Energy potential of crop waste in heat supply systems

Abstract

Однією з найперспективніших складових відновлюваної енергетики України є біоенергетика. Вона основана на використанні біомаси, яка слугує вихідною сировиною для виготовлення палива у твердому, рідкому та газоподібному станах. До біомаси зараховують відходи та залишки сільського господарства, відходи деревини у лісовому господарстві, деревообробній та целюлозно-паперовій промисловості, енергетичні культури, органічну частину промислових та побутових відходів. Україна володіє великими площами земельних ресурсів, має сприятливі ґрунтово-кліматологічні умови та розвинене сільське господарство, тому може успішно розвивати біоенергетику, основану на рослинній біомасі. Найдоцільніше відходи рослинництва переробляти на біогаз, який дасть змогу сільськогосподарським підприємствам отримати додаткове джерело енергії та забезпечить виробництво високоякісних органічних добрив. Крім того, виробництво біогазу не шкідливе для навколишнього середовища, оскільки не спричиняє додаткову ремісію парникового вуглекислого газу і зменшує кількість органічних відходів. Біогаз зручний у використанні для енергетичних потреб, знаходить застосування на децентралізованих блочних теплоцентралях для електро- і теплопостачання, може подаватися в газотранспортну мережу та використовуватися як моторне паливо для автомобілів. У статті запропоновано методику визначення кількості біогазу та проведено аналітичні дослідження метаноутворення у побутовій біогазовій установці з відходів рослинництва (це, зокрема, кукурудзяні стебла, трава, листя винограду, листя цукрових буряків, солома зернових культур, сіно червоної конюшини, солома жита). На підставі результатів аналітичних досліджень встановлено, що із запропонованих видів біомаси найбільше біогазу утворюється з трави, соломи зернових та кукурудзи.

One of the most promising components of Ukraine's renewable energy is bioenergy. It is based on the use of biomass, which is the raw material for the production of solid, liquid and gaseous fuels. Biomass includes agricultural waste and residues, wood waste in the forestry, woodworking and pulp and paper industries, energy crops, organic part of industrial and household waste. Ukraine possesses large areas of land resources, has favorable soil and climatic conditions and developed agriculture, so it can successfully develop bioenergy based on plant biomass. It is most advisable to convert crop waste to biogas, which will allow agricultural enterprises to obtain an additional source of energy and ensure the production of high quality organic fertilizers. In addition, biogas production is environmentally friendly because it does not cause additional remission of greenhouse gas and reduces the amount of organic waste. Biogas is easy to use for energy purposes, finds use in decentralized block heat plants for electricity and heat, can be fed into an existing gas transmission network and used as motor fuel for cars. This article presents a methodology for determining the amount of biogas and analytical studies of methane formation in a household biogas plant from crop waste, including corn stalks, grass, grape leaves, sugar beet leaves, cereal straw, red clover hay, straw. The analysis of the results of analytical studies shows that the most biogas is produced from grasses, cereals and corn.