Газ как источник энергии

Природный газ — наиболее перспективный источник энергии



Совет директоров ОАО «Газпром» принял к сведению информацию об оценке перспектив конкуренции природного газа в мировом энергетическом балансе, в том числе в сравнении с каменным углем.

Оглавление:

Участники заседания рассмотрели различные сценарии развития мировой энергетики. Было отмечено, что принципиальными движущими силами этого сектора глобальной экономики в ближайшие годы станут ужесточение экологических стандартов и общий рост стоимости энергоснабжения на фоне необходимости укрепления энергетической безопасности.

В этом отношении природный газ имеет ряд весомых преимуществ перед другими энергоносителями. Важнейшими из них являются высокие экологические характеристики газа по сравнению с другими видами топлива, а также экономическая привлекательность по сравнению с возобновляемыми источниками энергии. Помимо экологических и экономических преимуществ, газ обладает рядом преимуществ технологического характера, имеющих принципиальное значение для электрогенерирующей отрасли. Важнейшим из них является доступность газа как источника энергии, которая, в отличие от возобновляемых источников, не зависит от погодных условий. Кроме того, принципиально важным для электроэнергетического сектора является короткий срок строительства и низкие капитальные затраты при строительстве парогазовых электростанций комбинированного цикла.

По мнению большинства аналитиков, основными факторами, влияющими на базовый для компании европейский рынок, будут сокращение собственной добычи газа, наращивание импорта, а также дальнейшее повышение экологических стандартов. В частности, в европейских странах ожидается рост цен разрешений на выброс парниковых газов, а также введение более строгих регламентов работы электростанций.

Весьма оптимистичными перспективы газа выглядят в странах азиатско-тихоокеанского региона. Наибольшую роль в увеличении потреблении газа будет играть Китай. Это объясняется высокими темпами развития китайской экономики, а также ухудшающейся экологической обстановкой в стране.



В этих условиях «Газпром» продолжает следить за развитием мировой энергетики. Компания в полной мере удовлетворяет потребности в газе своих европейских партнеров, а также уверенно осваивает новые рынки сбыта. Идет системная комплексная работа по разработке новых месторождений и созданию новых газотранспортных каналов. Активно наращиваются мощности по производству сжиженного природного газа. Расширяется применение газа в области авто- и морского транспорта.

Источник: http://www.gazprom.ru/press/news/2014/september/article201198/

33. Традиционные виды энергии: нефть, природный газ, уголь, гидроэнергетика. Альтернативные источники получения энергии. Влияние энергетики на природную среду

В конце прошлого века мировые разведанные запасы нефти оценивались величиной в 250 млрд т. На начало XX в. их оставшаяся часть составляла около 140 млрд т (примерно 1 трлн баррелей). При добыче нефти в мире в 3 млрд т в год (уровень стабилизации конца XX в.) этих резервов хватит на 4045 лет (табл. 7.4). Таблица 7.4 Время исчерпания резервов различных источников энергии при уровне потребления 2000 г. и прогнозируемые ресурсы

Резерв, млрд тут

Время исчерпания, лет



Перспективу использования любого ресурса для обеспечения энергетики обозримого будущего удобно оценивать временем, определяемым следующим образом. Отношением запасов рассматриваемого источника к величине половины предполагаемого ежегодного энергопотребления середины столетия, т.е. к величине порядка 15 млрд тут/год. Неопределенность в оценке прогнозируемых запасов нефти (от 300 до 600 млрд т) и газа (от 400 до 650 трлн м3) обусловлена во многом политическими и рыночными причинами. Верхняя оценка даст человечеству энергии примерно на 140 лет. Хотя подтвержденных к настоящему времени мировых запасов нефти 162,2 млрд т при современном их потреблении хватит приблизительно на 40 лет. На рис. 7.3 показан ход времени исчерпания ресурса нефти за последние годы. Принимая во внимание показанную зависимость, и учитывая, что более 60% доказанных мировых запасов сосредоточены в странах Ближнего Востока, можно предположить, что возможные неразведанные запасы нефти не превышают имеющиеся резервы. Новые месторождения, открытые за последние 20 лет, не компенсируют ежегодные потери нефти. В любом случае «эпоха нефти» закончится в первой половине этого столетия.

Рис. 7.3. Время исчерпания мировых запасов нефти

Разведанные мировые запасы природного газа оцениваются на начало XXI в. в 150 трлн м3. При современном уровне потребления их должно хватить более чем на 60 лет. Однако перспективы увеличения имеющихся запасов природного газа значительно оптимистичнее. Природный газ в первой половине XXI в. станет доминирующим энергоносителем, но и «эпоха газа», как основного компонента ТЭБ закончится в нынешнем столетии. Три четверти имеющихся литосферных запасов источников энергии составляет уголь, являющийся с экологической точки зрения самым «грязным» видом топлива, а также оказывающий большое влияние на усиление парникового эффекта, что с неизбежностью потребует ограничения его потребления. Большая часть абсолютного роста потребления угля в ближайшие десятилетия придется на две страны – Индию и Китай (75% современного прироста). Суммарные запасы литосферных природных ископаемых могут обеспечить энергией человеческое сообщество на современном техническом уровне даже при неизменном текущем потреблении чуть более одного столетия. Тем не менее ежегодное потребление традиционных источников энергии возрастает более чем на 1,5% для каждого вида, и альтернативы данной тенденции в ближайшей перспективе не видно.

Ядерная энергетика с реакторами на тепловых нейтронах (РТН) пока играет при этом только вспомогательную роль дополнительного сырьевого источника. Ресурсные ограничения обуславливают необходимость структурной перестройки существующих энергетических технологий уже в первой половине наступившего столетия. Анализ динамики развития и смены основных энерготехнологий прошлого свидетельствует об инерционности создания новых и замены существующих технологий, внедрения и завоевания заметной доли в общем производстве энергии новых источников. Масштаб времени для выхода той или иной технологии на лидирующие позиции в производстве энергии составляет более 100 лет, а время появления новых значимых технологий около 50 лет.

