АНАЛІЗ СИРОВИННОЇ БАЗИ ТА ОБҐРУНТУВАННЯ ЕКОНОМІЧНОЇ ДОЦІЛЬНОСТІ СТВОРЕННЯ В РАДИВИЛІВСЬКОМУ РАЙОНІ МІНІ-ЗАВОДУ З ВИРОБНИЦТВА ПАЛИВНИХ БРИКЕТІВ

Радивилівський навчально – виховний комплекс

«Загальноосвітня школа І- ІІІ ст.№ 1–гімназія»

Радивилівської міської ради Рівненської області

Екологічний проект

на тему:

АНАЛІЗ СИРОВИННОЇ БАЗИ ТА ОБҐРУНТУВАННЯ ЕКОНОМІЧНОЇ ДОЦІЛЬНОСТІ СТВОРЕННЯ В РАДИВИЛІВСЬКОМУ РАЙОНІ МІНІ-ЗАВОДУ З ВИРОБНИЦТВА ПАЛИВНИХ БРИКЕТІВ

                                           Підготувала                                                                              

вчитель біології                                                                                    Воронко Ірина Петрівна

                                                    Радивилів 2019

ЗМІСТ

Вступ……………………………………………………………...3

Розділ І. Характеристика природних і екологічних умов Радивилівського району…………………………………………4

Розділ ІІ. Аналіз сировинної бази……………………………….6

2.1. Аналіз сировинної бази створеної внаслідок людської        діяльності…………………………………………………………6

2.2. Дослідження сировинної бази природного

походження……………………………………………………….8

Розділ ІІІ. Аналіз технологій переробки рослинних решток..11 Висновки та пропозиції………………………………………...17

Список використаної літератури………………………………18

Додатки………………………………………………………….19

ВСТУП

У зв’язку з істотним подорожчанням основних енергоносіїв у світі та в Україні також, питання альтернативних джерел палива стало найбільш актуальним. Не секрет, що наша держава є одним з найбільших споживачів природного газу, ціна якого за останні десятиліття різко пішла догори. Крім цього ми маємо одну з найбільш енергоємних економік у світі, яка потребує як вітчизняних так і імпортованих енергоносіїв. Що в свою чергу веде до подорожчання енергоносіїв для населення та таких некомерційних установ як школи, дитячі садки, лікарні та ін. А так як зарплати в західному регіоні є найнижчі по Україні, тому населенню досить важко сплачувати за енергоносії. Такі регіони як Радивилівський район є депресивними, а їх бюджети – дотаційними, тож і видатки з бюджету повинні бути економними.

Уже давно в усіх розвинених країнах широке використання набули альтернативні джерела енергії. Це енергія сонця, вітру, води, а також енергія яку отримують шляхом переробки органічних решток. Існує багато технологій отримання енергії із відновлювальних джерел, варто тільки проаналізувати їх та вибрати оптимальний варіант для нашого регіону. Проаналізувавши дані технології ми вибрали технологію отримання енергії із органічних решток. Так як Радивилівський район – аграрний, то на нашу думку, в регіоні щороку накопичується достатня кількість сировини з якої можна було б отримати енергію.

Тому нашою метою є економічне обґрунтування  встановлення міні-заводу з виготовлення паливних брикетів у Радивилівському районі, яке дозолять не тільки використовувати високоефективне тверде паливо власного виробництва, але й покращить екологічну ситуацію в районі. 

Основними завданнями нашого проекту буде аналіз сировинної бази для виробництва паливних брикетів та розрахунки економічної доцільності встановлення міні-заводу з виробництва паливних брикетів.

Об'єкт дослідження: аналіз сировинної бази для виробництва паливних брикетів у Радивилівському районі.

Предмет дослідження: розрахунки економічної доцільності встановлення міні-заводу з виробництва паливних брикетів.

Тип проекту – екологічний

Місце досліджень- Радивилівський район

Термін виконання проекту- 1 рік

Актуальність теми . У зв’язку з істотним подорожчанням основних енергоносіїв останнім часом питання альтернативних джерел палива стало найбільш актуальним. Місткість ринку і його купівельна спроможність в даний момент несумірні з наявністю таких альтернативних джерел. В Україні, на відміну від Європи, можна сказати, що ринок альтернативних паливних ресурсів знаходиться на самому початку свого зародження.

