Альтернативная энергетика

Биомасса

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Оборудование энергетического хозяйства включает приобретение участка, подготовку и усовершенствование участка, устройство подъездных путей,   размещение   постоянного   оборудования,   такого,   как   дождевальные установки, колодцы и насосы, посадку растений.

Приобретение участка. Участок может быть либо куплен, либо арендован. Согласно рассматриваемой модели, участок арендуется на длительный период с 6%-ной оплатой рыночной стоимости аренды в год. Модель предусматривает также, что лес (модули 1-6 на  1) будет . расположен в пределах географического района площадью, в десять раз большей чем засаженная площадь хозяйства; это означает, что расположение хозяйства будет влиять на расходы по транспортированию биомассы.

Подготовка участка. Для успешного функционирования хозяйства требуется экстенсивная подготовка участка []. Она включает очистку территории от имеющейся растительности, разрыхление почвы и сжигание кустарника, вспашку, дискование, почвоуглубление и применение необходимого количества гербицидов. Работы по улучшению участка могут включать его дренажирование и выравнивание.

Рабочие дороги. Чтобы свести к минимуму перемещение оборудования по засаженным площадям, на территории энергетического хозяйства предусматривается создание сети улучшенных рабочих дорог. Такая сеть состоит из параллельных рабочих дорог, разделенных расстояниями, достаточными для обеспечения движения комбайна, используемого для наполнения прицепов древесной щепой. Общая протяженность дорог для хозяйства производительностью 617 750 т биомассы печной сушки в год с периодом оборота в шесть лет составляет 730,5 км. Протяженность дорог на каждый засаженный квадратный километр зависит от продуктивности участка. Расходы на строительство немощеных дорог шириной 7,6 м представлены в табл. 3.

Система ирригации. В энергетических хозяйствах могут быть использованы различные ирригационные системы: полив затоплением, полив с движением по кругу, струйчатое орошение. В рассматриваемой модели с целью анализа использования ирригационной системы была взята самоходная дождевальная машина. Такая машина представляет собой водяную пушку, которая по мере движения машины разбрызгивает на орошаемые полосы струи воды. Вода к машине подается из заглубленных трубопроводных магистралей по шлангам, которые тянутся за машиной при ее движении. В модели гипотетического энергетического хозяйства параллельные ирригационные полосы шириной 3,7 м отстоят друг от друга на расстояние 92 м и общая площадь ирригационных полос достигает 4% засаженной площади. Поэтому, чтобы обеспечить проектный уровень производительности хозяйства, необходимо приобрести участок площадью на 4% больше, чем было запланировано для посадки деревьев. Расходы, связанные с использованием самоходной дождевальной машины, могут колебаться в широких пределах в зависимости от местных условий

Посадка. Предполагается, что купленные саженцы или черенки твердых пород будут высажены механически по квадратно-гнездовой схеме размером 1,2 х 1,2 м (примерно 6735 деревьев на 1 га). Расходы иа посадку включают приобретение саженцев и посадочные операции

Эксплуатация энергетического хозяйства. Годовые работы в энергетическом хозяйстве включают ирригацию модулей в период от первого до третьего года роста, внесение удобрений, контроль за сорняками в первый год роста, сбор урожая с одного модуля, транспортирование древесной щепы, техническое обслуживание оборудования и обеспечение крепления молодой поросли

Ирригация. Для полива в первые три года роста саженцев используется вода из скважины, подаваемая с помощью описанной выше самоходной дождевальной машины.

Удобрение. Количество ежегодно требующихся удобрений определяется, исходя из заданной интенсивности роста культуры и принимая коэффициент восстановления почвы равным 60%. Составные удобрения (мочевина, 46% N, суперфосфат, 46% Р205, хлористый калий, 60% К20) и известковые удобрения вносятся в почву в первый год оборота с помощью наземной техники. В течение каждого, из последних пяти лет периода оборота удобрения вносятся с помощью авиации, поскольку работе обычной наземной техники мешает выращиваемая культура. Расходы на внесение удобрений определяются с учетом заключения долгосрочных контрактов на поставку, транспортирование, погрузку, разгрузку и хранение удобрений и в среднем рассчитаны на шестилетний период оборота

Контроль за сорняками. Как показали результаты многих исследований, важное значение для хозяйства и роста саженцев имеет борьба с сорняками, особенно в первый год после посадки. Поэтому в модели энергетического хозяйства предусмотрена обработка почвы с помощью дисковых орудий (или эквивалентным механическим методом), которая должна проводиться в течение первого сезона роста после посадки саженцев и после каждого сбора урожая.

Сбор урожая производится путем срезания стволов иа уровне земли с последующим дроблением биомассы, стволов и ветв( ским транспортированием щепы в прицеп уборочной машины. Щепа хранится в резервных полевых хранилищах. Полевые испытания, проведенные в шт. Джорджия, показали, что двухлетние поросли платана можно собирать с помощью комбайна для уборки кукурузы на силос []. По своим техническим характеристикам комбайн для уборки урожая энергетического хозяйства должен иметь пропускную способность, равную 60 т массы печной сушки, эксплуатационную скорость 0,8-4,8 км/ч, ширину захвата режущего аппарата 244 см, расход топлива при максимальной нагрузке 57 л/ч и преодолевать неровности с 30%-ным углом наклона. Предельные эксплуатационные расходы такого комбайна даны в табл. 4; они отражают расходы при различных рельефах местности, выходах продукции с единицы площади и затратах

Чтобы извлечь все преимущества из шестилетнего периода оборота роста растений и избежать вредного действия восстановления поросли к следующему сезону, сбор урожая производят в период покоя. Тягачи доставляют прицепы, наполненные дробленой биомассой, в пункты ее хранения. Для обеспечения правильного хранения дробленой массы важно не допустить потерь биомассы в процессе ее хранения в результате микробиологической в возможность самовозгорания. Для этого необходимо принять соответствующие меры предосторожности, а именно ограничить высоту насыпного слоя дробленой массы и механическое ворошение этого слоя. Можно наладить круглогодичный сбор урожая (однако существует вероятность того, что это приведет к снижению продуктивности) либо хранить цельные деревья. В этом случае потребуется другой тип уборочной машины и, кроме того, возникнут новые проблемы, связанные с транспортированием биомассы.

Транспортирование дробленой биомассы из районов полевого хранения на заводы по производству энергии осуществляется грузовым автомобильным транспортом с полуприцепами, снабженными гидравлическими опрокидывателями. Прицепы нагружаются из буртов фронтальными погрузчиками. Техническое обслуживание. Предполагается, что на техническое обслуживание оборудования энергетического хозяйства расходуется 10% ) приобретаемого оборудования. К этому оборудо-j уборочные машины, грузовые автомобили, тракторы и прицепы, погрузчики, ирригационные системы, наблюдательные машины. Предполагается также, что расходы на техническое обслуживание рабочих дорог составят 71,5 долл. на 1 км в год.

Эксплуатационные расходы включают расходы на планирование, надзор и полевое техническое обслуживание. При этом расходы на планирование составят примерно 270000 долл., на персонал для осуществления надзора-370000 долл. в год и на персонал, обеспечивающий полевое техническое обслуживание,-50 000 долл.