Альтернативные источники энергии



С самого начала повышенного внимания к альтернативным источникам энергии рядом ученых высказывались серьезные сомнения относительно возможности обеспечить ими растущие потребности в энергопотреблении человеческого сообщества. Существует ряд принципиальных препятствий на пути возможности поддержания требуемых потоков энергетики альтернативными источниками. По своим валовым показателям выйти на необходимый уровень производства энергии в будущем могут только солнечная и частично ветровая энергетика. В начале XXI в. суммарные установленные мощности солнечной фотоэлектрической энергетики достигли 5 ГВт, геотермальных электростанций около 6 ГВт, а мощность всех ветрогенераторов составила 94 ГВт. Сравним их возможности с широко используемой во всем мире гидроэнергетикой. Суммарная мощность всех гидростанций составляла в это же время почти 700 ГВт с годовой выработкой 2,6 млн ГВтч. Мировой гидроэнергетический потенциал оценивается в 40 млн ГВтч, из которых только 14 млн ГВтч пригодны к освоению, а 9 млн ГВтч экономически выгодны для использования в современных условиях. Например, экологически чистая гидроэнергетика Норвегии обеспечивает практически 100% потребности в энергии. Доля гидроэнергетики велика также в топливном балансе Швейцарии, Австрии и Канады. Однако во многих странах значительная часть гидроэнергетических ресурсов уже освоена и подходящих створов для плотин осталось мало. Расширение использования равнинных рек для строительства гидроэлектростанций не всегда оправдано, так как под водохранилища уходят большие площади сельскохозяйственных угодий.

Реально в относительно крупных промышленных масштабах развивается в настоящие дни только ветроэнергетика. Только с 2000 по 2007 г. суммарные установленные мощности ветряной энергетики выросли более чем в пять раз. Ветряные электростанции всего мира в 2007 г. произвели около 200 млрд кВт∙ч, что составило примерно 1,3% мирового потребления электроэнергии. К 2030 г. использование энергии ветра в США сможет покрыть потребность страны в электроэнергии на почти 20%, хотя сейчас ее уровень составляет всего около 1%. Наивысшего развития ветровая энергетика в наше время достигла в Германии. В 2007 г. в этой стране суммарная установленная мощность эксплуатируемых ветродвигателей достигла величины 22 ГВт и составила более 14% от всей произведенной в Германии электроэнергии за этот год.

Солнечная энергетика, как и большинство альтернативных источников, относится к наиболее материалоемким видам производства энергии. Согласно расчетам на изготовление простейших коллекторов солнечного излучения площадью 1 кв. км требуется примернот алюминия, на получение которого тратится большое количество энергии. Создание глобальной системы гелиоэнергетики поглотило бы, по крайней мере, 20% известных мировых ресурсов железа. Крупномасштабное использование альтернативной энергии влечет за собой гигантское увеличение потребности в материалах, а следовательно, и в трудовых ресурсах для добычи сырья, его обогащения, получения материалов, изготовления различной аппаратуры и их перевозки. Трудовые затраты в альтернативной энергетике по сравнению с традиционной возрастают на порядки.

Еще одним труднопреодолимым препятствием на пути развития альтернативных источников является их низкий коэффициент готовности и уязвимость по отношению к различным природным и погодным условиям. Коэффициент готовности солнечной и ветровой энергетики составляет всего 20 40% в основном из-за зависимости от погодных условий, неконтролируемых человеком. В то время как коэффициент готовности гидроэнергетики достигает величины порядка 50%, а соответствующий коэффициент готовности ядерной энергетики достигает 75 80%.

Мировой океан – крупнейший естественный коллектор солнечного излучения. В нем между теплыми поглощающими солнечное излучение поверхностными водами и более холодными придонными достигается разность температур до 20 °С, что обеспечивает непрерывно пополняемый запас тепловой энергии, которая принципиально может быть преобразована в другие виды. Преобразование тепловой энергии, запасенной океаном, в механическую энергию и далее в электроэнергию требует создания тепловой машины, тем или иным способом использующей естественный перепад температур между прогретыми поверхностными и охлажденными глубинными слоями воды. Приближенная оценка показывает, что при средней по Мировому океану разности температур в 12 °С между поверхностью и глубинами примерно в 400 м общая величина запасенной тепловой энергии составляет 15∙1023 Дж. Особенность работы полярных ТЭС состоит в использовании перепада температур между холодным воздухом и незамерзающей теплой водой подо льдами Арктики. Расчеты показывают, что удельная мощность, получаемая с 1 кв. м площади океана при разности температур воды и воздуха в 10 °С, составляет примерно 18 кВт/м2, а при разности уже в 30 °С – 125 кВт/м2. Таким образом, полярная ТЭС при мощности в 1 МВт будет возмущать тепловой режим на площади всего около 20 кв. м.

Строительство приливных электростанций и использование волновой энергетики сказывается неблагоприятно на состоянии побережья, изменяются условия подтопления, засоления, размыва берегов, формирование пляжей и т.д. Основное воздействие на окружающую среду геотермальные электростанции оказывают в период разработки месторождения, строительства паропроводов и здания станций, но оно обычно ограничено районом месторождения. Например, для работы станции мощностью 1000 МВт требуется 150 скважин, которые занимают территорию более 19 кв. км. Геотермальные станции, имея КПД в 2 3 раза меньше, чем АЭС и ТЭС, дают в 2 3 раза больше тепловых выбросов в атмосферу. В термальных водах содержится большое количество солей различных токсичных металлов и химических соединений, а также радионуклидов. Тем не менее альтернативные источники энергии могут сыграть определенную роль в развитии «малой энергетики» и в энергосбережении, например в обогреве домов, освещении, небольших производствах, особенно в тех районах, где позволяют климатические условия, или нет возможности пользоваться коммерческой энергией.



Источник: http://studfiles.net/preview//page:16/

Природный газ – надежный источник энергии для всего человечества

О происхождении природного газа по сей день ведутся горячие споры среди ученых. Они выделяют две возможные концепции, а именно – минеральную и биогенную, в результате чего появились углеводородные ископаемые в недрах нашей планеты. Хотя важный сырьевой ресурс и невидим, но от этого он не становится менее востребованным.

Состав природного газа

Полезное ископаемое состоит из смеси различных газов, а именно – метана, бутана, пропана, а также из некоторых не углеводородных веществ. К ним относятся водород, азот, гелий, сероводород и еще ряд компонентов. В чистом виде газ «безликий», то есть он не имеет цвета и запаха. Нередко находится на глубине нескольких километров.

