Оцінка життєвого циклу виробництва теплової енергії з тріски біомаси Miscanthus × giganteus в Україні
DOI:
https://doi.org/10.47414/be.2.2018.229251Ключові слова:
оцінка життєвого циклу, енергетичні культури, виробництво теплової енергії, енергетична оцінка, екологічна оцінка, біомаса, біопаливо, тріска, міскантус, Miscanthus x giganteusАнотація
Мета. Визначення енергетичної ефективності й екологічної сталості біоенергетичного ланцюжка виробництва теплової енергії з тріcки міскантусу Miscanthus x giganteus в Україні.
Методи. Для дослідження використовувалась методологія оцінки життєвого циклу (LCA), відповідно до якої в межі системи продукту (теплової енергії) входить сировинний цикл вирощування і збору Miscanthus x giganteus, а також підсистема перетворення тріски міскантусу в теплову енергію в біопаливному котлі потужністю 500 кВт. У якості показника енергетичної ефективності був обраний показник сукупних витрат енергії та коефіцієнт перетворення енергії. Система продукту порівнювалася з аналогічною з використанням природного газу. Коефіцієнт перетворення невідновлюваної енергії використовувався для визначення того, у скільки разів вихід енергії більше, ніж внесок невідновлюваної енергії. Допустимим значенням для установок і систем на відновлюваних джерелах енергії вважається отримати в два рази більше енергії на виході, ніж було витрачено невідновлюваної енергії в системі, однак рекомендована величина, прийнята в цій роботі, це отримання енергії на виході з системи в 5 разів більше в порівнянні з витраченою невідновлюваною енергією. У якості показника екологічної сталості було використано скорочення викидів ПГ. Допустимий рівень скорочення викидів парникових газів був обраний на рівні 60% за весь життєвий цикл від вирощування до виробництва теплової енергії, в порівнянні з традиційним виробництвом у газових котлах.
Результати. Оцінки показали, що найбільш важливим параметром, що впливає на енергетичну ефективність і екологічну сталість, є відстань транспортування.
Висновки. Вирощування міскантусу Miscanthus x giganteus в Україні для подальшого виробництва біопалива у вигляді тріски і його спалювання в біопаливних котлах є екологічно сталим за максимальної відстані транспортування до 750 км і енергетично ефективним за відстані транспортування до 400 км.
Посилання
Енергетичний баланс України за 2016 р. http://ukrstat.gov.ua/operativ/operativ2017/energ/en_bal/Bal_2016_u.zip
Report on Promotion of the Use of Energy from Renewable Sources and Consumption in Ukraine in 2014–2015 [Electronic resourse] — P. 20. Mode of access: https://www.energy-community.org/dam/jcr:38625929–3c80–4a80–878e‑0b3791e143e2/UA_RE_progress_2016.pdf
Гелетуха Г.Г., Железная Т. А., Трибой А. В. Перспективы выращивания и использования энергетических культур в Украине. Часть 2 // Журнал «Промышленная теплотехника». —2015. — т. 37. — № 5. — С. 58–67.
Трибой О.В., Драгнєв С. В. Як використати малопродуктивні землі для вирощування сталої біосировини для енергетики? // Журнал «Екологія підприємства». —2018., —№ 7(72), —С.55–63.
AEBIOM Statistical Report. European Bioenergy Outluk / [Calderon C., Gauthier G., Jossart J.-M. and others]. — Brussels: European Biomass Association (AEBIOM), 2017. — 264 p. — Mode of access: http://www.aebiom.org/statistical-report‑2017/statistical-report‑2017–17–10–17
Alexopoulou E. Role of 4F cropping in determining future biomass potentials, including sustainability and policy related issues [Electronic resourse] / Alexopoulou E., Christou M., Eleftheriadis I. // [Biomass Department of CRES, 2010–2012]. — P. 8. http://www.biomassfutures.eu/public_docs/final_deliverables/WP3/D3.2%20Role%20of%204F%20crops.pdf
Cherubini, F., & Strømman, A. H. (2011). Life cycle assessment of bioenergy systems: state of the art and future challenges. Bioresource technology, 102(2), 437–451.
Heller, M., Keoleian, G., Volk, T. Life cycle assessment of a willow bioenergy cropping system. (2003). Biomass Bioenergy, 25, 147–65.
Fantozzi, F., Buratti, C. (2010). Life cycle assessment of biomass chains: Wood pellet from short rotation coppice data measured on a real plant. Biomass and Bioenergy, 34, 1796–1804.
Nussbaumer T. Evaluation of Biomass Combustion based Energy Systems by Cumulative Energy Demand and Energy Yield Coefficient / T. Nussbaumer, M. Oser. — Zurich: Verenum press, 2004. [Electronic resourse] — 47 p. — (Report to International Energy Agency IEA Bioenergy Task 32 and Swiss Federal Office of Energy). Mode of access: http://task32.ieabioenergy.com/wp-content/uploads/2017/03/Nussbaumer_IEA_CED_V11.pdf.
Pimentel, D. (1980). Handbook of energy utilization in agriculture. [Collection of available data]. United States: N. p.
Report from the Commission to the Council and the European Parliament on sustainability requirements for the use of solid and gaseous biomass sources in electricity, heating and cooling. [Electronic resource] — Brussels, 25.2.2010. COM (2010) final.http://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?qid=1410874845626&uri=CELEX:52010DC0011
Commission staff working document “State of play on the sustainability of solid and gaseous biomass used for electricity, heating and cooling in the EU”. [Electronic resource]. — Brussels, 28.7.2014. SWD (2014) 259 final.
Directive 2009/28/EC of the European Parliament and of the Council of 23.04.2009 on the promotion of the use of energy from renewable sources and amending and subsequently repealing Directives 2001/77/EC and 2003/30/EC.
Proposal for a Directive of the European Parliament and the Council on the promotion of the use of energy from renewable sources (recast). — Brussels, 23.2.2017, COM(2016) 767 final/2. Mode of access: http://eurlex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=CELEX:52016PC0767R(01)
John Neeft et al. (2015). Publishable report of project BioGrace-II, grant agreement IEE/11/733/SI2.616371. Retrieved from http://www.biograce.net/biograce2/
Проектування технологій та розрахунок витрат на вирощування сільськогосподарських культур [Навч. посібник] / За ред. Г. Є. Мазнєва. — Харків: «Майдан». — 2009. — 257 с.
Железная Т. А., Дроздова О. И. Комплексный анализ производства энергии из твердой биомассы в Украине // Теплоэнергетика, 2014, № 4, С. 16–20.
