energetske biljke i odrziva sela
DESCRIPTION
U radu su prikazane biljne vrste koje ima smisla gajiti, u energetskom smislu.TRANSCRIPT
EvropskiEvropski Projekat Projekat RESRES--integrationintegration““KoKoririššććenje Obnovljivih Izvora enje Obnovljivih Izvora Energije Energije radiradi oodrdržživivogog razvojrazvojaa
seoskih podruseoskih područčja ja
u siromau siromaššnim Evropskim regijamanim Evropskim regijama””
Rukovodilac projekataRukovodilac projekata : : Dr Milorad Bojić, редовни
професор
Cilj projektaCilj projekta
Cilj projekta je analiza mogućnosti primene energije iz obnovljivih izvora (OIE) i njena ušteda u “siromašnim” seoskim područijima zemalja učesnica projekta (Grčka, Nemačka, Italija, Srbija, BJRM, Albanija).
Koordinacija i Vreme Koordinacija i Vreme trajanja projektatrajanja projekta
• Projekat koordinira Poljoprivredni Univerzitet u Atini u Grčkoj.
• Vreme trajanja projekta: Novembar 2004 do Oktobra 2007.
PartneriPartneri• AUA - Agricultural University of
AthensGreece
• WIP-Renewable EnergiesGermany
• ETA-Renewable EnergiesItaly
• MFKG - Masinski Fakultet -KragujevacSerbia and Montenegro
• MAGA - Macedonian Geothermal AssociationFYROM
• PUT – Polytechnic University of TiranaAlbania
Ciljni regioni Ciljni regioni
• Grčka: Ostrvo Milos, Ostrva Cyclades
• Nemačka: Achental, Bavaria
• Italija: Planinska naselja Limine u Calabriji
• Serbia: Kragujevac-Knic
• BJRM: Region Podbelasice
• Albania: Region Bregu-a
Idealno poIdealno požželjnoeljno
• Projekat treba da predloži način da se sve energetske potrebe u regionu zadovolje uz maksimalnu (do 100%) upoterebu obnovljive energije. Poželjno je da ovi regioni budu i izvoznici energije uz održiv socio-ekonomski razvoj.
PrimerPrimer seoskih podruseoskih područčjaja sa upotrebom sa upotrebom obnovljivih energetskih izvoraobnovljivih energetskih izvora
(1) Toplana i energana (Biomasa, Vetar, Solarna en.), (2)Proizvodnja i skladištenje vodonika, (3) sistem za praćenje i upravljanje, (4) Postrojenja za briketiranje,biodizel i etanol, (5) Postrojenja za biogas.
Naselje
Kratko rotirajuća
šuma
Usevi za ishranu
Energetska postrojenja
Neke moguNeke moguććnosti razvoja nosti razvoja obnovljive energetike uregionuobnovljive energetike uregionu• Zajedničko sagorevanje biomase i
fosilnih goriva u kotlovima – uvodničardr Marin Ivošev, Zastava Energetika.
• Proizvodnja struje iz biogasa - uvodničarAleksandar Mitić, dipl. ing. gradj. JKP Vodovod i kanalizacija.
• Biljna masa za proizvodnju toplotne energije - uvodničari Dr Aca Marković i Jasmina Skerlić, Univerzitet u Kragujevcu.
