В России необходимо построить несколько экспериментальных малоэтажных поселков, где будут использованы современные энергоэффективные технологии. Как сообщает РИА Новости, об этом заявил министр регионального развития Виктор Басаргин.
Такое заявление министр сделал на всероссийском конгрессе по малоэтажному строительству, на котором производители представили различные типы малоэтажных жилых домов. Министр отметил, что представленные образцы позволяют строить жилье себестоимостью 30 тысяч рублей за квадратный метр.

Ранее премьер-министр РФ Владимир Путин заявлял, что не менее 40 % россиян должны в скором времени должны получить возможность купить качественное жилье эконом-класса стоимостью 30 тысяч рублей за квадрат. При этом премьер отметил, что нужно стимулировать строительство недорогого и энергоэффективного жилья, отдавая приоритет малоэтажному строительству.

По данным экспертов, при строительстве энергоэффективных домов применяются различные теплоизоляционные материалы и конструкции, современные системы отопления, вентиляции и кондиционирования. Также используется дополнительное утепление фасада и кровли, светодиодная продукция, электрических (тепловые) насосы и другие энергосберегающие бытовые приборы.

Древесина была основным видом топлива до тех пор, пока в XIX веке на смену ей не пришли ископаемые топлива – уголь, а затем нефть и природный газ. Появление новых видов топлива, истощение лесов, а также постоянное увеличение потребностей в лесотехническом сырье для производства бумаги, строительных и других материалов привели к резкому сокращению использования древесины в качестве источника энергии. Однако при неблагоприятном положении дел с поставкой энергии в определенных районах мира роль древесины для производства тепловой энергии может вновь возрасти.

Структура расходования древесины в мире следующая:

• лесоматериалы – 57 %;
• производство бумаги – 28 %;
• древесное топливо – 4 %;
• отходы при заготовке и транспортировке древесины – 11 %.

Согласно этим данным, 85 % срубленного леса расходуется для производства лесоматериалов и бумаги, и только 4 % – в качестве топлива. Остальные 11 % приходятся на отходы при заготовке и транспортировке, причем в одних случаях их приходится удалять, в других они могут быть использованы в качестве источников энергии или сырья для различных технологических процессов, например для производства ДСП или ДВП.

Отходы, накапливаемые в процессе лесозаготовок и лесопереработки, можно разделить на две большие группы: отходы леса и производственные отходы.

Первые образуются непосредственно в лесу и включают опавшие ветки, погибшие деревья, остатки от сгоревших деревьев и отходы, возникающие в процессе отбраковки, заготовки и транспортировки. Реальная оценка общего количества отходов леса отсутствует. Наибольшее количество отходов приходится на отбраковку, а также на заготовку и транспортировку. С точки зрения энергоресурсов именно эти отходы представляют наибольший интерес в качестве альтернативного источника энергии.

Основное количество производственных отходов образуется в процессе переработки лесоматериалов и приготовления пульпы для производства бумаги.

Энергетический потенциал отходов лесозаготовок

Количество отходов в виде сломанных деревьев, а также кроны ветвей и корни деревьев, образующиеся при лесозаготовках, зависит от породы древесины, его географического местонахождения, методов заготовки, характера местности и других факторов. По оценкам на сегодняшний день, количество отходов находится в пределах от 9 до 89 тонн сухой массы на 1 га, в среднем – примерно 20 тонн на гектар.

Отходы при лесозаготовках преимущественно состоят из древесины и целлюлозы, и их основными составляющими элементами являются углерод, кислород и водород. На долю углерода приходится около 50 % массы, кислорода – 40 %, водорода – 5 %. Теплота сгорания отходов лесозаготовок составляет примерно 18610 кДж/кг сухой массы. Количество золы отходов зависит от метода их сбора. При выполнении некоторых операций в отходы попадают минеральные загрязнения в виде камней, грязи и песка, что приводит к резкому увеличению содержания золы. Обычно в древесине содержится 1 % золы, а в корнях – от 2 до 10 %.

Исходя из этого можно с уверенностью сказать что отходы лесозаготовок обладают значительным энергетическим потенциалом и могут использоваться в качестве дополнительных источников энергии в некоторых странах.

Энергетический потенциал отходов деревообработки при производстве лесоматериалов

Производственные отходы, образующиеся в процессе деревообработки и используемые в качестве источника энергии, состоят главным образом из коры и горбыля.

Основными элементами отходов являются углерод, кислород и водород, на долю которых приходится соответственно 50, 40 и 6 % из сухой массы; теплота сгорания отходов составляет от 19420 до 22300 кДж/кг – в зависимости от породы древесины.

Содержание влаги в древесине и древесной коре колеблется в значительных пределах. Это объясняется не только наличием связанной воды в пористой структуре, но и влиянием на содержание воды времени года, а также географического расположения деревьев. Содержание влаги также зависит от способов хранения и транспортировки древесины. Так, например, при транспортировке лесоматериалов по воде содержание влаги в них может достичь 80 %. В горбыле содержание влаги, как правило, не превышает 50 %.

