Современный рынок малой энергетики всё больше акцентирует внимание на максимально эффективном использовании как первичных, так и вторичных энергетических ресурсов. Об этом явно свидетельствует большое количество проектов, направленных на более эффективное энергоснабжение промышленных и коммунальных предприятий.

Сейчас уже ни для кого, имеющего профессиональное отношение к энергетике, термин «когенерация» (комбинированная выработка электроэнергии и тепла) не является новым. Преимущества когенерации, в сравнении с обычными процессами выработки электроэнергии, очевидны. Среди них, в первую очередь, следует отметить увеличение эффективности использования топлива до 80~90%, более чем удовлетворительные экологические показатели и автономность систем когенерации.

Необходимо также отметить ещё один аспект, который делает систему когенерации крайне привлекательной, – возможность использования вторичных энергетических ресурсов, или продуктов сгорания природного газа. Наибольший интерес представляет диоксид углерода (углекислый газ), содержащийся в продуктах сгорания и использующийся для подкормки тепличных культур. Первый положительный опыт его применения для подкормки растений был получен ещё в начале 20 века.

В последующие годы были предложены многочисленные варианты использования продуктов сгорания газообразного топлива с целью повышения (примерно на порядок) содержания углекислого газа в теплицах и доведением концентрации CO2 с 0,03% в воздухе до 0,3% в атмосфере установок защищенного грунта. Работы, проведённые в этом направлении Энергетическим институтом им. Г. М. Кржижановского и Институтом физиологии растений им. К. А. Тимирязева АН СССР, подтвердили высокую эффективность метода. Отмечалось ускоренное развитие растений, возможность получения ранних овощей, увеличение сбора зеленой массы и цветов.

Система осуществляет работу по следующей схеме: когенерационная установка вырабатывает электроэнергию и утилизирует тепло систем смазки и охлаждения. Параллельно с этим происходит выброс продуктов горения. Эти продукты проходят специальный процесс очистки, затем охлаждаются в обычном теплообменнике до допустимой температуры (примерно 50 °С). С помощью специальных лопастных турбовениляторов они смешиваются с воздухом в теплице, а также доставляются непосредственно к основаниям растений

В настоящее время подобный способ применяется во многих странах мира, таких как Бельгия, Дания, Франция, Испания, Великобритания, Португалия. Наиболее типичным примером является тепличное хозяйство Голландии, где долголетний опыт культивирования цветов и овощей сделал эту систему уникальной, не имеющей аналогов на данный момент. Постройка теплиц особой конструкции решила все проблемы, связанные с климатом страны. Конструкция теплиц и сопутствующего оборудования обеспечивает необходимый запас энергии за счёт применения когенерационных установок. В свою очередь, двуокись углерода, использующаяся в замкнутых пространствах теплиц, стимулирует рост растений посредством фотосинтеза.

В процессе утилизации выхлопных газов одной из наиболее важных проблем является, очистка и преобразование продуктов горения до чистого оксида углерода. Известно, что продукты сгорания топлива малых когенерационных установок содержат углекислый газ в больших количествах. Но помимо CO2 в них содержатся также оксиды азота NOx, углеводороды CH, монооксиды углерода CO. С целью уменьшения содержания вредных примесей применяется специальная система на основе селективного каталитического конвертора и катализатора, которые могут устанавливаться между газовыми двигателями и системой охлаждения выхлопных газов. За счёт использования аммиачной воды (мочевины), которая впрыскивается в выхлопной газ, содержание оксидов азота в этой системе уменьшается почти на 90%.
Мочевина, известная как карбамид или гидразин углерода, получается в процессе реакции между жидким аммиаком NH3 и углекислым газом CO2. При взаимодействии с продуктами горения мочевина начинает разлагаться до аммиака, который, вступая в реакцию с оксидами азота, превращает их в «безобидный» азот N2.