• Diskusija o ovim i drugim načinima korišćenja obnovljivih energija
DeoDeo projektaprojekta (ELABORAT) (ELABORAT) kojikoji se se radiradi nana MaMaššinskominskom fakultetufakultetuu KRAGUJEVCUu KRAGUJEVCU
● Naziv: ZAMENA NEOBNOVLJIVIH ENERGENATA SA
OBNOVLJIVIM GORIVIMA IZ POLJOPRIVREDE
● zamene uglja sa drvetom na kotlovima u zamene uglja sa drvetom na kotlovima u zamene uglja sa drvetom na kotlovima u “““ZASTAVIZASTAVIZASTAVI””” KRAGUJEVAC KRAGUJEVAC KRAGUJEVAC ●
Autori elaborataAutori elaborata
● Prof. dr Milorad Lj. BOJIĆ, Mašinski fakultet u Kragujevcu
● Dr Marin A. IVOŠEV, dipl. maš. ing.“ZASTAVA ENERGETIKA” KRAGUJEVAC
Geografska oblast u kojoj se vrGeografska oblast u kojoj se vršši i istraistražživanjeivanje
●Katastarsko područje grada KRAGUJEVCAKRAGUJEVCAKRAGUJEVCA
●Katastarsko područje Opštine KNIKNIKNIĆĆĆ
GEOGRAFSKA GEOGRAFSKA LOKACIJA LOKACIJA GRADA GRADA
KRAGUJEVCA u KRAGUJEVCA u SCGSCG
VeliVeliVeličččinainaina = = = 118367118367118367 hahaha
RegionRegion grada grada KRAGUJEVCA i OpKRAGUJEVCA i Opšštine tine
KNIKNIĆĆ
Izgled Izgled brzorastubrzorastuććegeg drvetadrveta
Deo mehanizacije sa Deo mehanizacije sa sadnicamasadnicama
SađenjeSađenje
ŽŽetvaetva
LagerovanjeLagerovanje
CiljeviCiljevi izradeizrade elaborataelaborata
PROCENE● praktične (fizičke) mogućnosti;
● finansijski efekti;
● ekološki aspekti zamene uglja, mazuta i prirodnog gasa sa drvetom
ugalj25%
nafta33%
prir. gas21%
obnovljivo14%
nuklearno7%
Slika 1.1 Struktura goriva u ukupnoj potrošnji primarne energije 2002 godine***
*** RENEWABLES INFORMATION 2002. IEA Statistics, OECD/IEA, 2002.
ENERGENTI ENERGENTI ČČIJE SE IJE SE KARAKTERISTIKE KARAKTERISTIKE UPOREĐUJUUPOREĐUJU
■ RESAVICA■ MILJEVINA■ KOLUBARA■ BANOVIĆI● MAZUT► PRIRODNI GAS◄ DRVO
UPOREDNE VREDNOSTI ENERGENATAUPOREDNE VREDNOSTI ENERGENATARed.br.
ENERGENT IZNOSDONJA
TOPLOTNA MOĆHd
PROSEČNA JEDINIČNA
CENACn
GODIŠNJI TROŠAK[€/god]
1 2 3 4 5 6
1 UGALJ (Gu)
84.363 [t/god]
15.100 [kJ/kg]
7,7 [€/MWh]
2.615.253
2 MAZUT (Gm)
30.186 [t/god]
40.128 [kJ/kg]
30,1 [€/MWh]
10.152.384
3 PRIR.GAS (Gpg)
35.998.424 [mn
3/god]33.649 [kJ/mn
3]24,7 [€/MWh]
8.351.635
4 ELEK.STR. (Ges)
336.962 [MWh/god]
- 32,9 [€/MWh]
11.086.050
5 DRVO (Gd)
84.363 [t/god]
15.100 [kJ/kg]
23,6 [€/MWh]
7.963.867
Objekat istraObjekat istražživanjaivanja
● Naziv: PARNI KOTAO SA PUZEĆOM REŠETKOM
● Instalirana snaga: 30 [MW]30 [MW]30 [MW]● Produkcija vodene pare: 40 [t/h]40 [t/h]40 [t/h]● Sortiman uglja: 0 0 0 ––– 15 [mm]15 [mm]15 [mm]
Slika 1.2 Poprečni presek kotla 1 i 2
● PRORAČUNI ●
0,82
0,65
0,73
0,93
1,6
0,8
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
[mn3 /k
g]
resavica miljevina kolubara banovići mazut drvo
Slika 2.1 Količina CO2 po jedinici goriva
0,0046
0,0126
0,0042
0,0091
0,0035
0,0003
0
0,002
0,004
0,006
0,008
0,01
0,012
0,014
[mn3 /k
g]
resavica miljevina kolubara banovići mazut drvo
Slika 2.2 Količina SO2 po jedinici goriva
Slika 2.4 Produkti sagorevanja kod prirodnog gasa
0
9,07
1
0
2
4
6
8
10
CO2 SO2 N2
[mn3 /m
n3 ]
10.152
ugalj
8.351
ugalj
11.086
ugalj
7.963
ugalj
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
x 10
3 [eur
a /g
od]
mazut prir.gas el.struja drvo
Slika 2.5 Poređenje troškova uglja Resavica i drugih energenata
131.437 112.055 121.526
91.765
63.397
131.437
87.711
0
2000040000
6000080000
100000
120000140000
x103 [
kg/g
od.]