Физические свойства газа напрямую зависят от его состава. Например, температура его самовозгорания достигает 650 градусов по Цельсию.

Самые крупные месторождения газа

Стоит отметить, что наибольшими запасами полезного ископаемого обладает Россия. В гораздо меньшем объеме природный газ имеется в Иране, Норвегии, Канаде, Азербайджане и Саудовской Аравии. Его запасы находятся в небольших количествах и в других странах.



В результате стремительных темпов потребления энергии возникает острая необходимость в добыче газа, а затем – в его дальнейшей транспортировке.

Добыча и последующая транспортировка природного газа

Интересно, что эпоха этого полезного ископаемого началась сравнительно недавно, а именно – 60 лет назад. Открытие нового месторождения в Нидерландах послужило своеобразным толчком в развитии газовой промышленности и энергетического сектора.

Геологоразведка, заранее произведенная специалистами, позволяет определить месторасположение залежей газа. Так как находится он в микроскопических порах или пустотах, то добывают его с помощью скважин. Их стремятся расположить равномерно по всей области того или иного месторождения, чтобы избежать некоторых нежелательных последствий. К ним относится преждевременное обводнение или переток природного газа.

Благодаря чему он выходит из недр Земли? Все дело в том, что газ находится под определенным давлением, которое в значительной степени превышает атмосферное. Поэтому разность давлений системы сбора, а также пласта содействуют его выходу.

В газовой промышленности чаще всего применяются следующие способы добычи полезного ископаемого:

— гидравлический разрыв пласта.

Благодаря этим методам различные компании смогли достичь отличных результатов с минимальными финансовыми затратами. Кроме того, эти способы содействуют более безопасной добыче природного газа.

Для транспортировки полученного газа, как правило, используются газопроводы. Их длина нередко составляет не одну тысячу километров. С целью закачки, отбора и хранения на территории той или иной страны сооружают инженерно-технический комплекс. Например, в одной только России находится более 20 хранилищ.

Транспортировку природного газа, как правило, осуществляют с помощью газовозов (специальных танкеров), железнодорожных цистерн и трубопровода.

Область применения

Стоит отметить, что природный газ нередко используется в бытовых хозяйствах и отраслях промышленности. Все чаще он применяется с целью отопления жилых домов, а также подогрева воды.



В качестве исходного сырья газ даже используется в химической отрасли для получения пластмасс.

Выделяя минимальное количество опасных веществ, владельцы автомобилей занимаются переоснащением своих транспортных средств. Ведь газ нередко используется как моторное топливо.

Получение надежной и доступной для населения энергии – это залог экономического процветания в будущем. Стоит отметить, что природный газ – это источник колоссальных возможностей и перспектив. Разработка новых месторождений, добыча газа и транспортировка будут содействовать удовлетворению потребностей человечества в столь необходимых энергоресурсах.

Источник: http://znaytovar.ru/s/Prirodnyj-gaznadezhnyj-istochn.html

Все о транспорте газа

Мир все чаще волнуют вопросы энергобезопасности и экологии. Энергетика современных стран постоянно модернизируется, и особое внимание уделяется альтернативным источники энергии, новому виду топлива — метану.



Существует множество проектов размещения солнечных батарей на Земле. Так, например, в пустыне Сахаре, если расположить сеть солнечных батарей, то это даст огромное количество энергии для всех стан, участвующих в этом проекте. Подобные проекты существуют и для других пустынь на нашей планете. Но все они очень дорогостоящие и долго окупаемые, так что в ближайшем будущем вряд ли мы увидим их осуществившимися. Метан и газовые турбины более реальны для современной энергетики.

Так же, актуальна ветряная энергия. Множество современных стран успешно её сейчас используют и их проценты полученной от неё энергии постепенно растут, но долго окупаются. Так что турбины и метан актуальны как никогда.

Источник: http://www.turbinist.ru/8427-alternativnye-istochniki-energii-ili-gaz.html

Газ как источник энергии. Природный газ.

Газ как источник энергии

Сегмент «природный газ» охватывает установки и услуги, служащие децентрализованному энергоснабжению на основе природного газа.



Многочисленные преимущества природного газа:

— Чистейший ископаемый источник энергии;

— использование природного газа связано с самой низкой эмиссией СО2 по сравнению с

другими ископаемыми источниками энергии и служит ослаблению парникового эффекта.

Помимо этого, чрезвычайно низок также и уровень эмиссий NOX , SO 2 и прочих вредных



— важнейший ископаемый источник энергии: сегодня природный газ играет значительную роль

в энергоснабжении, уже в ближайшие 50 лет от станет он станет важнейшим первичным

— развитая сеть газопроводов: оптимальное использование преимуществ агрегатов для

природного газа обеспечивается также развитой сетью газопроводов.

Попутный, или факельный, газ является одним из подвидов топлива группы «природного газа». Попутный газ, выделяющийся при добыче нефти, состоит в основном из метана и тяжёлых углеводородов. Преобладание этих веществ ведёт к детонационному сгоранию и требует специальной адаптации газовых двигателей, локальное использование попутного газа — бесплатного отхода нефтедобычи — способно обеспечить как электроэнергией, так и теплом месторождения в самых отдалённых точках. Таким образом, рационально и экономично решается задача экологически чистой утилизации.

Газ факелов также является ценным энергетическим сырьем и с помощью оборудования Jenbacher может использоваться более рационально.



К примеру, в 1997 Бразильская нефтяная компания « Petrobras » установила модуль Jenbacher , энергия которого используется для предварительного нагрева сырой нефти. Приблизительно 250 м 3 факельного газа в час, вместо того, чтобы нагревать атмосферу и служить причиной упреков со стороны экологических организаций, производят 1,164 кВт электроэнергии и 1,708 кВт тепловой энергии.

Более крупные проекты компания реализует в России. Компания «Северная нефть»

электростанций меньшей мощности строятся для ряда нефтяных компаний в Тюменской

области (Голойл, Ханчейнефтегаз, Роснефтеэкспорт и т.д.).

