Солнечная электростанция 30кВт - бизнес под ключ за 27000$

15.08.2018 Солнце в сеть




Производство оборудования и технологии
Рубрики

Резюме

Цель Второй программы измерения параметров по производст­ву биогаза в Германии (BMP II) заключалась в оценке мощ­ности, принципа работы и эксплуатационной надежности раз­личных систем производства биогаза на основе репрезента­тивного числа расположенных в Германии биогазовых уста­новок, работающих исключительно с биомассой (установки, работающие с возобновляемым органическим сырьем). На протяжении всего периода исследования, составляющего один год, в отношении установок были определены все важные тех­нические, сырьевые и экономические параметры, которые поз­волили дать оценку установкам также и относительно изме­нившихся рамочных условий ввиду принятия новых поправок к Закону о возобновляемых источниках энергии (EEG).

На основании всегерманского опроса 413 биогазовых ус­тановок, который позволил получить рамочные данные по тех­нической части и применяемым субстратам, были отобраны 63 репрезентативные биогазовые установки, отличающиеся различивши техническими характеристиками и принципами работы. Вследствие технических проблем по двум установкам из этой выборки заключительная оценка не была предостав­лена. В ходе одногодичного периода исследования в отноше­нии каждой установки были собраны регистрируемые в произ­водственном журнале данные по еженедельным объемам заг­рузки субстрата, выработке газа и электроэнергии. Кроме то­го ежемесячно проводились анализы для определения структурных свойств используемых субстратных смесей, а также материала ферментера и остатка брожения. В заключе­ние аттестации были собраны экономические данные на осно­ве расчетов, договоров и опросов организаций, которые зани­маются эксплуатацией биогазовых установок.

Результаты общегерманского сбора данных с участием 413 биогазовых установок наглядно демонстрируют, что при вы­работке биогаза использование возобновляемого сырья, сред­няя доля которого в субстратной смеси составляет 63 %, дос­тигло очень большого значения. Кукурузный силос исполь­зуется на более чем 94 % всех биогазовых установок и являет­ся, таким образом, главным субстратом с массовой долей, равной 48 %. В общегерманском сравнении доминируют не­большие установки, работающие в диапазоне мощности на уровне 250 кВтэя, со средним объемом ферментера в 3000 м3. В 70 % случаев на установках реализуется многоступенчатый
технологический процесс, причем чаще всего — в мезофилъ — ном температурном режиме.

В репрезентативной группе биогазовых установок, кото­рые участвовали в данном исследовании, 67 % установок яв­ляются многоступенчатыми. 82% установок отличаются ме — зофилъным режимом рабочих температур. Только 10 % уста­новок работают исключительно в термофильном режиме. В рамках данной исследовательской программы биогазовые ус­тановки подразделялись на установки влажной ферментации и т. н. установки сухой ферментации, которые получают тех­нологический бонус (в соответствии с законом EEG от 2004 г.) за применение субстрата с высоким содержанием СВ. При этом речь идет как о гаражных установках периодического действия, так и об установках с непрерывным технологичес­ким процессом.

Рабочий объем в рассматриваемой 61 биогазовой установ­ки находится в пределах от 410 до 8100 м3, а установленная электрическая мощность лежит в диапазоне от 46 до 2128 кВтм. Т. е. на каждый кВт установленной электрической мощ­ности приходится величина рабочего объема ферментера, ле­жащая в пределах от 1,1 до 13,1 м3раб. об./кВтэл.

В соответствии с различными объемами ферментеров и субстратными смесями годовой оборот общего объема субст­рата на 61 установке колеблется в диапазоне от 1000 до 36000 т/г. Доля возобновляемого сырья в общем объеме субстрата находится на уровне 67 % СМ, что наглядно свидетельствует о большом значении возобновляемого биосырья. На 98 % расс­матриваемых установок в качестве сырья используется ку­курузный силос, средняя массовая доля которого составляет 50 %. В соответствии с долей возобновляемого сырья значе­ния содержания органического сухого вещества (оСВ) в субст­ратных смесях варьирует в пределах от 11,0 до 34,7 % СМ. В результате анаэробного брожения происходит сокращение со­держания оСВ в среднем до величины, равной 6,0 %СМ.

В связи с различными способами эксплуатации показа­тели нагрузки ферментера на рассматриваемых установках составляют от 1,1 вплоть до 9,8 кг оСВ/(м3 раб. объема в день). При этом на фоне других установок выделяются некоторые установки сухой ферментации, имеющие очень высокие по­казатели нагрузки. Время гидравлического отстаивания субст­рата во всей системе составляет от 29 до 289 дней, причем на

Резюме

многоступенчатых установках определяется зависимость вре­мени отстаивания от содержания оСВ в субстратной смеси. Чем выше величина содержания оСВ в субстрате, тем дольше время его отстаивания. Одноступенчатые системы работают, как правило, со значительно более низкими величинами вре­мени отстаивания, находящимися по большей части на уров­не менее 100 дней.