resavica miljevina banovići mazut prirodnigas
drvo elektr.struja
Slika 2.6 Godišnje kolicine CO2
892
2.629
1.424
2430 0
611
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
x 10
3 [kg
/god
.]
resavica miljevina banovići mazut prirodnigas
drvo elektr.struja
Slika 2.7 Godišnje količine SO2
307.987
246.432
358.800 386.860
100.800
58.368
191.233
0
50000
100000
150000
200000
250000
300000
350000
400000
[kg/
god]
resavica miljevina banovići mazut prirodni gas drvo elektr. struja
Slika 2.8 Godišnje količine NOx
53.520 15.350
2.600.000
0
500000
1000000
1500000
2000000
2500000
3000000
eura
/god
SO2 NOx pepeo
Slika 2.9 Dodatni ekološki troškovi uglja RESAVICA
14.58019.350
0
0
5000
10000
15000
20000
eura
/god
SO2 NOx pepeo
Slika 2.10 Dodatni ekološki troškov mazuta
0
5.000
0
0
1000
2000
3000
4000
5000
eura
/god
SO2 NOx pepeo
Slika 2.11 Dodatni ekološki troškovi prirodnog gasa
38.511
19.341
9.595
2.615
7.962
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
x 10
3 [eur
a/go
d]
danska švedska norveška scg-ugalj scg-drvo
Slika 2.12 Troškovi bez i sa ekološkim ograničenjima
1.159
3.417
1.851
556
0 0
794
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
x 10
6 [eur
a/go
d]
resavica miljevina banovići mazut prir. gas drvo el. struja
Slika 2.13 Godišnji troškovi u "Zastavi" zbog emisija SO2 po osnovu taksi u Švedskoj
ZAKLJUZAKLJUČČCICI• Postoje i tehničke i organizacione mogućnosti potpune
ili delimične zamene uglja, mazuta i prirodnog gasa na kotlovima za proizvodnju toplote, sa specijalnom vrstom brzorastućeg drveta u reginu Šumadije, odnosno Kragujevca i Knića;
• Opravdanost ove zamene je posebno prisutna sa ekološkog aspekta sagorevanja specijalnog drveta;
• Sa stanovišta finansijske isplativosti, zamena ovog trenutka nije povoljna, ali će primena ekoloških ograničenja vezana za kvalitet produkata sagorevanja koja propisuje i Srbija i EU, kao i pravna regulativa vezane za nepoštovanje propisanih parametara, veoma brzo preinačiti sadašnje relacije opravdanosti korišćenja drveta.
••• ZnaZnaZnaččči treba rai treba rai treba račččunati da uskoro koriunati da uskoro koriunati da uskoro korišššćććenje ovakvog enje ovakvog enje ovakvog drveta bude i finansijski racionalno.drveta bude i finansijski racionalno.drveta bude i finansijski racionalno.
CENTRALNO CENTRALNO POSTROJENJE ZA POSTROJENJE ZA PREPREČČIIŠŠĆĆAVANJE AVANJE OTPADNIH VODA OTPADNIH VODA
GRADA KRAGUJEVCAGRADA KRAGUJEVCA
OktobarOktobar 2006.2006.godinegodine
H2O
Linija vode – primarni taložnici
Linija mulja i gasa – Trulište
Rezervar bio gasa
Baklja za spaljivanje viška bio gasa
Gasni motor No 1 – u remontu
Gas generatori – motori na bio gas
Sineopticka tabla za kontrolu rada postrojenja
Računarski sistem za komandovanje i kontrolu rada
H2O
H2O
BiljnaBiljna masamasa zazaproizvodnjuproizvodnju
toplotnetoplotne energijeenergije
Dr. Dr. AcaAca MarkoviMarkovićć i i Jasmina Jasmina SkerliSkerlićć
Tribina 24.10.2006.
