По расчетам, Украина ежегодно получает от зерновых культур, сои и рапса почти 40 млн. тонн соломы.
Согласно данным, до 20-25% от общего количества полученной соломы используют на нужды животноводства. Почти 70-75% соломы измельчают и разбрасывают на полях во время сбора зерна, причем половина из этого объема просто сжигается на полях, чтобы избежать расходов, связанных с ее смешиванием с почвой (вспашки земель) и невозможности внесения азотных удобрений после жатвы. 5% соломы используется на другие нужды, из них лишь около 2-3% идет на энергетические нужды - производства топлива (пеллет, брикетов) и прямое сжигание для теплогенерации.
Несмотря на тенденцию увеличения использования соломы на энергетические нужды, что обусловлено постоянным ростом цен на традиционные энергоресурсы, монополией поставщиков энергоресурсов, экономической политикой развитых стран по увеличению использования биомассы, в т.ч. соломы, в качестве топлива, этот аграрный ресурс восстановительного местного топлива, который может существенно улучшить энергоэффективность теплоснабжения во всех регионах Украины, не используется должным образом. С каждого «зернового» гектара можно использовать 3 тонны соломы, что по теплотворной способности эквивалентно 1000 м3 природного газа. По оценке экспертов, а также на основании опыта ряда западных стран, и прежде всего Дании, на энергетические нужды ежегодно Украина может использовать до 20% полученной соломы без каких-либо существенных последствий для плодородия почвы, а это почти 8 млн. тонн соломы для локального энергетического использования.
Сейчас в Украине используют прямое сжигание соломы (в тюках или рулонах) для получения горячей воды для нужд отопления, и с целью получения горячего воздуха для сушки сельскохозяйственных культур. Общее количество теплогенераторов мощностью до 1 МВт в Украине, которые используют для теплогенерации солому как топливо, насчитывает 120-130 шт. и используется до 100 тыс. тонн соломы в год, что не соответствует ни возможному потенциалу, ни государственным интересам Украины.
В Дании - лидеру по сжиганию соломы - 14% от общего сбора - на сегодняшний день функционирует 10 тысяч фермерских котлов мощностью до 1 МВт и порядка 70 крупных котлов, сжигающих солому в городах для систем теплоснабжения. Кроме того, 7 электростанций Дании работают на соломе.
При реализации потенциала использования соломы в 8 млн. тонн в год страна может экономить до 3 млрд. м3 природного газа. Таким образом распространение использования соломы для теплогенерации играет значительную роль в процессе импортозамещения природного газа.
Особенности соломы в качестве биотоплива
Солома, используемая в качестве топлива, способна обеспечить различные энергетические потребности предприятий от генерирования тепловой энергии (горячей воды, воздуха) до получения высокотехнологического пара, который может быть использован для производства электроэнергии. Теплотворная способность пшеничной соломы составляет 17-18 МДж/кг, рапсовой соломы - около 16-17 МДж/кг. Для сравнения, теплотворная способность древесины в среднем составляет 17,5-19 МДж/кг. Природного газа 52,2 МДж/м3. Таким образом, 2,9 тонн соломы замещают 1000 м3 природного газа.
Использование соломы в качестве энергоносителя для прямого сжигания имеет некоторые сложности, которые нужно учитывать.
Температуры размягчения и плавления золы соломы относительно низкие из-за высокого содержания щелочных металлов. Как следствие, на низкотемпературных поверхностях могут появляться шлаковые образования. Высокое содержание хлора, который наблюдается в соломе овса, ячменя и рапса, может привести к повышенной коррозии элементов котлов.
При сжигании соломы очень важны две основные характеристики: влажность соломы и степень ее увядания. Диапазон влажности, оптимальный для сжигания соломы составляет 10-25%. (ВНИМАНИЕ! Повышение влажности на 1% ведет к падению мощности теплогенератора на 1%). Степень увядания показывает, как долго солома оставалась на поле после сбора урожая, и каким было количество осадков за этот период. Чем выше степень увядания, тем больше снижение концентрации щелочных металлов и соединений хлора в соломе. Для вымывания хлоридов из соломы достаточно 5-7 дней. Таким образом, уменьшается опасность коррозии поверхностей элементов оборудования и появления на них шлаковых образований.
По разным расчетам и оценкам расходы на солому в качестве энергоносителя распределяются так: 25% - на сбор, 55% - на логистические затраты, 5% - на хранение соломы и 15% - на сохранение питательных веществ в почве (дополнительное внесение удобрений в зависимости от того, с какого растения производится солома, это значение может варьироваться).
Надо отметить, что использование соломы в качестве топлива полностью механизированный процесс, с незначительным использованием ручного труда.
Заготовка и хранение соломы
Эффективность транспортно-логистических операций является одним из ключевых факторов рентабельности заготовки соломы. Надо отметить, что на большие расстояния целесообразнее транспортировать пеллеты и брикеты, чем солому в тюках или рулонах, ведь плотность тюков, рулонов из соломы составляет 0,12-0,36 т/м3, плотность пеллет из соломы насыпью составляет 1-1,2 т/м3, плотность брикетов - составляет 1 т/м3. Внимание! При использовании соломы в качестве топлива с плечом перевозки до 30 км, как показывает практика, наиболее выгодное (в 2-3 раза) прямое сжигание соломы в тюках или рулонах.
В вопросе логистики соломы следует отдельно рассмотреть процессы сбора соломы (формирование рулона), транспортировка с поля и хранения на складе.
Сбор соломы (формирование рулона).
После сбора зерна на поле в валках остается солома, которую необходимо сформировать в рулон, для дальнейшей его транспортировки и использования в качестве топлива или сырья для производства пеллет, брикетов. Состав агрегатов, который может использоваться для формирования соломы из валков в рулоны такой: трактор в агрегате с пресс-подборщиком.
Транспортировка соломы.
Транспортировка соломы в рулонах с поля делится на следующие процессы: подбор, погрузку, перевозку, разгрузку в склад. Состав агрегатов, необходимый для этого ориентировочно такой: трактор в агрегате с прицепом-тюковозом и фронтальный погрузчик или трактор с навесным оборудованием для фронтальных погрузочных работ (фронтальный погрузчик), автомобиль с платформой для перевозки рулонов (тюков).
При проведении погрузочно - разгрузочных работ наиболее эффективные телескопические погрузчики.
Хранение соломы.
Солома может храниться на закрытой площади (например, в ангаре), под крышей на стойках (голландское хранилище) или на открытом участке. При хранении на открытой площади увеличивается влажность соломы, поэтому важную роль играет плотность прессования соломы при заготовке. При плотном прессовании рулонов, тюков, солома хранится на открытых проветриваемых площадках без опасности ее намокания.
Площадь, необходимая для хранения 1 тонны рулонов из соломы (2 рулона) в один слой составляет 4,2 м2, при следующих размерах рулона: длина - 1,4 м, диаметр - 1,5 м. Если хранить в 2 слоя, то соответственно площадь, необходимая для хранения, будет уменьшена в 2 раза.
Как правило, рулоны соломы скирдуются на открытых площадках в четыре слоя, тюки соломы - в зависимости от размера.
Мы производители.