Практичне значення отриманих результатів.  

Паливні брикети мають широке застосування й можуть використовуватися для котлів центрального опалення, котлів на дерево та ін., відмінно горять у камінах і грубках, грилях та ін. Великою вигодою брикетів є сталість температури при згорянні протягом 2,5 годин.

РОЗДІЛ І. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИРОДНИХ І ЕКОЛОГІЧНИХ УМОВ РАДИВИЛІВСЬКОГО РАЙОНУ

За  лісорослинним  районуванням територія Радивилівського районну  відноситься до двох зон: північна частина території району входить в зону західного лісостепу, де в основному розміщені малогумусні чорноземи і сірі  опідзолені ґрунти, південна частина території району розміщена в зоні Малого Полісся, де в основному мають місце дерново-підзолисті, лугові і муловатоболотні  ґрунти.

Клімат району теплий, вологий, помірно континентальний. Середньомісячна температура повітря +7,3С, абсолютний мінімум -34С, абсолютний максимум +37С. Середньорічна кількість опадів 620 мм. Перші осінні заморозки можливі в другій половині вересня, а пізні весняні в другій половині травня. Середня протяжність безморозяного періоду 150 днів, а вегетаційного 200 днів. Переважаючі вітри західного та північно-західного напрямку, а у весняний період переважають вітри південно-західного напряму.

 На ріст і розвиток деревинної рослинності впливають пізні весняні та ранні осінні заморозки, а також нестійкість снігового покриву зимою. В цілому клімат сприятливий для успішного росту таких деревинних та чагарникових порід: сосни, ялини, дуба,  граба, берези, липи, вільхи чорної, ліщини та ін.

 Територія Радивилівського району в цілому характеризується рівнинним рельєфом місцевості, де порівняно невеликі по площі, але багаточисельні по кількості ділянки лісу, боліт і луків та порівняно великі площі полів чергуються між собою.

 Територія району порівняно бідна на природну гідрологічну сітку. Лише північну межу  Радивилівського району омиває порівняно велика річка Стир. Безпосередньо  по території району протікають три річки: Пляшівка, Ситенка і Слонівка. Всі вони мають широкі, понижені і сильно заболочені долини, бурні весняні та осінні повені. Їх значення полягає лише в тому, що в ході осушувальних і меліораційних робіт, які велися в широких масштабах, вони перетворені в магістральні канали. На даний час долини річок Пляшівка, Ситенка і Слонівка в багатьох місцях зрізані густою сіткою осушувальних каналів. Тому в минулому недоступні заболочені площі цих долин, сьогодні використовуються як сінокоси та пасовиська. Крім того, на базі цих річок та струмків, впадаючих в них, в ряді СВК створені ставки і організовані рибні господарства. Природна та штучна гідрологічна сітка, у зв’язку з легкими і порівняно добре дренуючими ґрунтами, забезпечують достатньо задовільний стік  атмосферних опадів. Тому площі основних лісів та угідь мають нормальну вологість ґрунтів. Небезпека водної ерозії ґрунту майже відсутня. Наявність ярів – рідкісне явище, а діючих ярів у районі взагалі немає. У лісовому господарстві району необхідно враховувати наявність великої небезпеки вітрової ерозії ґрунтів, викликаної легким механічним складом і пилуватою їх структурою. Тому ліси Держлісфонду відіграють неоціненну роль.

 Із вище сказаного бачимо, що грунтово-кліматичні і гідрологічні умови в районі розташування підприємства сприятливі для вирощування основних сільськогосподарських та лісоутворюючих порід.

 Радивилівський район за напрямком розвитку являється агропромисловим районом.              Сільське господарство в районі направлене на розвиток зернових культур і тваринництва.

 Основними транспортними шляхами в межах району є: залізнична лінія Львів – Здолбунів, шосе загальнодержавного значення Львів – Рівне, шосе обласного значення Берестечко – Кременець. Із доріг місцевого значення: Радивилів – Добривода та ін. Має місце також розвинута сітка  ґрунтових доріг, недоліком якої є сезонна можливість експлуатації. Загальна протяжність доріг на 1000 га території складає: загального користування 9,6 км, всіх доріг 15,6 км.