Химический процесс протекает следующим образом:

4NO+4NH3+O2=N2+6H2O 
6NO2+8NH3=7N2+12H2O
NO+NO2+2NH3=2N2+3H2O 
O2+4NO+4NH3=4N2+6H2O
NH3+NOx+O2=N2+H2O+CO2

После тщательной очистки углекислый газ поступает непосредственно в теплицу, где смешивается с воздухом и в процессе фотосинтеза поглощается растениями:

6CO2+12H2O +(свет) = C6H12O6+H2O+6O2

Известно, что необходимыми условиями для роста растений являются тепло, свет и углекислый газ. В процессе фотосинтеза, с участием хлорофилла как катализатора, СО2 в растениях преобразуется в углерод, что способствует их бурному росту. В окружающем воздухе содержатся около 350 объемных долей углекислого газа. Для активного роста, в зависимости от вида растений, в атмосфере теплицы содержатся от 700 до 800 объемных долей СO2 (1 ppm – 1 микролитр углекислого газа на 1 л воздуха). Причем при усиленном ассимиляционном освещении, которое подается в теплицы, поглощение растением СО2 значительно увеличивается. За счет обогащения атмосферы теплицы углекислым газом рост высаженных культур, а следовательно и урожайность можно повысить натуральным и экономичным способом почти на 40%.

Исследования в области экономической состоятельности применения когенерации для отопления теплиц и углекислого газа для подкормки растений доказывают высокую эффективность рассматриваемых процессов. Можно провести приблизительные расчёты стоимости сопутствующего оборудования для современных теплиц.

  • Во-первых, экономия средств на электроэнергию при использовании мини-ТЭЦ составляет от 0,8 до 1 рубля за каждый выработанный установкой кВт.ч.

За один год (8000 часов работы) мини-ТЭС мощностью 1 МВт при среднегодовой нагрузке в 75% вырабатывает: 0,75x8000=6000 МВт.ч.

Экономия при работе такой установки составит примерно 5 млн рублей в год.

  • Во-вторых, совершенно очевидна экономия в использовании углекислого газа, как одного из наиболее важных удобрений, способствующих интенсивному росту растений. За один час мини-ТЭС мощностью 1 МВт при среднегодовой нагрузке 75% вырабатывает 372 м3 углекислого газа нормального давления, с содержанием СО2 на уровне 700 ppm. Экономия при получении углекислого газа таким способом составит примерно 0,24 рубля на 1 м3 углекислоты. Таким образом, дополнительная экономия от использования системы утилизации выхлопных газов будет порядка 900 тыс. рублей в год при достаточно невысокой стоимости дополнительного оборудования – около 200 тыс. рублей на 1 МВт установленной электрической мощности.

С учётом всех преимуществ когенерации урожайность отдельно взятой теплицы возрастает примерно на 40%. Таким образом, если при определённой урожайности 1 м2 теплицы приносит доход 5000 рублей в год, то при использовании когенерации с системой утилизации выхлопных газов эта сумма увеличится до 7000 рублей.
Одной из корпораций, занимающейся реализацией подобных проектов, является испанская Guascor. Уже более 30 лет она разрабатывает и продаёт когенерационные системы. Примером реализации принципа когенерации в тепличном хозяйстве является система, созданная компанией Guascor для испанской фирмы ENDANEA. Она состоит из двух модулей Guascor FGLD360/55 электрической мощностью 475 кВт и обеспечивает потребности тепличного хозяйства в электроэнергии и горячей воде для нужд теплофикации.
Таким образом, преимущества использования технологии когенерации в теплицах действительно очевидны. Среди них, прежде всего, нужно отметить следующие:

  • увеличение урожайности каждой отдельно взятой теплицы;
  • бесперебойное снабжение углекислым газом и теплом;
  • максимальная безопасность эксплуатации;
  • дополнительные выгоды за счёт сэкономленных средств на подкормку растений.

В сложившихся условиях истощения энергетических ресурсов не только в нашей стране, но и во всём мире более рациональное использование любых источников энергии в том или ином виде является необходимым условием успешного развития экономики страны.