Источник: http://www.raosmin.ru/article/229/119/



Статья «Биогаз — альтернативный источник энергии»

Министерство образования Пензенской области

ГАПОУ ПО «Пензенский агропромышленный колледж»

«Биогаз – альтернативный источник энергии»

Выполнила: Г.М. Солдатова

2. Сырье для получения биогаза……. ……………………………5



4. Функциональное назначение биогазовых установок…….…….8

5.Принцип работы биогазовой установки……..…………. 8

6. Надежность и техника безопасности при работе с биогазовой установкой….……………………………………………………………10

7.Условия, требуемые для функционирования биогазовой установки….……………………………………………………………..11

8. Пример расчета параметров биогазовой установки для заказа…..…………………………………………………………………11



9.Преимущества биогазовых установок…….……………………12

Сейчас, во времена становящихся все выше цен на энергию и исчезающих запасов нефти и газа, все большее распространение получают альтернативные источники электропитания. Биогаз стал одним из видов топлива, применяемый для получения электричества.

Рост выбросов парниковых газов, увеличение потребления воды, ее загрязнение, истощение земель и запасов природных энергоресурсов вынуждают искать новые источники энергии. Одним из них являются биогазовые технологии.

Биогазовая установка в настоящее время является характерным элементом современного, безотходного производства во многих областях сельского хозяйства и пищевой промышленности. Если на предприятии есть отходы сельского хозяйства или пищевой промышленности, появляется реальная возможность с помощью биогазовой установки не только значительно сократить расходы на энергию, но и повысить эффективность предприятия, получить дополнительную прибыль.

Для ряда предприятий, получения биогаза позволяет частично решить не только энергетическую проблему, но также экологическую и экономическую. Данная проблема особенно актуальна для сельского хозяйства, пищевой промышленности, коммунального хозяйства, где имеется большое количество органических отходов. Оборудование для получения биогаза дает возможность получить горючий газ непосредственно на предприятиях, сжигать его в котлах предприятия для получения промышленного пара или употреблять его на другие нужды.



Биогазовая энергетика — надежная и экономически выгодная альтернатива магистральному природному газу и централизованному энергоснабжению, а также источник дешевых, экономически чистых органических удобрений, сопоставимых по органической ценности с комплексными удобрениями. Значение этого фактора будет возрастать по мере роста тарифов на газ и связанного с этим удорожанием минеральных удобрений.

Данная проблема актуальна на сегодняшний день и процесс переработки органических отходов имеет большую практическую ценность, как для экономики, так и для научного прогресса в целом.

Биогаз – общее название горючей газовой смеси, получаемой при разложении органичнеских субстанций в результате анаэробного микробиологического процесса (метанового брожения).

Для эффективного производства биогаза из органического сырья создаются комфортные условия для жизнедеятельности нескольких видов бактерий при отсутствии доступа кислорода. Принципиальная схема процесса образования биогаза представлена ниже:

В зависимости от вида органического сырья состав биогаза может меняться, но, в общем случае, в его состав входят метан (CH 4 ), углекислый газ (CO 2 ), небольшое количество сероводорода(H 2 S), аммиака (NH 3 ) и водорода (H 2 ).



Так как биогаз на 2/3 состоит из метана – горючего газа, составляющего основу природного газа, его энергетическая ценность (удельная теплота сгорания) составляет 60-70% энергетической ценности природного газа, или порядка 7000 ккал на м 3 . 1м 3 биогаза также эквивалентен 0,7 кг мазута и 1,5 кг дров.

2. Сырье для получения биогаза.

Современные технологии позволяют перерабатывать в биогаз любые виды органического сырья. Это навоз, птичий помет , зерновая и меласная послеспиртовая барда, свекольный жом, отходы рыбного и забойного цеха (кровь, жир, кишки и пр.), бытовые отходы. Используются также отходы молокозаводов (соленая и сладкая молочная сыворотка) и предприятий по производству соков (фруктовый, ягодный, овощной жом, виноградная выжимка), технический глицерин от производства биодизеля из рапса . Можно производить биогаз из отходов переработки картофеля (очистки, шкурки, гнилые клубни и пр.), различных энергетических культур (силосной кукурузы, рапса, подсолнечника, овса, сахарной и кормовой свеклы вместе с ботвой, зерновых), а также травяного силоса, смеси клевера с другими травами и пр.

Качество сырья характеризуется влажностью (чем она ниже, тем лучше), выходом биогаза и содержанием в нем метана (чем выше, тем лучше). В среднем из тонны навоза крупного рогатого скота получается 50–65 куб.м. биогаза с содержанием метана 60%, из различных видов энергетических растений — 150–500 куб.м. с 70% метана. Максимальное количество биогаза —1300 куб.м. с содержанием метана до 87 % — можно получить из животного жира.

При использовании биотехнологий для переработки отходов животноводческих и птицеферм, предприятий АПК вы всегда обеспечены сырьем и его несложно, собрать. Биогазовые установки на навозе — самые простые по конструкции. Микроорганизмы, участвующие в процессе брожения, попадают в навоз уже из кишечника животных, поэтому их не нужно добавлять к отходам для ускорения процесса разложения (как, например, в случае с некоторыми видами растительного сырья). Также не нужно оснащать установку реактором гидролиза (как с птичьим пометом).



3. Биогазовая установка.

Биогазовая установка — это комплекс по переработке сельскохозяйственных, производственных и бытовых отходов, очищающий предприятие от грязи, вырабатывающий электричество, тепло и высококачественные удобрения. После очищения биогаза получается биометан, который используют для освещения, отопления и заправки автомобилей.

ис. 1. Биогазовая установка

Биогазовые установки – это комплексное решение утилизации отходов пищевой промышленности, агропромышленного комплекса, производство тепловой, электрической энергии, и удобрений. Производство метана в установке для производства биогаза, является – реализацией биологического процесса.

Поскольку каждая установка, как и каждый клиент, имеет индивидуальные требования, биоэнергетическая станция создается по методу модульного строительства.



Это позволяет найти индивидуальные и гибкие решения, от небольшой установки, до управляемых компьютерными системами, мощностью в диапазоне мегават.