РОЗДІЛ ІІ. АНАЛІЗ СИРОВИННОЇ БАЗИ

2.1. Аналіз сировинної бази створеної внаслідок людської діяльності

Радивилівський район за напрямком розвитку являється агропромисловим районом.              Сільське господарство в районі направлене на розвиток зернових культур і тваринництва. Посівна площа в Радивилівському районі у 2019 році становила 33,1 тис. га, площа під зернові культури – 19,152 тис. га, крім цього загальна площа лісового фонду становить 12575,7 га. 

В нашій роботі ми розглядаємо кілька сегментів постачання сировини для виготовлення паливних брикетів – лісове господарство, сільське господарство та луки у басейнах річок. В районі є кілька суб’єктів лісогосподарювання, це ДП СЛАП „Радивилівський держспецлісгосп”   загальною площею лісового фонду 5233,1 га, Радивилівське лісництво ДП „Дубенський лісгосп” загальною площею лісового фонду 6954,1 га. Річний об’єм заготівлі ДП СЛАП „Радивилівський держспецлісгосп” складає близько 10 тис. м³ деревини. В той же час у лісі залишається близько 2000 м³ порубочних решток, які підприємством не використовуються, а простіше кажучи спалюються на місці рубання (додаток А). Така ж ситуація і в Радивилівському лісництві Дубенського ДЛГ. Тут річний об’єм заготівлі складає близько 15тис. м³ деревини, об’єм порубочних решток – близько 3000 м³. Отже, сумарно, об’єм порубочних решток по лісових господарствах району складає близько 5000 м³, що у ваговому еквіваленті складає 4250 тонн.                                                                                                

Сільське господарство району представлене 45 СВК та приватними фермерськими господарствами, які займаються вирощуванням зернових культур, цукрового буряка, картоплі та овочів. Виробництво зернових культур у районі по роках наведено у таблиці 2.1. Виробництво зернових культур по району у 2019 році наведено у таблиці 2.2. Обсяг валового виробництва соломи зернових і зернобобових  19 тис. тонн, ріпаку – 8 тис. тонн, стебел кукурудзи – 10 тис. тонн за 2019 рік. Загальний обсяг соломи по району складає 37 тис. тонн.

Таблиця 2.1.

Виробництво зернових культур у Радивилівському районі по роках

Таблиця 2.2.

Виробництво зернових культур по Радивилівському районі у 2019 році

Поспілкувавшись з керівниками сільгосппідприємств району ми вияснили, що використання рослинних решток для власних потреб на цих підприємствах складає 50%. Отже невикористаними залишається 18500 тонн.

Найбільше підприємство району Радивилівський комбінат хлібопродуктів також має сировинні відходи (лушпиння гречки та інші) у кількості 40 тонн на рік (додаток Б).

2.2. Дослідження сировинної бази природного походження

В нашому районі протікає три малих річки: Слонівка, Ситенка, Пляшівка. Сумарна протяжність яких становить 106 км. Ці річки мають заплави у деяких місцях  шириною від 30 до 50 м. Це також одне із можливих джерел сировини для виготовлення паливних брикетів.

В своїй роботі ми вирішили дослідити об’єм сировини рослинного походження що можна отримати з одного га заплави річки. Для цього у заплаві річки Слонівка поблизу с. Немирівка ми відміряли пробну площу розмірами 40х50 м на якій заклали 9 рівновіддалених одна від одної пробних площадок розміром 1х1 м (додаток В). На цих площадках ми зібрали весь трав’яний покрив, а оскільки ми це проводили у зимовий період, то він був у напівсухому стані. Зібраний матеріал подрібнили, підсушили та розфасували в окремі пакети. Отримані зразки зважили на електронних вагах, дані занесено у таблицю 2.2.1.

Таблиця 2.2.1.

Результати зважування зразків сировини

Провівши математичні розрахунки, ми визначили масу сухої сировини яку можна отримати з одного гектара. Для цього ми склали відношення:

m  / s = M  /  S, де

s – загальна площа пробних площадок, м²;

m – загальна маса сировини на пробних площадках, кг;

S – загальна площа пробної площі,  м²;

M – загальна маса сировини на пробній площі, кг.

15,085 / 9 = М / 2000

М = 3,35 т

M  /  S = N / P, де

N – маса сировини на 1 га,

P – площа  10000 м²

3,35 / 2000 = N / 2000

N = 16,75 т

Отже, запас рослинної сировини у заплавах річок складає приблизно 16,75 т на га. Оскільки площа заплав річок складає  600 га, то запас рослинної сировини становить близько 10050 тонн.

