива для индивидуальных твердотопливных котлов; централизованное сжигание в пиролизных котлах; производство биогаза с помощью технологии брожения в биогазовых генераторах, определен наиболее эффективный метод утилизации лиственной биомассы - брожение с производством биогаза. По расчетам, при выходе биогаза из 1 т. лиственной массы - 300 м³ со средней теплотворной способностью 24 МДж/м³ получаемая удельная энергоэффективность 1 т. массы при переработке в биогаз составит 7200 МДж/т, что больше чем при других рассмотренных методах утилизации. Рассчитаны возможные объемы получаемого топлива и энергии, оценена доля в структуре энергопотребления.

Выводы. Рассмотрена проблема утилизации лиственной биомассы и других растительных отходов в сельскохозяйственных предприятиях, фермерских хозяйствах, сельских населенных пунктах. Показана возможность эффективного решения проблемы полезным использованием растительных отходов как источника энергоресурсов. Оценены ежегодные объемы ресурсной базы по биомассе, которая может быть использована для производства энергии. На основе проведенного сравнительного исследования современных технологий переработки подобных отходов определен наиболее эффективный метод утилизации лиственной биомассы - брожение с производством биогаза.

Ключевые слова: утилизация растительных отходов, зеленые насаждения, лиственная биомасса, биогаз, нетрадиционные источники энергии, энергонезависимость.

BACKGROUND OF USE HARDWOOD BIOMASS AND PLANT WASTE FOR ENERGY SUPPLY IN AGRICULTURE

Oleksandr Hrubnyk, senior lecturer, Kherson National Technical University

Tel .+380668308080

fixik0@ukr.net

https://orcid.org/0000-0002-1851-1939

Lilevman, L. Pogoriliy UkrNDIVVT

Tel .: +38 0950050336

igorlilevman@ukr.net

https://orcid.org/0000-0002-3123-5684

Mikhail Podolsky, PHD in engineering. associate professor, Kherson National Technical University

Tel .: +38 0508001727

Podolsky.Mihail@gmail.com

https://orcid.org/0000-0002-1149-4275

Summary.

Due to lack of their traditional energy sources (oil, gas, coal) and problems with their import, search capabilities and the use of alternative energy sources technologies - an actual problem. Green areas populated areas, gardens, farmland every year in autumn create significant amounts of biomass, which typically is not used, and in some cases creates problems of its cleaning and recycling. For farmers, small farms, far from electricity networks and gas supply, the problem is especially true independent power supply.

Goal. Substantiation of possibility and efficacy recycling options hardwood biomass and other plant waste as an energy resource.

Methods Research: theoretical - analysis studied literature information resources, synthesis, inductive, deductive, cash-comparative.

results. Estimated annual volume of resource base for hardwood biomass that can be used for energy production. On the basis of Comparative study of modern technologies of such waste, namely the production of fuel pellets and their subsequent use as fuel for individual solid fuel boilers; centralized incineration of pyrolysis boilers; Biogas production using fermentation technology in biogas generator - The most effective method of disposal hardwood biomass - fermentation biogas. According to estimates, the output of biogas from 1 ton. Leaf weight - 300 m3 with an average calorific value of 24 MJ / m3 The resulting specific energy of 1 ton. Weight the processing of biogas will be 7200 MJ / t is greater than other considered methods of disposal. The estimated potential volumes of the resulting fuel and energy, estimated share in the structure of energy consumption.

Conclusions. Problem of hardwood biomass utilization plant waste and other agricultural enterprises, farms, rural communities is considered. The possibility of effectively solving the problem of recycling useful as a source of energy. Estimated annual volume of resource base of biomass that can be used for energy production. On the basis of Comparative study of modern technologies of processing such waste The most effective method of disposal hardwood biomass - fermentation biogas.

Keywords: waste recycling, green spaces, hardwood biomass, biogas, alternative energy sources, energy independence.