- Ненаркотичні коноплі: перспективи застосування
- Технічні культури в умовах сучасного аграрного виробництва
- Амністія для коноплі
- Солома замість газу
- У Києві запущено першу котельню на пелетах
Ненаркотичні коноплі: перспективи застосування
Продовження теми. Початок читайте у №35-36.
Серед усього різнобарв’я напрямів використання коноплесировини хотілося б
виділити такий актуальний для нашої країни напрям як енергетичний. Загальні
ресурси корисних копалин планети, по різним оцінкам, обмежені: їх запасів на
потреби теплоенергетики вистачить максимум на 100 років. Тому розвиток
альтернативної поновлюваної енергетики є стратегічним, прибутковим і своєчасним
напрямом робіт.
Основна роль поновлюваних джерел енергії в сучасній енергетичній галузі лежить у створенні збалансованої енергетичної системи. У поєднанні з можливістю зменшення енергоспоживання, вони зможуть знизити залежність від копального палива, зменшивши тим самим зростання викидів двоокису вуглецю й інших видів забруднюючих речовин.
Для поновлюваних джерел енергії є велика кількість галузей, де вони зможуть економічно конкурувати із загальноприйнятими альтернативами (особливо це стосується соціальної сфери суспільства), а вартість технологій постійно знижується по мірі того, як проводяться дослідження, конструкторські розробки підвищують виробіток і зростають обсяги комерційного виробництва.
За своєю теплотворністю брикети та пелети з костриці конопель займають проміжне місце між кам’яним вугіллям та деревиною (табл. 2). Конопляне стебло має високу теплотворну здатність, яка дещо поступається кам’яному вугіллю, але перевищує аналогічні показники для м’яких порід дерев та торфу.
Таблиця 2. Енергетичні показники деяких видів паливних ресурсів
|
Енергетичні показники |
Коноплі |
М’які породи дерев |
Кам’яне вугілля |
Торф |
|
Щорічний приріст біомаси, м3 з 1 га |
5,0-6,0 |
2,5-3,2 |
- |
- |
|
Теплотворна спроможність, кДж/кг |
14500 |
11344 |
20168 |
8529 |
|
Початкова температура горіння, С0 |
- |
620-700 |
500-650 |
500-650 |
Після спалювання конопель залишається попіл, який є цінним добривом. Він містить 24% CaO, 4,85% P2O5 і 6,3% К2О.
Крім того, на відміну від традиційних видів палива, коноплі – швидковідновлювана сировина. При цьому для її виробництва (вирощування та збирання) і переробки не потрібно використовувати спеціальну техніку і технології. Сучасні розробки науковців дозволяють вирішувати ці питання за допомогою машин загального призначення та без допоміжних технологічних операцій, що значно спрощує процес вирощування і переробки сировини.
Застосування стебел конопель на енергетичні цілі є перспективним напрямком використання даної рослини, оскільки існує можливість задіяти на паливо як усе стебло, так і його частини – з урахуванням продуктів переробки (костриця, плутанина).
Коноплі - найбільш відновлюване джерело енергії. Головною їх особливістю є велике накопичення деревини: з 1 га вони дають значно більше деревини, ніж лісні породи за один рік. Так, річний приріст сосни складає 2,5 м3 з 1 га, у той час як у конопель, при середній врожайності 50 ц/га соломи, – 5-6 м3, а при великих урожаях – удвічі більше.
Як деревина, солома, так і стебла конопель за фізичним станом належать до твердого виду палива. Тверде паливо складається із частини, яка згорає, і з баласту.
Аналіз даних вказує на переваги для використання конопляної сировини в якості енергетичного палива, бо основна його частина – це органічні речовини, які мінімально забруднюють навколишнє середовище у порівнянні з мінеральними та іншими видами палива.
За хімічним складом стебла конопель (табл. 3) складаються головним чином із целюлози – 30-60%, лігніну – 20-30%, воску – 1-1,5%, цукристих речовин – до 8%, азотистих речовин – 4-5% і пектинових – 6-16%.