Большинство животноводческих хозяйств сооружают биогазовые установки для получения электроэнергии и тепла. Из 1 куб.м. биогаза при сжигании в когенерационной установке (оборудование для комбинированного производства электроэнергии и тепла), можно добыть 2 кВт/час электроэнергии. Выход же самого биогаза зависит от вида используемого сырья. К примеру, из тонны навоза крупного рогатого скота образуется 50–65 куб.м. биогаза, из различных видов энергетических растений — 100–500 куб. м. Обычно БГУ производит гораздо больше электроэнергии (примерно в 1,5–2 раза), чем нужно предприятию, соответственно, излишки можно продавать. К примеру, большая молочная ферма на 4 тыс. коров, используя биогазовую установку, производит 12 МВт электроэнергии в сутки, тогда как потребляет всего 6–7 МВт. Сама биогазовая система весьма экономна: потребляет всего 10–15% от производимой энергии зимой и 3–7% летом. А вырабатываемого ею тепла достаточно не только для обогрева коровника, свинофермы или птичника, но и для текущих хозяйственных нужд: получения пара, кипяченой воды, сушки соломы, семян, дров и пр. Возле биогазовых установок выгодно ставить теплицы — излишки тепла могут идти на поддержание нужной температуры. В себестоимости тепличных огурцов, помидоров, цветов 90% затрат — это тепло и удобрения. Получается, что возле биогазовой установки теплица может работать совершенно бесплатно, с максимально высокой рентабельностью.

Обычным навозом или другими отходами удобрять почву нет смысла — они должны «вызреть» в течение трех–пяти лет. Если вы производите биогаз, одновременно получаются уже готовые к применению удобрения — это сопутствующий продукт любой биоустановки. В обычных отходах (например, навозе) минеральные вещества химически связаны с органикой, и растения не могут их «переварить». В переброженной биомассе минералы отделены от органики, поэтому легко усваиваются. Кроме того, получается экологически чистый продукт, лишенный нитритов, семян сорняков, болезнетворной микрофлоры, специфических запахов. Как показывает практика, при использовании жидких или твердых биоудобрений урожаи увеличиваются на 40–50%. Причем расход составляет от одного до пяти тонн вместо 60 т необработанного навоза для 1 га земли.

Производство биогаза не только гарантирует прибыль, но и улучшает экологию: позволяет предотвратить выброс метана в атмосферу. В процессе разложения навоза выделяется метан, способствующий образованию парникового эффекта в 21 раз больше, чем углекислый газ. Свою позитивную экологическую функцию исполняют и биоудобрения, они позволяют снизить применение химических аналогов, а также сократить нагрузку на грунтовые воды. Что немаловажно, наличие биогазовой установки позволяет уменьшить санитарную зону (расстояние от предприятия до жилой территории) с 500 до 150 м.

4. Функциональное назначение биогазовых установок.



1. Производство жидких биоудобрений в суточных объемах примерно разных суточным объемам загрузки подготовленного сырья.

2. Производство биогаза (65-75% метана).

Основным продуктом биогазовой установки по своей ценности является биоудобрение. Оно является основной для ведения «экологического» земледелия. Продукция, выращенная только с использованием биоудобрений, является экологически чистой и имеет рыночную стоимость существенно выше продукции, выращенной с использованием различных искусственных химических удобрений и пестицидов. Урожайность выражаемых культур с применением биоудобрений выше на%, чем без них.

5. Принцип работы биогазовой установки.

Рис. 2. Работа биогазовой установки

1. Животноводческие корпуса, оборудованные самосплавной системой навозоудаления.

Заготовка и доставка органического сырья, предназначенного для производства биогаза , осуществляется непосредственно в животноводческих корпусах, оснащенных самосплавными системами навозоудаления.

2. Приемный контейнер, в котором сырьевая масса подготавливается к переработке.

Хранение массы, приведение показателей сырья в соответствие с установленными нормами обеспечивается в приемном резервуаре.

В биогазовой установке ведется производство биогаза — микробиологический процесс, в ходе которого происходит разложение органического сырья при отсутствии кислорода. Центральные элементы процесса — продукция брожения и сам производимый биогаз.

4. Резервуар для сбора биогаза (газгольдер).

Произведенный в биогазовой установке газ хранится в отдельном газгольдере в течение продолжительного либо кратковременного срока.

5. Углекислотная разделительная колонка.

Полученный в биогазовой установке газ на 30–45 % состоит из углекислого газа (СО2) и на 55–70 % — из метана (CH4). При помощи разделительной колонки производится сепарация биогаза на технически чистые углекислый газ и метан.

Отделенный при помощи разделительной колонки метан поступает в отдельный газгольдер и хранится в нем в течение продолжительного либо кратковременного срока. При помощи данного газгольдера удается также обеспечить выравнивание потребления метана.

7. Газгольдер с углекислым газом.

Отделенный при помощи разделительной колонки углекислый газ поступает в отдельный газгольдер и хранится в нем в течение продолжительного либо кратковременного срока. Из газгольдера углекислый газ поступает на участок культивирования водоросли хлореллы, где участвует в метаболических процессах ее клеток.

8. Участок, на котором культивируется одноклеточная зеленая водоросль хлорелла в целях получения биологического витаминного концентрата.

На данном участке обеспечивается культивирование водоросли хлореллы и производство из нее биологического витаминного концентрата, который можно вводить в любые режимы кормления животных и применять для изготовления гранулированных комбикормов.

Метан из отдельного газгольдера поступает в газосжигающую систему и используется в качестве топлива для выработки энергии и тепла теплиц.

10.Удаление полученных азотных удобрений и вывоз их на поля.

Образующийся в реакторе осадок удаляется примерно дважды в год и в качестве удобрений вносится в почву. Объемы осадка зависят от объемов перерабатываемой биомассы, содержания сухих веществ в базовом сырье.

Автоматика управляет включением/выключением электронасоса.

12. Теплица, отапливаемая биогазом.

Один из наиболее целесообразных и экономически состоятельных способов использования биогаза — отопление объектов тепличного хозяйства.

13. Самоходная круговая система орошения.

Посредством многофункционального оборудования системы орошения обеспечивается внесение удобрений, проращивание культур, полив и регулирование степени минерализации грунта.

14. Внесение вывезенных азотных удобрений в грунт.

Произведенные в биогазовых установках азотные удобрения являются основой «экологически чистого» земледелия. Выращенные с применением биологических удобрений культуры имеют более высокую рыночную стоимость.

Таким образом, производство биогаза представляется как наиболее привлекательный для инвесторов сектор биоэнергетики. Биогаз – не только один из перспективных сегодня возобновляемых источников энергии, способный обеспечить отопление и освещение различных сельскохозяйственных объектов, ежедневные эксплуатационные потребности хозяйств. Биогазовая установка позволяет создать замкнутое безотходное производство и обеспечивает стабильный доход.