В.С. Беляков, Д.Г. Сазонов

Журнал "Турбины и Дизели"

Израильский стартап Prospera собрал $7 млн инвестиций на создание системы наблюдения за ростом и развитием сельскохозяйственных культур, и оптимизации деятельности фермеров. Она позволяет следить за ростом растений и диагностировать заболевания на ранних стадиях, в том числе — в парниках.

Система Propsera устанавливается в оранжереях или на полях и использует RGB-камеру и облачное ПО для сбора и анализа всей той информации, которой недостает фермерам. Машинное обучение анализирует собранные данные и сообщает обо всем важном пользователю не раз в две недели, когда он обходит поля, но и не перегружает их лишней информацией.

Помимо камеры, в комплект Prospera входят солнечная панель и сенсоры температуры, влажности и излучения. Все это позволяет более точно, чем со спутников или дронов, оценить состояние культур. Кроме того, система работает и в парниках.

По словам президента и сооснователя компании, Дэниэля Коппеля, сегодня у агрономов в распоряжении множество разнообразных технологий, от датчиков состояния почвы и погодных сенсоров до аэросъемок с помощью дронов и спутников. Однако, фермерам все равно не хватает полной картины — к примеру, все эти инструменты не могут подсказать, когда на помидорах или картофеле начинают развиваться заболевания вроде фитофтороза или заводится томатная моль.

«Мы видим, как растения растут, какой у них цвет, плотность и качество цветов, ягод, есть ли пчелы и нет ли на листьях болезней», — говорит Коппель.

Технология Prospero уже используется на фермах Испании и Мексики. Среди клиентов стартапа Walmart, Tesco, Sainsburys и Aldi, пишет TechCrunch.

Нехватку земли под фермы голландские инженеры предложили решить по-привычке, за счет моря. На плавучих платформах будут выращивать траву, содержать коров и готовить молочные продукты. В день такая ферма на 40 коров будет производить примерно тонну молока. А если местные жители будут плохо покупать его - можно уплыть к другому городку.

Компания Beladon представила концепцию плавучих молочных ферм. Они будут работать по принципу закрытой экосистемы: на платформах будут выращивать траву, содержать коров и готовить молочные продукты. В день такая ферма сможет производить до 260 галлонов (примерно 988 литров) молока. Первая конструкция такого типа появится Роттердаме, сообщает The Inhabitat со ссылкой на The Guardian.

Разработкой концепции плавучих ферм займется Beladon совместно с молочной компанией Courage и организацией Uit Je Eigen Stad, которая специализируется на сельском хозяйстве в городских условиях.

Плавучая ферма будет вмещать 40 коров и производить более 260 галлонов молока в день. Она будет работать по принципу замкнутой экосистемы.

Коровы будут находиться на верхней «палубе», полы которой будут покрыты мягкой мембраной — сквозь нее выделения от животных будут проникать в нижний отсек. В нем жидкость будет очищаться и использоваться для полива травы, люцерны, красного клевера и других кормовых культур. На этом же этаже расположится молочное производство.

 

Будущее сельского хозяйства — умное фермерство

Животные смогут свободно перемещаться между стойлами и доильными аппаратами. Иногда коров будут выводить на обычные луга.

Коровий навоз будет собирать специальная машина. Его будут утилизировать прямо на месте или отправлять на ближайшие фермы.

Beladon предлагает строить плавучие фермы из бетона и оцинкованной стали, а также покрывать их солнечными панелями.

Примерная стоимость проекта оценивается в $2,7 млн. Первая плавучая ферма должна появиться в Роттердаме. Организации уже начали вести переговоры с местными властями, чтобы решить одну из главных проблем футуристичных молочных платформ — ароматы, которые будут неизбежно сопровождать ферму во время плавания.

После глубокого анализа современного рынка специалисты информационного агентства INFOLine подготовили отраслевой Обзор «Крупнейшие проекты строительства тепличных комплексов РФ. Проекты 2016-2019 годов».