В настоящее время 37 % сухой массы отходов, образующихся в процессе деревообработки, используется для производства древесной массы и бумаги; 27 % расходуется в качестве топлива. Увеличение потребности как в сырье, так и в источниках энергии, несомненно, приведет к снижению количества неиспользуемых отходов.

С точки зрения получения дополнительных источников энергии наибольший интерес представляет два вида отходов, образующихся в процессе производства древесной массы и бумаги, – кора и отходящий щелочной раствор. Кора представляет собой наружный слой древесины и сдирается с помощью машины. Отходящий черный щелочной раствор представляет собой жидкость, которая накапливается в процессе подготовки древесной массы и характеризуется высокой концентрацией растворенных в ней органических соединений.

Черный щелочной раствор образуется в процессе щелочной и сернокислотной обработки древесины и содержит около 98 % щелочи, введенной в процесс расщепления целлюлозы и растворения лигнина при выделении свободной клетчатки и твердые вещества. Раствор отличается относительно высокой концентрацией карбоната натрия. Для регенерации щелочи черный раствор выпаривают, в результате чего содержание твердых веществ возрастает до 45-70 %. Теплота сгорания сухого вещества составляет 15400 кДж/кг. Одновременно в сухом веществе содержится определенное количество загрязнений, что может вызвать затруднения, связанные с эксплуатацией регенерационного оборудования.

Вопросы альтернативных источников энергетики, поисков экологически чистого и высокоэффективного дешевого энергоносителя, легкодоступного и практически неисчерпаемого источника энергии давно и прочно заняли ведущее место в перечне проблем, влияющих на перспективу дальнейшего не только развития, но и существования всего человечества.

Один из энергоносителей, отвечающий многим из этих требованиям, давно известен – водород. Водородная энергетика обладает огромным потенциалом и на то есть множество причин.

Запасы водорода неисчерпаемы и легкодоступны и автоматически возобновляемы, что устраняет затраты на поиск и разработку месторождений, а также на восполнение заменителями изъятых объемов при подземных разработках и на использование или восстановление отработанных пород:

• во-первых, основное «месторождение» – вода, разложение молекул которой дает чистый водород. Источниками водорода могут быть уголь, газ, биомасса – как отходов, так и живых растений. У некоторых представителей группы зелёных водорослей, например, Chlamydomonas reinhardtii, при нехватке кислорода и серы резко ослабевают процессы фотосинтеза, и начинается бурная выработка водорода. Этот эффект был обнаружен в конце 90-х годов прошлого столетия исследователем из Беркли, Анастасиос Мелис.
• во-вторых, в результате сгорания водорода с доступом кислорода образуется снова вода, побочных продуктов сгорание не дает, нет не сгоревших частиц пепла, запыляющих атмосферу, нет выбросов вредных газообразных соединений типа углекислого газа (парниковых газов).

Не последнее слово среди преимуществ водородной энергетики играют и энергетические показатели водорода. Теплота сгорания водорода наиболее высока, энергоотдача водорода при соединении с кислородом составляет 120,7 ГДж на тонну. Эффективность сгорания, в частности в двигателе внутреннего сгорания, у водорода на 30-40 % выше, чем у используемых сейчас углеводородов (производные нефти, природный газ). Водород в топливных элементах при использовании на транспорте имеет эффективность на 100-200 % выше, чем бензин. Применение в двигателях внутреннего сгорания благодаря уникальным свойствам водорода, дает возможность повысить по сравнению с бензиновыми двигателями КПД двигателя на 50-70 %.

Вторым достоинством водородной энергетики является экологичность. В процессе сгорания водорода образуется самая обыкновенная вода, которая безопасна для окружающей среды. При использовании в качестве топлива водородометановых смесей резко снижается токсичность выбросов: при сгорании смеси с содержанием водорода 20-40 % по объёму (5-10 % по весу) токсичность выбросов в 2-4 раза меньше, чем при сгорании безводородного топлива, при этом на 35-40 % уменьшается эксплуатационный расход топлива и на 20-25 % увеличивается эксплуатационная экономичность. При работе двигателей, использующих смеси с долей водорода 20 %, выполняются нормы Евро-4, а с долей 44-48 % – Евро-5. Правда, ради объективности, стоит упомянуть о том, что современные технологии промышленного производства водорода не отличаются высокой экологичностью, но в общем от внедрения водородной энергетики природа все-таки будет в выиграше.

Взяв к вниманию только эти преимущества водорода можно без доли сомнения констатировать, что у водорода огромное будущее, и в первую очередь – в качестве источника энергии. Мировая промышленность живо отреагировала: производство водорода ведется уже достаточно давно. Водород используют не только для потребностей отдельных производств (аммиака, метанола, мыла и пластмасс, маргарина из жидких растительных масел, упаковочного газа, для атомно-водородной сварки), но и в качестве энергоносителя – и в виде топливных элементов и как непосредственного топлива, в частности, ракетного, а в последние десятилетия – топлива для легкового, грузового и пассажирского транспорта.