Kragujevac
gg jjrizomskerizomske travetrave kao kao energetske energetske
biljkebiljkeEnergetske biljke se mogu koristiti kao gorivo u energanama i za sisteme za grejanje. One zamenjuju lož(fosilno) ulje i imaju potencijal da smanje emisiju ugljen dioksida (vezano za globalni efekat staklene baste). Upotreba ove energije (koja je obnovljiva) smatra se u opštem slučaju korisnom za okolinu jer predstavlja upotrebu čiste energije iz energetskih izvora koji se stalno obnavljaju. Ovi energetski izvori imaju veliki potencijal da izadju u susret tekućim i budućim zahtevima za energijom.
Topola (Populus.L.)Vrba (Salix spp.L.)
Divlji proso (Panicum Virgatum.L.)Slonova trava (Miscanthus ogiformis L.)
Italijanska trska (Arundo donax.L.)
BrzorastuBrzorastuććee ššumeume
Brzorastuće šume
Ivica plantaže
• Brzorastuće šume se sastoje odgusto sađenih veoma plodnihvrsta vrba ili topola koje se žanjuna 2 do 5 godina, a najčešćesvake 3 godine. Žbun vrbe jeroditeljska zaliha za veliki brojreznica vrba koje se sade da bi se koristile kao energetske biljke.
• Energetske biljke su drvenaste, višegodisnje biljke čiji korenostaje u zemlji posle žetve i izkoga izrastaju novi mladarinarednog proleća.
• U Evropi postoji povećan interesza razvoj biomase, kao izvorobnovljive C02 - neutralneenergije, goriva, hemikalija i
l h b l h l
VrbaVrba (Salix (Salix spp.Lspp.L..))familyfamily: : SalicaceaeSalicaceae
Vrba tri meseca posle sadnje
• HHV = 19380 KJ/kg =2.13488 TOE / ha year =2.13488 TCE /ha year
Zrela vrba
TopolaTopola ((PopulusPopulus.L..L.))familyfamily: : SalicaceaeSalicaceae
• HHV = 19380 KJ/kg=
2.1215 TOE / ha year=
3.0307 TCE /ha year
Topola – brzorastuće šume
VVisegodiisegodiššnjenje rizomskerizomske travetrave kao kao energetske biljkeenergetske biljke
Divlji proso• moguć razvoj iz semena; visok prinos biomase; velika
efikasnost prolaza hranjivih materija i vode(fotosinteza); dobar kvalitet sagorevanja biomase;žetva može biti svake godine, od kasne jeseni do ranogproleća, a moguća je kasna žetva; može se primeniti iskustvo; genetska raznolikost;
Italijanska trska• domaća vrsta, već prilagođena na uslove zemljišta;
visok prinos biomase; žetva može biti svake godine, odkasne jeseni do ranog proleća, a moguća je i kasnažetva; male potrebe za navodnjavanjem i malapotreba za azotom; otpornost na sušne periode;genetska raznolikost;
Slonova trava• visok potencijal prinosa; velika potreba za hranljivim
materijama i vodom (fotosinteza); dobar kvalitetsagorevanja biomase; žetva može biti svake godine, odkasne jeseni do ranog proleća a moguća je kasna
ItalijanskaItalijanska trskatrska ((ArundoArundo donaxdonax.L..L.))family: family: PoaceaePoaceae
Italijanska trska
• HHV = 18035 KJ/kg
= 14.645 TOE/ha year 20 922TCE/h
• Pripada grupi višegodišnjih biljaka, godišnja ulaganja nakon prvegodine razvoja su minimalna.
• Biljka je pogodna za okolinu zbogsvog korenovog sistema i nudidragocenu zaštitu zemljištu oderozije.
• Siguran rast biljke obezbeđujevisok prinos do 40 t/ha suvematerije.
• Pogodna za okolinu, jer je otpornana štetočine (bolesti, insekte,korov) i ne zahteva primenupesticida.
• Visoka cena razvoja biljke je
SlonovaSlonova travatrava((MiscanthusMiscanthus ogiformisogiformis L.)L.)
Slonova trava je drvenasta, višegodišnja rizomska travakoja vodi poreklo iz Azije i koja ima mogućnost dadostigne veoma bujnuvegetaciju.
Slonova trava se sadi u proleće, formira se u toku leta i potom žanje za vreme zime. Ovakav način rasta se ponavlja svake godine svedok je biljka živa i to možetrajati minimum 15 godina.