Отож, у відсотковому еквіваленті доля сировини сільгоспвиробників становить 56,3%; лісгоспів – 12,9%; комбінату хлібопродуктів – 0,2 %; сировини природного походження – 30,6%. 

Діаграма 2.1. Розподіл сировини для виготовлення паливних брикетів за категорією надходження

РОЗДІЛ ІІІ. АНАЛІЗ ТЕХНОЛОГІЙ ПЕРЕРОБКИ РОСЛИННИХ РЕШТОК

В нашій роботі ми провели детальний аналіз ринку твердого палива в Радивилівському районі: основним твердим паливом  є кам’яне вугілля, дрова, та торфобрикети. Провели порівняння паливних характеристик брикетів, кам’яного вугілля та дров. Виявили всі переваги та недоліки даних видів палива.

Також ми проаналізували технологію виробництва паливних брикетів, серед яких є вітчизняні технології, а також західних країн та СНД. Західні технології є досить дорогими, тому час їх окупності буде досить довгим. Технології країн СНД є недосконалими та потребують додаткових коштів на вдосконалення. На вітчизняному ринку обладнання для виробництва паливних брикетів представлені виробники з Києва, Черкас та Львова.  Ця технологічна лінія складається із рубальної та дробильної машин, сушарки, екструдера або пресу та пакувальної машини.

Технологічна лінія з виробництва паливних блоків

    Фото 1. Рубальна машина                          Фото 2. Дробильна машина

     Фото 3. Сушарка                                           Фото 4. Прес (екструдер)

     Фото 5. Пакувальна машина                             Фото 6. Упаковані брикети

ВИСНОВКИ ТА ПРОПОЗИЦІЇ

У зв’язку з істотним подорожчанням основних енергоносіїв останнім часом питання альтернативних джерел палива стало найбільш актуальним. Місткість ринку і його купівельна спроможність в даний момент несумірні з наявністю таких альтернативних джерел. В Україні, на відміну від Європи, можна сказати, що ринок альтернативних паливних ресурсів знаходиться на самому початку свого зародження.

Паливні брикети мають широке застосування й можуть використовуватися для котлів центрального опалення, котлів на дерево та ін., відмінно горять у камінах і грубках, грилях та ін. Великою вигодою брикетів є сталість температури при згорянні протягом 2,5 годин.

Позитивним аспектом при використанні деревних брикетів у вигляді палива є їхній мінімальний вплив на навколишнє середовище при згорянні в порівнянні із класичним твердим паливом при однаковій теплотворній здатності як, наприклад вугілля, але в 15 разів меншим вмістом попелу (макс. 1.0%) який можна використовувати у вигляді мінерального добрива. Так, наприклад: при згорянні бурого вугілля – виникає 40% попелу, при згорянні чорного вугілля – виникає 20% попелу, при згорянні деревних брикетів –  виникає 0,5-1% попелу.

Паливні брикети, це паливо яке виробляється з поновлюваних природних джерел. Сюди входять в першу чергу відходи листяних і хвойних порід дерев, відходи сільгоспвиробництва (солома, лушпиння гречки, соняшника та ін.).

Радивилівський район за напрямком розвитку являється агропромисловим районом.              Сільське господарство в районі направлене на розвиток зернових культур і тваринництва. Крім цього загальна площа лісового фонду Радивилівського району становить 12575,7 га. 

В нашій роботі ми розглядаємо кілька сегментів постачання сировини для виготовлення паливних брикетів: лісове господарство – 12,9 %, сільське господарство – 56,3, комбінат хлібопродуктів – 0,2 % та природна сировина – 30,6 %.

В нашій роботі ми провели детальний аналіз ринку твердого палива в Радивилівському районі: основним твердим паливом  є кам’яне вугілля, дрова, та торфобрикети. Провели порівняння паливних характеристик брикетів, кам’яного вугілля та дров. Виявили всі переваги та недоліки даних видів палива.