Таблиця 3. Хімічний склад стебел конопель у порівнянні з іншими рослинними матеріалами
|
Сировина |
Геміцелюлоза, % |
Целюлоза, % |
Лігнін, % |
|
Коноплі: волокно костриця |
7,7 17,8 |
64,8 34,5 |
4,3 20,8 |
|
Сосна |
26,0 |
44,0 |
27,8 |
|
Ялина |
27,0 |
42,0 |
28,6 |
|
Солома пшениці |
27,6 |
34,0 |
18,0 |
|
Рисова солома |
24,0 |
32,1 |
12,5 |
Дані німецьких вчених
підтверджують: після спалювання костриці конопель попел є потенційним добривом
за вмістом фосфору та калію. Тому в процесі використання конопель в якості
енергетичного палива одержуємо не тільки теплову енергію, а і якісні добрива
при мінімальному впливі на навколишнє середовище, оскільки практично нейтральне
СО2 надає коноплям перевагу над іншими видами палива.
Спільними зусиллями Дослідної станції луб’яних культур Інституту сільського господарства Північного Сходу НААН та Національного університету біоресурсів і природокористування України (НУБіП) проведено дослідження теплотворних властивостей конопель за запропонованими категоріями: солома, треста, волокно та костриця. (табл. 4).
Таблиця 4. Теплотворна властивість соломи, трести, волокна та костриці конопель
|
Найменування матеріалу |
Значення Qн, кДж/кг |
|
Коноплі: |
|
|
солома |
13391 |
|
треста |
12501 |
|
костриця |
14513 |
|
волокно |
11140 |
Порівняно з різними лісними породами дерев, теплотворна спроможність костриці конопель поступається лише відповідним показникам деревини дуба .
Вченими Дослідної станції луб’яних культур проведено ряд досліджень щодо можливості застосування соломи та трести конопель у вигляді палива. Для цього розроблений тепловий генератор, який дозволяє одночасно спалювати по два конопляних рулони. Отже, існує можливість не тільки застосування в якості палива відходів коноплепереробної промисловості (деревини), а і цілих стебел, зібраних у вигляді рулонів. Це значно спрощує застосування стебел конопель в якості енергосировини для промислових та виробничих приміщень.
В Україні «конопляний бум» тільки зароджується, тому передбачаючи збільшений попит на конопляну сировину у найближчому майбутньому, існує необхідність в активному підтриманні конопляної галузі. Цьому сприяють наявність Дослідної станції луб’яних культур, робота авторів ненаркотичних сортів конопель, розробка новітніх технологій вирощування культури та природно-кліматичні умови нашої країни.
Нами доведено: в Україні є всі умови для розвитку та впровадження енергетичного напрямку застосування конопель, і в першу чергу для опалення об’єктів соціальної сфери (адміністративні будівлі, шкільні заклади, дитячі садки, лікарні та інші).
Даний напрямок ведення бізнесу може бути цікавий для поглибленої переробки відходів коноплеперербних підприємств або як самостійний бізнес.
Український ринок паливних брикетів нині в стадії активного формування. До того ж, є спроби з боку держави сприяти розвитку сегменту споживачів даної продукції (наприклад, заява про переведення опалювальних потужностей Сумської області на відновлювані джерела енергії).
Тому виробництво паливних брикетів з конопель в північно-східному регіоні України вже зараз є актуальним і, в свою чергу, стимулюватиме розширення мережі споживачів. Особливо привабливим виглядає створення ділянок по виготовленню паливних брикетів на базі коноплепереробних підприємств. У цьому випадку собівартість продукції буде мінімальною, а першочерговий ринок збуту брикетів - опалення житла працівників підприємства і жителів навколишніх населених пунктів.
Олег ПРИМАКОВ,
к.т.н., с.н.с. відділу наукових досліджень
з питань інтелектуальної власності та маркетингу інновацій
Дослідна станція луб’яних культур Інституту сільського господарства Північного Сходу НААН України