Slonova trava se razlikuje odvrbe (alternativne enegetskeb l k ) š k
Slonova trava
• HHV = 19135 KJ/kg =3.0468TOE/ha year = 4.3526TCE/ha year
DivljiDivlji prosoproso((PanicumPanicum VirgatumVirgatum L.)L.)
Divlji proso
• HHV = 19900 KJ/kg = 11.882 TOE/ha year = 16.974 TCE/ha
Divlji proso je semenska,višegodišnja trava.
Koristi se za proizvodnju energije, smanjuje efekat globalnogzagrevanja (zamenom fosilnihgoriva-uglja, prirodnog gasa i nafte). Pri sagorevanju fosilnihgoriva ugljenik se uklanja izzemlje i u atmosferi se vezujesa kiseonikom i nastaje ugljen-dioksid (CO2). Nastaje efekat staklene bašte i raste rizik od globalnog zagrevanja.
Suprotno od toga, divlji proso(kao i ostale energetske biljke) uzimaju CO2 iz atmosfere, ugrađuju ga u tkivo biljke i zadržavaju ga iznad površine i
PrinosPrinos
0
5
10
15
20
25
30
t/ha godišnje
1
energetske biljke
WillowPoplarMischanthusGiant reedSwichgrass
KoliKoliččina toplote koja se moina toplote koja se možže dobiti e dobiti uzgajanjem vrbe na slobodnoj povruzgajanjem vrbe na slobodnoj površšini od ini od
5000 ha u regionu5000 ha u regionu
0
100000
200000
300000
400000
500000
600000
GJ/region godišnje
1
Vrba
I godinaII godina
KoliKoliččina toplote koja se moina toplote koja se možže dobiti e dobiti uzgajanjem topole na slobodnoj povruzgajanjem topole na slobodnoj površšini od ini od
5000 ha u regionu5000 ha u regionu
0
100000
200000
300000
400000
500000
600000
GJ/region godišnje
1
Topola
I godinaII godina
KoliKoliččina toplote koja se moina toplote koja se možže dobiti e dobiti uzgajanjem slonove trave na slobodnoj uzgajanjem slonove trave na slobodnoj
povrpovrššini od 5000 ha u regionuini od 5000 ha u regionu
0
200000
400000
600000
800000
1000000
1200000
1400000
1600000
1800000
2000000
GJ/ region
godišnje
1
Slonova trava
I yearII yearIII yearMax. yield
KoliKoliččina toplote koja se moina toplote koja se možže dobiti e dobiti uzgajanjem Italijanske trske na slobodnoj uzgajanjem Italijanske trske na slobodnoj
povrpovrššini od 5000 ha u regionuini od 5000 ha u regionu
0
500000
1000000
1500000
2000000
2500000
3000000
3500000
GJ/region godišnje
1
Italijanska trska
susno zemljisteoptimalno zemljiste
KoliKoliččina toplote koja se moina toplote koja se možže dobiti e dobiti uzgajanjem energetskih biljaka na slobodnoj uzgajanjem energetskih biljaka na slobodnoj
povrpovrššini od 5000 ha u regionuini od 5000 ha u regionu
0
500000
1000000
1500000
2000000
2500000
GJ/region godišnje
1
energetske biljke
willowpoplarmischantusgiant reedswichgrass
ZakljuZaključčakak• Energetske biljke za sagorevanje su
topola,vrba (žetva svake 3 godine) i trave: slonova trava, divlji proso i italijanska trska (godišnja žetva).
• Ne postoji bitna razlika u energetskoj vrednosti italijanske trske i konvencionalne biomase.
• Visok sadržaj vlage pri žetvi povećava cenu.
• Sadržaj pepela može biti manji.
ZakljuZaključčak ak • Divlji proso ima bolji komercijalni
uspeh od drugih energetskih biljaka. • Prepreke za postizanje uspeha,
predstavljaju teškoće u konkurentnosti sa konvencionalnim biljkama, zbog visoke cene proizvodnje i potrebe za iskorišćavanjem zemljišta na duži period.
• Smanjenje troškova početnih ulaganja je ključ budućeg uspeha, osim ako ne postoje krediti i dotacije za investiranje u kontinuitetu.