Достигнутые величины выхода метана на одну тонну заг­руженного оСВ находятся в пределах от 224 до 464 нм3 СН4/тоСВ. В среднем величина выхода метана составляет 371 нм3 СН4/тоСВ. Независимо от зачастую ненадежной техники для измерения объема газа, средняя величина выработки элект­роэнергии на одну тонну загруженного оСВ составляет 1296 кВт. ч/тоСВ.

Утилизация выработанного газа со средним содержанием метана, равным 52 %, осуществляется в 45 % случаев в газо­жидкостных и в 55 % случаев в газовых двигателях БТЭЦ. По­казатель использования установленной общей мощности БТЭЦ для выработки электроэнергии составляет в среднем 85 %; в зависимости от неполадок или слишком низкого объе­ма выработанного газа этот показатель находится в диапазо­не значений от 52 до 98 %.

Потребность биогазовых установок в электроэнергии на собственные нужды находится в среднем на уровне 7,9 % от объема выработанной электроэнергии. По отношению к заг­ружаемому субстрату существует однозначная зависимость между удельной потребностью в электроэнергии на собствен­ные нужды и величиной доли навозной жижи в субстратной смеси. Чем выше доля навозной жижи, тем меньше величи­на потребления электроэнергии на тонну загруженного субст­рата.

Уже 93 % установок используют вырабатываемую тепло­вую энергию. Однако показатель использования теоретичес­кой мощности по выработке тепловой энергии составляет в среднем всего 23 %. Показатель использования тепловой энер­гии, составляющий более 50 %, отмечается всего на 9 % от всех установок.

Суммы общих инвестиций на рассматриваемых биогазо­вых установках находятся в пределах от 2900006 до 5,0 млн. 6, причем величина удельных капиталовложений по отношению к установленной электрической мощности установок лежит в диапазоне от 1529 до 6140€/кВтэл. Средняя доля расходов на БТЭЦ в общем объеме капиталовложений составляет 22,5 %.

Ежегодная прибыль поступает, прежде всего, от сбыта электроэнергии и, тем самым, в соответствии со ставками оп­латы, установленными в законе EEC. Сбыт тепловой энергии имеет всего лишь второстепенное значение, и только на од­ной установке доля прибыли от продажи тепла составляет 20 % от общего объема доходов. В ежегодных затратах доминируют расходы на субстрат, доля которых составляет 42 %. Средние затраты на одну тонну субстрата составляют 326. Общеэко­номическое рассмотрение биогазовых установок привело к очень разным результатам. Величина разницы между связан­ными с выработкой электроэнергии доходами и издержками производства электроэнергии, которая отображает размер убытка или прибыли на один выработанный кВт. ч, находилась в диапазоне значение от -10,4 до + 7,8 центов/кВт. чэл. При этом наглядно демонстрируется зависимость результата хозяйст­венной деятельности от показателя использования биогазовы- ми установками мощности по выработке электроэнергии. Вы­сокая величина убытка, отмечаемая на отдельных биогазовых установках, свидетельствует о том, что в некоторых случаях все еще существует потребность в оптимизации технологичес­кого процесса в отношении оборудования и способа эксплуа­тации.

Анализ чувствительности показывает, что изменение стои­мости субстрата оказывает большое влияние на экономичес­кую эффективность биогазовых установок, а увеличение став­ки оплаты переданной в сеть электроэнергии на 1 цент/кВт. чэя может лишь частично компенсировать увеличение расходов на субстрат в размере 25 %.

Помимо показателя использования мощности по выработ­ке электрической энергии в рамках сравнительной оценки био­газо вьтх установок в качестве критерия эффективности произ­водства биогаза рассматривались также величины выхода ме­тана и удельной выработки электроэнергии. Оба параметра показывают однозначную зависимость от времени отстаива­ния субстрата и имеют самые низкие величины на односту­пенчатых установках с высокой долей навозной жижи в сыр­ье. Для проведения комплексной оценки также рассматрива­лись величины потенциала остаточного газа в остатке броже­ния, что является важным критерием и при рассмотрении выбросов метана на биогазо вьтх установках. Только на 20 % установок есть хранилище остатков ферментирующей массы, оборудованное покрытием, а, соответственно, на 80 % устано­вок имеющийся потенциал метана используется не в полном объеме. В результате этого на установках происходят выб­росы метана, которые оказывают неблагоприятное воздейст­вие на окружающую среду в контексте изменения климата. Это распространяется, прежде всего, на все установки, время отстаивания массы в которых составляет менее 100 дней.

В общем итоге результаты исследования показывают, что в отношении принципа работы, мощности и эксплуатацион­ной безопасности, а также с точки зрения экономической эф­фективности, между установками существуют большие раз­личия. Становится очевидным, что оплата электроэнергии по ставкам в соответствии с законом EEG не является гарантией рентабельности эксплуатации биогазовых установок. Ключ к экономическому успеху производства биогаза заключается в правильном выборе параметров и размеров установки в со­четании с оптимальным выбором субстратов, а также в дости­жении высоких показателей использования БТЭЦ установлен­ной мощности по выработке электроэнергии при одновремен­ной утилизации вырабатываемого тепла. Не в последнюю оче­редь важную роль играет также и квалификация предприятия, в ведении которого находится биогазовая установка.

Комментарии запрещены.