6. Надежность и техника безопасности при работе с биогазовой установкой.

Основные узлы установки выполнены из полимеров, работающих при постоянной температуре и давлении. Они не подвержены коррозии, и поэтому практически вечные. Узлы, подверженные износу, такие, как мех гальгольдера, миксеры, нагреватели легко могут быть заменены в случае выхода из строя.

Гидравлическая и пневматическая система биогазовой установки сконструированы таким образом, что защита от превышения допустимого давления заложена в самой схеме реактора, а потому обеспечивается абсолютная надежность и безаварийность работы.

7. Условия, требуемые для функционирования биогазовой установки

Для размещения установки нужна ровная площадкакв.м. Для установки реактора нужна подстилка из досок. Для приготовления субстрата ежесуточно нужнол воды, желательно с температурой около 25С. Для функционирования автоматики необходимо электропитание напряжением 220В и максимальным током 5А. Для работы электрического обогрева добавляется еще ток для обогревателей из расчета 2,7А на 1 куб.м. объема реактора. Для сбора биоудобрений необходима лагуна (яма с бетонированными стенками). Можно применять и яму со стенками, укрепленными досками, ветками или другим способом, но при этом часть биоудобрений просочится в почву. Вреда от этого не будет, но только останется меньше биоудобрений для использования.

8. Пример расчета параметров биогазовой установки для заказа.

Допустим, что в хозяйстве есть 3 коровы, 10 свиней и 30 кур. Согласно общепринятой статистике, корова в сутки выделяет в сутки до 36кг. Навоза с влажностью 65% и плотностью 950кг./куб.м. Свинья выделяет 4кг. Навоза влажностью 65% и плотностью 600кг./куб.м. Курица выделяет 0,16кг. Помета с влажностью 75% и плотностью 1100кг./куб.м. Готовый субстрат должен иметь влажность около 90%. При условии, что соберете все отходы, это ежесуточно 108кг. навоза КРС, 40кг свиного навоза и 3,2кг куриного помета. Расчеты показывают, что понадобится 354л. воды в сутки для приготовления субстрата. Полученный субстрат будет иметь плотность 940кг./куб.м. и объема 537л.

Цикл брожения (оптимальная длительность) составит около 15 суток. Реактор биогазовой установки должен быть заполнен на 80%. Поэтому требуемый объем реактора составит 10куб.м. Поскольку вряд ли удастся собирать все отходы без потерь, то достаточно будет реактора объемом 8куб.м. Объем емкости подготовки должен быть на треть больше, чем суточный объем субстрата, чтобы можно было перемешивать субстрат без опасности разбрызгивания, т.е. около 700л.

Суммарная мощность электрических нагревателей составит 4,8кВт. В холодное время года она будет работать до 6 часов в сутки. С учетом затрат на автоматику и перемешивание это составит около 48кВт/ч. в сутки, или 1440кВт/ч. в месяц. Это самые худшие возможные условия. На самом деле такое потребление возможно только в зимнее время. Кроме того, эти расчеты не учитывают собственный разогрев реактора в результате брожения. На самом деле в холодное время года на подогрев реактора пойдет в 1,5-2 раза меньше электроэнергии. В теплое время года затраты на электроэнергии будут существенно меньше.

Такая биогазовая установка будет вырабатывать около 10-14куб.м. биогаза в сутки. Также она будет производить около 430л. жидких биоудобрений в сутки. Норматив использования биоудобренийл./га за период вегетации. Значит, эта установка обеспечит удобрениями на год от 80 до 400га посевных площадей.

9. Преимущества биогазовых установок

1. Доступность сырья для работы установки.

2. Непрерывность технологического цикла.

3. Технологическая гибкость: использование биогаза дает возможность получения одновременно нескольких видов ресурсов – газа, моторного топлива, электроэнергии, тепла.

4. Территориальная гибкость: при использование системы компримировния и транспортировки сжатого газа когенерационные установки могут быть размещены в любом районе и не требуют строительств дорогостоящих газопроводов и сетевой инфраструктуры.

Источник: http://infourok.ru/statya-biogaz-alternativniy-istochnik-energii.html

Природный газ — главный источник энергии в будущем

В будущем природный газ будет основным источником энергии

По мнению министра природных ресурсов и экологии РФ Сергея Донского, с 2034 года газ займет место самого главного источника энергии в мире. Также он заявил о необходимости открытия и освоения новых нефтегазовых месторождений.

Согласно предоставленной экспертами информации, доля ископаемых видов топлива к 2050 году будет уменьшена с 80 до 50%. Отмечается, что порядка 44% энергопоставок будет приходиться именно на газ и нефть. При этом в 2034 году газ должен стать основным источником энергии.

Добыча нефти и газа в России

В связи с такими прогнозами, одной из ключевых задач для России на данный момент является организация новых центров по добыче нефти и газа. Основные российские месторождения на сегодняшний день уже находятся в зрелой стадии освоения.

Донской указал на сохранение потенциала новых открытий небольших газовых месторождений, а также месторождений, позволяющих осуществлять добычу нетрадиционного углеводородного сырья. Он добавил, что есть вероятность обнаружения таких открытий на континентальном шлейфе России и в северной части Сибири.

Прогнозы экспертов по потреблению природного газа

По прогнозам экспертов, в ближайшее время потребление газа будет увеличиваться. Причем рост затронет не только регионы экономика которых развивается, но также регионы с устоявшейся экономикой. Кроме этого, такие страны как Индия и Китай сейчас активно используют уголь. Со временем, они будут отказываться от этого ископаемого в пользу газа, так как уголь является не возобновляемым источником энергии на данный момент, его добыча весьма трудоемка, а использование возможно не во всех сферах деятельности, также коэффициент эффективности намного ниже, чем у газа. Также сжигание угля наносит большой вред окружающей среде.

Напомним, ранее Минэнерго РФ сообщила о прогнозируемом росте газонефтедобычи на шельфе в 2017 году (см. Добыча нефти).

Активный поиск альтернативных возобновляемых источников энергии ведут ученые со всего мира, на первом месте стоит электроэнергия, солнечная энергия, ветровая и атомная. Солнечная энергия является самой безопасной, но ее применение возможно только в некоторых климатических зонах, активно применяется в США.