США, Япония, страны Евросоюза уже более 30 лет постепенно переводят на водород все: крупные предприятия, автомобили, автобусы. В Лондоне в настоящее время эксплуатируется более 8000 автобусов с двигателями внутреннего сгорания, работающими на водороде. Не останавливают своих исследований в области использования водорода для двигателей и ведущие автомобилестроительные компании, из года в год демонстрирующие на автомобильных выставках свои достижения. На данном этапе большинство уважающих себя автомобильных компаний могут похвастаться общественности прототипами автомобилей на водороде. До повсеместного внедрения водородной энергетики на транспорте дело еще не дошло, но эти времена уже на за горами.

Мир осознал, что водород – один из лучших источников энергии, и рано или поздно он все равно займет пальму первенства.

Потенциальными источниками энергии могут быть остатки только органического характера, поэтому с точки зрения возможного использования промышленных отходов для получения энергии наибольший интерес представляют отходы пищевой промышленности. При производстве различных пищевых продуктов образуются различные отходы. Так, например, в отходах фруктов содержится большое количество сахара и пектина, в отходах продовольственного зерна – крахмал и целлюлоза. При этом в отходах фруктов содержится больше клетчатки, чем в отходах зерна, а в отходах мясной промышленности содержится гораздо больше протеина, по сравнению с фруктовыми и овощными отходами.

В связи с тем, что продукты пищевой промышленности транспортируются и грузятся преимущественно с большим содержанием влаги, значительная часть твердых компонент находится в растворенном или взвешенном состоянии. Поэтому для характеристики физического состояния пищевых отходов наиболее подходящим термином является суспензия. В перерабатываемых овощах содержание твердых отходов, не относящихся к взвешенным твердым веществам, колеблется в пределах от 100 кг/т при консервировании помидор до 670 кг/т при консервировании обыкновенной тыквы.

Содержание большого количества влаги в отходах пищевой промышленности существенно ограничивает возможность получения из них тепловой энергии путем прямого сжигания отходов. Поэтому наиболее целесообразно, вероятно, их использовать для получения метана. Однако, возникающие при этом транспортные и экономические трудности, а также сильная конкурентоспособность со стороны сельского хозяйства, поскольку оно может использовать пищевые отходы в качестве корма для животных, приводит к тому, что отходы пищевой промышленности не представляют большого интереса для производства энергии ни путем превращения в метан, ни каким-либо иным способом. Исключение составляют лишь два вида пищевых отходов: отходы семян персиков, слив, абрикос, вишен, маслин, орехов и отходы сахарного тростника.

В конце 60-х годов прошлого столетия в США (штат Калифорния) была построена первая в мире фабрика по производству топливных брикетов из отходов семян и шелухи. Сегодня таких фабрик намного больше – они есть практически во всех развитых странах.

Большое внимание уделяется экономическому потенциалу отходов сахарного тростника, получающихся при извлечении сахара, которые составляют порядка 30 % массы самого сахарного тростника. Количество сухих отходов сахарного тростника велико – только для США эта цифра составляет примерно 1,3 млн. тон в год (данные по 2001 году).

По содержанию углерода, водорода и кислорода отходы сахарного тростника подобны органическому веществу растений. Если допустить, что теплота сгорания отходов сахарного тростинка составляет 18 930 кДж/кг, то энергоемкость отходов, выражается в огромных цифрах.

Этим воспользовались страны, в которых хорошо развито производство сахара из сахарного тростника. Например, в 2001 году на Гавайских островах за счет сжигания отходов сахарного тростника было получено порядка 18 % всей электроэнергии, а после пуска на острове Кауаи электростанции мощностью 21,7 МВт удается ежегодно экономить свыше 16 тыс. куб. м нефти в год.

Президент Барак Обама сегодня объявил о ряде шагов, его администрация предпримет в рамках своей комплексной стратегии повышения энергетической независимости при строительстве фундамента для новой экономики чистой энергии, и свое обещание по увеличению рабочих мест.

На встрече с двухпартийной группой губернаторов во всей стране, президент заложил три основы, которые будут работать сообща, чтобы увеличить производство биотоплива и сократить опасную зависимость от иностранной нефти.

Администрация Обамы объявила что намерена стимулировать экономический рост в регионе тем самым создать постройки более энергоэффективными.

Здания потребляют почти 40 процентов американского потребления энергии и выбросов углерода. Совершенствование эффективности строительства обеспечит значительные преимущества – сокращения использования энергии, снижения коммунальных платежей и снижению выбросов углекислого газа.

В это воскресенье, 14 февраля, министр энергетики Стивен Чу появится в шоу Extreme Makeover: Home Edition. Министерство энергетики и Национальной Лаборатории Oak Ridge работали со строителями, чтобы предоставить техническую помощь, поскольку они спроектировали и построили высокий эффективный дом и учебный центр в Вашингтоне, округ Колумбия.

Строители использовали самые последние «зеленые» технологии, в том числе изолированние бетонного фундамента, трехслойные изолированные окна, гибридных электрических водонагревателей и геотермальных тепловых насосов, компактные флуоресцентные освещения, а также солнечных панелей для производства электроэнергии.

Программа будет транслироваться в это воскресенье, 14 февраля с 9 – 11 вечера по восточному поясному времени по ABC.