Когенерация - эффективное использование биомассы
В Европе набирает популярность ещё одна эффективная технология использования биомассы – когенерация. Когенерация - процесс совместной выработки тепла и электричествас использованием биомассы в качестве топлива – наиболее эффективная форма использования древесных отходов и сохранения лесных массивов. Использование биомассы (щепа и прочие отходы производства) происходит таким образом, чтобы часть наиболее качественной древесины (толстые ветки, дровяная древесина) можно использовать для производства пеллет, в то время как остальная часть (кора, тонкие ветки и др.) идёт на совместное производство тепла и электричества (когенерацию). Полученное тепло и электроэнергию можно использовать как для внутренних нужд производства, так и для их подачи в частный жилой сектор.
Обычно электроэнергию из древесины получают путем использования паровых турбин конденсационного типа. При этом биомасса сжигается в котле для производства пара, который, попадая в турбину, приводит в движение генератор. Технология хорошо известна, и позволяет использовать широкий диапазон топлив. Однако оборудование сравнительно дорогое, а эффективность сравнительно низкая. Поэтому подобные установки не получили широкого применения.
Отличный способ получить электроэнергию из биомассы - газификация. Вместо обычного сжигания твердого топлива (щепа и прочие отходы деревообработки), часть его переводится в газообразную форму, содержащую примерно 2/3 энергии исходного топлива. Получаемые от горения газы используются аналогично природному газу для производства электроэнергии (аналогично когенерационным установкам, работающим на газе, получившим гораздо большее применение на практике). Когенерационные установки гораздо более требовательны к качеству исходного топлива (влажность и содержание летущих веществ). В развитых странах существует тенденция увеличения числа установок для совместного производства тепла и электроэнергии, использующих биомассу в качестве топлива. Газификация биомассы является одним из наиболее дешевых и экологически безопасных способов получения электрической и тепловой энергии.
Когенерационные установки на биомассе являются хорошей альтернативой дизельным, газотурбинным и газопоршневым установкам. Хоть КПД установки на биомассе ниже остальных, её основное преимущество состоит в использовании более дешёвого вида топлива, особенно если мы говорим о предприятии деревообработки.
Когенерационные установки, работающие на биомассе, могут быть основаны на:
I.Сжигание биомассы
1) паровая турбина (именно пример работы подобной установки показан на изображениях);
2) двигатель внутреннего сгорания («двигатель Стирлинга»);
3) «органический цикл Ранкина»
II.Газификация биомассы
1) Газовая турбина (наиболее распространённый тип);
2) «Газовый Отто-мотор»
3) Сочетание газификации биомассы и синтеза Фишера-Тропша (синтез-газ);
4) Газопоршневые двигатели
5) Дизельные двигатели, работающие на генераторном газе.
Жирным цветом выделены те, что получили наибольшее распространение при переработке биомассы в энергию.