Источник: http://promdevelop.ru/news/prirodnyj-gaz-osnovnoj-istochnik-energii-v-budushhem/

Нефть и газ как источники энергии;

Уголь как источник энергии

Большая часть всех ресурсов угля на Земле сосредоточена севернее 30 0 северной широты. 75 % мировых ресурсов находятся в недрах трех государств: России, США и Китая.

Уголь широко применялся в энергетике вплоть до второй половины XX века. В XIX веке в мире добыто 17,8 млрд т угля.

Если к 1810 г. уголь добывали лишь в 5 странах мира, то к 1970г. – в 54 странах. Только с 50-х годов ХХ века началась добыча новых более дешевых и эффективных энергоносителей – нефти и газа, в энергобалансе всего мира началось сокращение доли угля.

Нефть и газ обладают высокой теплотой сгорания и относительно просты в использования с технологической точки зрения.

Так, при полном сгорании 1 кг нефти выделяется 46 МДж тепла, 1 м 3 природного газа – 36 МДж, 1 кг антрацита – 34 МДж, 1 кг дров – 10,5 МДж. Аналогичным достоинством обладает и газ.

Нефть и газ транспортируются в основном по нефтепроводам, работающим в любое время года и суток. Чтобы перекачать нефть (газ) и затем подать в топку, достаточно включить насос или компрессор или открыть задвижку, тогда как транспортировка твердого топлива связана с погрузочно-разгрузочными работами, движением поездов или другого транспорта, затратами ручного труда.

Применение газа вместо угля дает большую экономию времени и средств, улучшает санитарное состояние городов, жилых домов и промышленных предприятий. Поэтому проводится большая работа по переводу тепловых станций на газ.

В основе энергетики в ближайшем будущем останется теплоэнергетика на невозобновляемых ресурсах, но структура её изменится. Начнется использование гигантских запасов угля в Кузнецком, Канско-Ачинском, Экибастузском бассейнах. Широко будет применяться природный газ, запасы которого в России намного превосходят запасы в других странах. К сожалению, запасы нефти, газа и угля не бесконечны. Следовательно, необходимо предотвратить хищническое разграбление земных богатств. Ведь лишь при этом условии их хватит на века. Многие нефтедобывающие страны живут сегодняшним днем. Они нещадно расходуют нефтяные запасы.

Использование нефти и газа в качестве источника энергии и топлива необходимо сократить и потому, что они являются ценным сырьём для химического производства. Крылатое выражение Дмитрия Ивановича Менделеева гласит: «Сжигать нефть в топках – это всё равно, что топить печь ассигнациями».

Для выхода из этой ситуации необходимы:

— наращивание разведанных запасов нефти и газа;

— рациональное использование ископаемых;

— разработка новых, безопасных технологий возобновляемых источников энергии, таких как солнечная и термоядерная, искусственное получение водорода и др.

К 1990 г. более 1/3 продукции мировой химической промышленности вырабатывалось из нефтегазового сырья, при этом расход добываемой нефти составлял около 10 %.

В нефтяных природных газах содержится несколько сотен различных углеводородов, а число продуктов их переработки исчисляется тысячами.

Источник: http://studopedia.su/9_25190_neft-i-gaz-kak-istochniki-energii.html

Новый источник энергии

Выгода от добычи угольного газа представляется значительной, но лишь немногие им занимаются всерьез

Согласно результатам исследования «Эрнст энд Янг», угольный газ во многих странах рассматривается как один из самых перспективных источников энергии. Однако лишь немногие им занимаются всерьез. Лидером по добыче этого газа являются США и Австралия, крупными производителями также являются Канада, КНР и Индия.

По расчетам аналитика ИГ «Норд-капитал» Виталия Манжоса, прогнозные ресурсы метана в основных угольных бассейнах России составляют 83,7 трлн куб. м, что соответствует примерно трети прогнозных ресурсов природного газа страны. И регионы РФ, имеющие на своей территории угольные месторождения, в случае создания соответствующей инфраструктуры способны полностью переключиться с природного газа на метан. Таким образом, потенциал метана как источника энергии сопоставим с потенциалом природного газа. Причиной слабого развития добычи угольного газа в РФ является приоритетное развитие добычи природного газа. В масштабах плановой экономики бывшего СССР не было необходимости одновременно развивать два технологически различных способа добычи во многом аналогичного газового топлива.

Вообще, согласно исследованию «Эрнст энд Янг», в странах СНГ все еще проявляют мало интереса к проектам добычи метана угольных пластов. В частности, указывают аналитики, на мировом газовом рынке постепенно образуется избыточное предложение из-за быстрого развития добычи газа из сланцевых месторождений, наращивание мощностей по производству сжиженного природного газа (СПГ), а также строительства новых газопроводов, соединяющих крупные месторождения с европейским и азиатским рынками. Перспективы же увеличения спроса остаются ограниченными.

Еще одна категория трудностей — операционные проблемы и риски, например, технологически сложное бурение, дефицит буровых установок и нехватка квалифицированного персонала. Есть и инфраструктурные ограничения (недостаточная пропускная способность газопроводов, емкость газохранилищ и экспортных терминалов). К экономическим рискам относятся низкое содержание жидких фракций в газе (снижает рентабельность добычи), искусственно низкие или контролируемые цены на природный газ в ряде стран, экологические риски и так далее. К тому же перспективы добычи угольного газа во многом определяются практикой государственного регулирования.

Впрочем, все эти трудности не останавливают российский «Газпром». Еще в феврале текущего года он подтвердил, что к 2020 году намерен вложить более 80 млрд рублей и наладить промышленную добычу метана из угольных пластов на юге Кузбасса в объеме 4 млрд кубометров в год. «Для «Газпрома» угольный газ – одно из будущих перспективных направлений, – поясняет аналитик ФГ БКС Андрей Полищук. – Огромные запасы сланцевого и угольного газа будут частично замещать природный газ в будущем. Добыча угольного газа считается более рискованной и затратной, поэтому пока есть крупные месторождения традиционного природного газа, угольный и сланцевый газ в России будет добываться в небольших объемах. Инвестиции же на уровне 80 млрд рублей к 2020 году можно считать незначительными по сравнению с ежегодными капитальными вложениями в размеремлрд долларов».

