Спасительным ресурсом биомассы для Европы может стать оболочка из пальмового ядра (PKS) из Юго-Восточной Азии. PKS могут заменить древесные гранулы на электростанциях, работающих на биомассе по всей Европе.

Об этом пишет БиоЭнергия Консалт.

По ВИЭ Европа имеет амбициозную программу: 20% в энергетическом балансе к 2020 г., при этом энергия из биомассы является ключевым возобновляемым источником энергии. Но прогрессу энергетики биомассы в Европе препятствует нехватка местных ресурсов, в отличие от солнечной и ветровой энергетики. Европейская индустрия биомассы в значительной степени зависит от древесных гранул и растительных остатков.

Европа – крупнейший производитель древесных гранул: производство оценивается в 13,5 млн тонн в год, потребление – 18,8 млн тонн в год. Самые крупные поставщики в Европе – Германия и Швеция. Также есть надежда на Америку и Канаду. Но существует настоятельная необходимость в поиске альтернативных ресурсов биомассы.

Мало влаги и высокая теплотворность

Оболочка пальмового ядра – это скорлупа, которая остается после дробления и удаления ядра на заводе по производству пальмового масла. Содержание влаги в ядрах скорлупы низкое. К тому же в ней содержатся остатки пальмового масла, что объясняет ее немного более высокую теплотворную способность, чем у средней лигноцеллюлозной биомассы.

Итак, по сравнению с другими промышленными отходами, это топливо биомассы хорошего качества, с равномерным распределением по размерам, легкой обработкой, легким дроблением и ограниченной биологической активностью из-за низкого содержания влаги.

Оболочку пальмового ядра и волокна традиционно используют в качестве твердого топлива для паровых котлов. Вырабатываемый пар используется для запуска турбин, которые вырабатывают электроэнергию. Такое твердое топливо способно генерировать более чем достаточно энергии для удовлетворения потребностей в энергии на заводе по производству пальмового масла.

Сырье из Индонезии и Малайзии

PKS имеет почти те же характеристики сгорания, что и древесные пеллеты. Основные поставщики сырья – Индонезия и Малайзия. Плантации индонезийской масличной пальмы занимают 12 млн га и 5 млн га в Малайзии. Количество PKS, производимых в обеих странах, превышает 15 млн тонн в год. Фактически, это количество превышает производство древесных гранул в Соединенных Штатах и Канаде.

Интересно, что Соединенные Штаты и Канада не могут производить PKS, потому что у них нет плантаций масличных пальм. Но Индонезия и Малайзия могут производить древесные пеллеты, так как у них большие леса.

На самом деле производство древесных гранул в Индонезии и Малайзии по-прежнему невелико и составляет менее 1 млн тонн в год. А вот производство PKS значительно выше, что может привести в действие электростанции на биомассе по всей Европе и защитить леса, которые вырубаются для производства древесных пеллет в Северной Америке и других частях света.

PKS как котельное топливо

Хотя большинство электростанций в настоящее время используют технологию пылеугольного котла, которая обеспечивает около 50% мировой выработки электроэнергии, использование технологии котлов с колосниковым сжиганием топлива и кипящего слоя также увеличивается. Котел с пылевидным углем в основном используется для установок очень большой мощности (>100 МВт), тогда как для обычной средней мощности используется технология с псевдоожиженным слоем (между 20-100 МВт) и для меньшей мощности – с решеткой камеры сгорания (<20 МВт). Преимущество технологии сжигания в котле и псевдоожиженного слоя заключается в гибкости топлива, включая допуск к размеру частиц.

Когда котел с пылевидным углем требует небольшого размера частиц (1-2 см), такого как опилки, чтобы его можно было распылять на сопло распылителя, решетка сгорания и псевдоожиженный слой могут принимать размер частиц гравия (до 8 см). Исходя из этих условий, оболочка из пальмового ядра имеет прекрасную возможность для использования в качестве котельного топлива на крупных электростанциях.

Использование PKS в угольном котле

Есть несколько вещей, которые необходимо учитывать при использовании PKS в пылеугольных котлах. Первое, что можно сделать, это уменьшить размер частиц PKS максимум до 2 см, чтобы они могли распыляться. Второе, на что следует обратить внимание, – это процент PKS в угле. В отличие от сжигания на решетке и в псевдоожиженном слое, которые могут быть гибкими с различными типами топлива, в пылеугольных котлах используется только уголь. Существуют определенные особенности, которые отличают биомассу и угольное топливо, а именно содержание золы и химический состав золы, которые в значительной степени влияют на характеристики сгорания в пылевидной системе. Зола от биомассы имеет более низкое содержание неорганических веществ, чем уголь, но содержание щелочи в биомассе может изменить свойства угольной золы.

Не требует модификации электростанции сжигание небольшого процента биомассы вместе с углем – 3-5%. Например, Shinci в Японии с мощностью 2 x 1000 МВт с 3% совместным сжиганием топлива требует 16 000 тонн биомассы в год. Для станции KOSEP (Корея) на 5000 МВт с 5% совместного сжигания энергии требуется 600 000 тонн биомассы в год без модификации.

Если электростанции на угле перейдут на совместное сжигание топлива из биомассы, это окажет огромное влияние на сокращение использования угля, сокращение выбросов углерода и переход на возобновляемые источники энергии. Кроме того, самый дешевый и самый эффективный способ для крупных угольных электростанций войти в сектор возобновляемой энергии – это сжигание биомассы. Оболочки пальмового ядра могут быть подвергнуты пиролизу с получением древесного угля, в то время как уголь будет производить кокс, если он подвергается пиролизу. Древесный уголь можно использовать для производства топлива, брикетов и активированного угля.