В рамках подготовки обзора специалисты INFOLine выявили, что в настоящее время запущено около 45 крупных проектов тепличных комплексов в разных регионах страны, крупнейшие из которых:

· Тепличный комплекс в Тамбовской области от ООО Русагро-Овощи". Проект находится в стадии строительства. Объем инвестиций составил 362 млн. долларов. Срок окончания строительства: 2017 год

· Строительство тепличного комплекса "Воронежский" компании "ЭКО-культура". Комплекс возводится в Воронежской области компанией ООО. На сегодняшний день в него инвестировано 243 млн. долларов, теплицы на этапе строительства. Закончить возведение объекта планируется в 2019 году.

· К лидерам в области тепличных комплексов относится и овощной тепличный комплекс в Ставропольском крае, возводимый ООО "Солнечный дар". Объем инвестиций составил 220 млн. долларов, сейчас объект находится в состоянии нулевого цикла. Планируемый срок окончания строительства: 2018 год.

Также ООО "ЭКО-культура", возводит тепличные комплексы в Тульской и Московской областях. Кроме этого в Московской области создается большой агрокомплекс «Иванисово» под руководством ООО "Виктория Эстейт".

Все перечисленные комплексы должны стать важнейшей частью российской экономики и обеспечить круглогодичное выращивание овощей. Все перечисленные объекты находятся в стадии проектирования или подготовительных работ. Первым будет построен агрокомплекс «Иванисово», уже в 2016 году. Окончание возведения остальных зимних теплиц планируется в 2017 – 2019 годах.

«Около 3 тыс. га составит площадь тепличных хозяйств в России в 2016 году», - заявил министр сельского хозяйства РФ Александр Ткачёв в ходе брифинга, рассказывая о государственной программе развития сельского хозяйства.

В течение пяти лет планируется восполнить дефицит тепличных овощей и перейти на полное обеспечение страны собственными тепличными овощами. По оценке INFOLine для этого необходимо удвоить общую площадь тепличных хозяйств и заложить 400 га новых зимних теплиц.

Стоило подвергнуть бактерию генетической модификации и она начала производить источники топлива. В процессе размножения бактерия производила спирты с эффективностью 6% и биомассу с эффективностью 10,6%. Вот это да!

Химик из Гарвардского университета Дэниэл Носера со своими коллегами разработал бактерию, которая преобразует углекислый газ и водород в алкогольное топливо и биомассу. Исследование, о котором пишет Phys, скоро должно быть опубликовано в журнале Science.

Ученые подвергли бактерию Ralston eutropha генетической модификации, после чего она смогла впитывать углекислый газ и водород и производить на их основе аденозинтрифосфат (АТФ). Затем химики применили технологии микробиолога и биотехнолога Энтони Сински и заставили бактерию преобразовывать АТФ в различные виды спиртов — изопентанол, изобутанол и изопропанол.

По словам Носера, в процессе размножения бактерия производила спирты с эффективностью 6% и биомассу с эффективностью 10,6%. Для сравнения растения используют сходные процессы для преобразования солнечного света и углекислого газа в биомассу, но коэффициент эффективности при этом составляет всего 1%.

Бактерии обладают широким спектром применения. Они не только смогут поглощать излишки углекислого газа, который загрязняет атмосферу, но и вырабатывать спирты и биомассу, которые служат хорошими источниками топлива. А так как при сгорании они будут выделять углекислый газ, то такие источники по определению будут считать углеродно-нейтральными.

МСП Банк и банк «Возрождение» в рамках заключенного соглашения о поддержке малого и среднего бизнеса направляют 120 млн рублей на реконструкцию одного из крупнейших в России тепличных комплексов по выращиванию роз.

Проект реализует ОАО «Мир цветов» – это современное предприятие, расположенного в поселке Кадошкино Республики Мордовия, созданное в 2005 году и использующее самые прогрессивные технологии выращивания роз в защищенном грунте.

Кредитные средства будут направлены на приобретение нового оборудования – систем освещения, туманообразования, экранирования, обработки растений специальными препаратами. Часть средств направят на автоматизацию системы управления вентиляцией на трех из шести действующих гектарах тепличного комплекса, а также на покупку новых саженцев роз.