«Газпром» занимается этим вопросом с 2003 года, добавляет управляющий портфелями ЦБ УК «Солид менеджмент» Георгий Ельцов. В 2008 году он получил 100% акций Геологопромысловой компании Кузнецк, которая владеет лицензией на поиск, разведку и добычу метана угольных пластов в пределах Южно-Кузбасской группы угольных месторождений с ресурсами 6,1 трлн куб. м газа. Монополист намерен приступить к созданию в России новой подотрасли ТЭК и расширить собственную ресурсную базу углеводородного сырья и рынки сбыта.

В долгосрочной перспективе в Кузбассе планируется добывать 18–21 млрд куб. м метана в год для удовлетворения потребностей в газе юга Западной Сибири. В первую очередь предполагается широкомасштабная газификация Кемеровской области. Кузбасс обладает большими реальными возможностями широкомасштабной добычи метана, его прогнозные ресурсы оцениваются в 13,1 трлн куб. м, они находятся на глубине м. Такие глубины на отдаленную перспективу могут содержать в себе запасы в 20 трлн куб. м метана. За счет этого возможна крупномасштабная добыча этого газа, как самостоятельного полезного ископаемого.

Развитие этого направления, считает Георгий Ельцов, вполне возможна, это решило бы проблему газификации некоторых регионов, не обеспеченных в достаточном объеме газовым топливом. За счет добычи угольного газа их потребности в газе были бы полностью покрыты. Кроме того, добыча и использование угольного газа улучшит экологическую обстановку в углепромышленных районах, снизит газоопасность добычи угля в будущих шахтах и создаст новые рабочие места на газовых промыслах и газоперерабатывающих предприятиях. В принципе, добавляет эксперт, любая угольная компания может претендовать на добычу угольного газа (та же Распадская, которая в случае использования данной технологии не пострадала бы из-за аварии в 2010 году).

В целом же новые технологии делают производство угольного газа более эффективным и экологичным, при этом цены на нефть и газ растут, заключает заместитель начальника аналитического отдела ИК «Грандис капитал» Тимур Хайруллин, соответственно, проекты газификации угля становятся все более интересными для инвесторов. Однако в России вряд ли такой источник энергии в ближайшее время имеет большие перспективы, так как ресурсная база углеводородов в стране огромна и для их использования уже создана необходимая инфраструктура.

Источник: http://expert.ru/2011/08/26/novyij-istochnik-energii/

Биогаз: альтернативный источник энергии

Использование биомассы в качестве источника энергии вызывает интерес у энергетиков, экологов и рядовых потребителей. Каковы технологии производства, основные характеристики и потенциал применения биогаза сегодня?

Необходимое условие использования биогаза как альтернативного источника энергии — очистка от примесей и влаги. Только после этого он становится полноценным заменителем сжатого природного газа. Если содержание метана в продукте больше 98%, его принято называть «биометан». Биометан обладает теми же свойствами, преимуществами и возможностями, что и природный газ.

Биомасса берется в основном на муниципальных очистных сооружениях, промышленных объектах по переработке отходов, свалках. Источниками становятся также сельскохозяйственные ресурсы, такие как навоз и культуры, выращиваемые для нужд энергетики. Раньше анаэробное сбраживание использовалось исключительно для стабилизации, снижения количества болезнетворных микроорганизмов, а также уменьшение объема отходов до утилизации или внесения в почву. В большинстве случаев биомассы просто сжигались.

Сегодня благодаря чистоте и эффективности применения биогаз постепенно становится важным альтернативным источником энергии. Использование биогаза при генерировании электроэнергии решает сразу несколько проблем сектора: уменьшаются выбросы парниковых газов, снижается объем отходов, требующий хранения и утилизации.

Использование биометана

Биометан может применяться, к примеру, в работе теплоэлектроцентралей и котельных. Кроме того, его можно перегонять по трубопроводам с природным газом, а также использовать сжатый и сжиженный биометан в качестве автомобильного топлива.

В будущем ТЭЦ будут использовать биогаз в производстве электроэнергии. Выработанная энергия может направляться на обеспечение энергетических нужд самого предприятия или поступать в единую электросеть.

Во многих странах, особенно в Европе, где стоимость электроэнергии значительно выше, чем, к примеру, в США, реакция анаэробного сбраживания с целью получения биогаза уже широко используется. Специальные объекты, на которых производятся вышеуказанные манипуляции с энергетическими культурами, такими как кукуруза, уже функционируют или находятся на стадии строительства в Германии, Швеции, Польши, Венгрии и Дании. Эти предприятия производят биогаз, в то время как в США энергетические культуры используются только для производства спиртового топлива или этанола. Производство биогаза гораздо более энергоэффективно, нежели выработка этанола: при равном количестве исходных ресурсов большая мощность вырабатывается с помощью биогаза.

Киотский протокол подтолкнул страны к созданию «зеленой» энергетики и способствовал развитию возобновляемых источников энергии. Германия — первая страна, которая ввела льготные тарифы, способствующие распространению биогаза как альтернативного топлива. Кроме того, в стране появился закон обязующий коммунальные предприятия покупать электроэнергию, произведенную с помощью биогаза. Даже немецкие фермеры могут генерировать электричество из биогаза и продавать его электрическим сетям.

Медленный старт в США

Существует ряд барьеров, препятствующих распространению биогаза в США. Это неблагоприятное состояние экономики, нехватка капитала, а также отсутствие необходимого технического оснащения.

The Village Creek является ярким примером компании, активно использующей биогаз при производстве электроэнергии. Сегодня предприятие вырабатывает больше биогаза, чем необходимо для его нужд и имеет возможность продавать энергию электросетям или другим объектам.

Светлое будущее

Будущее биогаза в США в большой степени зависит от цен на природный газ. В прошлом году распоряжением президента Обамы были установлены ограничения, которые привели к сокращению инвестиций в ТЭЦ. Сектор столкнулся с необходимостью повышения энергоэффективности теплоэлектроцентралей. Сегодня главная задача состоит в увеличении количества экономически эффективных ТЭЦ к концу 2020 года на 50% по сравнению с сегодняшним их числом.

Биогаз имеет большой потенциал. Сейчас как раз подходящий момент для того, чтобы владельцы генерирующих компаний, государственные лидеры и кредиторы объединились для развития этой отрасли альтернативной энергетики.

Источник: http://www.myenergy.ru/russia/experts/experts/biogaz-alternativnyi-istochnik-ehnergii/