Робота міні-заводу призведе не тільки до забезпечення району високоефективним твердим паливом власного виробництва, але й покращить екологічну ситуацію в районі:

• Переробка відходів, які на даний час не використовуються і завдають шкоди навколишньому природному середовищу;
• Під час спалювання брикетів не виділяється чадний газ який руйнує озоновий шар, а сірки в атмосферу виділяється лише 0,032 %, що в ніякій мірі не завдає шкоди навколишньому середовищу;
• Від згоряння брикетів утворюється попіл, який є екологічно цінним мінеральним добривом;
• Паливні брикети ідеально чистий продукт в санітарно-гігієнічному плані. Після термічної обробки біомаси в процесі виробництва, отримуємо „мертвий” продукт для паразитів (грибків, бактерій та ін.). Таке паливо не викликає алергічних реакцій навіть у астматиків.

Отже, ми вважаємо, що мета нашої роботи досягнута: доведено наявність великих обсягів сировинних матеріалів для виробництва паливних брикетів та підтверджено економічну доцільність встановлення даної лінії.

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1.Біопалива (технології, машини і обладнання) / [В.О. Дубровін, М.О. Корчемний, І.П. Масло та ін.] – К.:Енергетика і електрифікація, 2004. – 256 с.

2.Новітні технології біоенергоконверсії: Монографія / [Я.Б. Блюм, Г.Г. Гелетуха, І.П. Григорюк та ін.] – К.:Аграр Медіа Груп, 2010. – 360 с.

3.Биоэнергетика: мировой опыт и прогнозы развития / [Л.С. Орсик, Н.Т. Сорокин, В.Ф. Федоренко и др.]. - М.: Росинформ агротех, 2008. - 404 с.

4.Біоенергія в Україні – розвиток сільських територій та можливості для окремих громад: Науково-методичні рекомендації / [В.О. Дубровін, М.Д. Мельничук, Ю.Ф. Мельник та ін.] – К: НУБіП України, 2009. – 122 с.

5.Альтернативна енергетика: Навч. посібник для студ. вищ. навч. закл. / [М.Д. Мельничук, В.О. Дубровін, В.Г. Мироненко та ін.] – К.: Аграр Медіа Груп, 2011. – 612 с.

6.Гелетуха Г.Г. Використання місцевих видів палива для виробництва енергії в Україні / Г.Г. Гелетуха, Т.А. Железная, Ю.Б. Матвєєв, М.М. Жовнір // Промислова теплотехніка. – 2006. - Т. 28. - № 2. – С. 85-93.

7.Гомонай М.В. Производство топливных брикетов. Древесное сырье, оборудование, технологии, режимы работы: монография / М.В. Гомонай. – М.: ГОУ ВПО МГУЛ, 2006. – 68 с.

8. Проспекти ведучих компаній з розробок технологій та обладнання для виробництва твердого біопалива [Електронний ресурс]. Режими доступу до журн.: www.fuelalternative.com.ua; www.bioresurs.com.ua; www.evrobriket.ru; www.brikk.info; www.presmash.if.ua; www.briketmal.kiev.ua; www.eco-en.ru; www.jasko.ru; www.weima.com.ua; www.npk-atek.ru; www.bri.ru; www.brikettieren.de; www.ekko.com.ua; www.gama-pardubice.cz; www.testmer.com.pl; www.lesintech.ru; www.ecology-energy.ru

9. Сарана В.В. Багатокритеріальна оцінка сучасного обладнання для виготовлення паливних гранул і брикетів з відходів переробки сільськогосподарських культур та деревини / В.В. Сарана, М.М. Гудзенко, С.М. Кухарець // Науковий вісник Національного університету біоресурсів природокористування України. Серія: техніка та енергетика. – К.: НУБіП України, 2010. – Вип. 144, ч. 3. – С. 190-198.

10. Короткий словник-довідник найуживаніших термінів з екології, біотехнології та біоенергетики / [Д.О. Мельничук, М.Д. Мельничук, В.А. Гайченко та ін.] // За ред. акад. Д.О. Мельничука. – К.: НУБіП України, 2009. –310 с.

ДОДАТОК А

Фото 1, 2. Спалювання порубочних решток під час зачистки лісосік

ДОДАТОК Б

Фото 1.  Лушпиння гречки на міському сміттєзвалищі

Фото 2. Відходи від виробництва пшениці та ячменю

ДОДАТОК В

Фото1.  Сировина природного походження

Фото 1. Вилучений об’єм сировини з пробної площадки