«Синергия различных инструментов господдержки позволяет создать максимально эффективные условия реализации проекта для субъектов МСП. Так, поддержка МСП Банка позволила нам предоставить компании «Мир Цветов» долгосрочное доступное финансирование и укрепить залоговую массу по сделке гос. гарантией I категории качества. Мы исторически активно используем возможности господдержки при кредитовании субъектов МСП, помогая ключевому клиентскому сегменту банка успешно развивать свой бизнес» — комментирует Ирина Семенова, Старший Вице-Президент банка «Возрождение».

ОАО «Мир цветов» создано в 2005 году. Это современное предприятие, которое использует прогрессивные технологии выращивания роз в защищенном грунте. «Мир цветов» первыми в России стали выращивать розы сорта Red Naomi, применять биологическую защиту растений, использовать систему подачи жидкого углекислого газа для питания растений. Развитие предприятия является очередным этапом реализации республиканского проекта по финансово-экономическому развитию территорий. Тепличный комплекс вышел на полную производственную мощность в 2012 году, ежегодно предприятие поставляет порядка 13,3 млн роз.

На заседании президиума московского правительства было предложено расширить нестационарную торговлю и разрешить устанавливать при магазинах палатки с цветами, мороженым, фруктами и овощами.

Временные шале и лотки должны быть на расстоянии не далее 5-ти метров от входа в магазин, считает Алексей Немерюк, возглавляющий столичный департамент торговли и услуг.

Принять участие в эксперименте смогут 13 тыс. продовольственных и 1,5 тыс. цветочных точек.

В Краснодарском крае в течение 5 лет планируется строительство новых фруктохранилищ, которые вместили бы в себя не менее 45 тысяч тонн продукции. Об этом в ходе 50-й сессии заксобрания региона сообщил и.о. министра сельского хозяйства Сергей Орленко.

По его словам, активная работа по реконструкции имеющихся фруктохранилищ уже ведется, кроме того, крупными хозяйствами устанавливаются линии по калибровке фруктов.

"На сегодняшний день на территории Кубани имеются фруктохранилища общим объемом около 135 тысяч тонн единовременного хранения", – уточнил Орленко.

По его словам, сейчас на долю Краснодарского края приходится около 40% российского винограда и ягод.

Он также отметил, что основной стратегической задачей остается импортозамещение.

"Здесь мы видим следующие точки роста: в первую очередь, осуществить раскарчовку старых садов на площади 7 тысяч гектаров и не менее 1,2 тысячи гектаров отвести под саженцы, а также осуществлять строительство современных фруктохранилищ на ближайшие годы", – заключил Орленко, добавив, что в текущем году в рамках господдержки на развитие садоводства в 2016 году предусмотрено 378 млн рублей, в том числе 80 млн рублей из краевого бюджета.

К 2020 году в России планируется построить не менее 1500 гектаров новых современных теплиц. Ежегодный прирост строительства составит 300 гектаров, заявил первый зам. министра сельского хозяйства РФ Джамбулат Хатуов на расширенном заседании итоговой коллегии ведомства.

В 2015 году на компенсацию понесенных затрат на строительство и модернизацию объектов тепличного производства инвесторами был направлен 1 миллиард рублей, что позволило увеличить сбор тепличных овощей на 4% — до 700 тыс. тонн. В 2016 году на эту меру поддержки будет направлено еще порядка 3 млрд рублей, что обеспечит прирост производства тепличных овощей на 100 тыс. тонн.

Однако, по словам первого замминистра, такие темпы недостаточны. «Чтобы реализовать поставленные задачи по импортозамещению в ближайшие 5 лет мы должны удвоить эту цифру и ежегодно производить дополнительно 200 тыс. тонн овощей», — подчеркнул Хатуов.

В свою очередь президент Национального союза овощей Сергей Королев сказал, что существенно повысилась инвестиционная привлекательность тепличного овощеводства. «За 3 года мы выросли в объемах производства на 18%. Это самая быстрорастущая подотрасль на сегодняшний день. За прошлый год введено в оборот 206 гектаров теплиц, из них 154 гектара зимних теплиц — это большой объем инвестиций», — отметил он.

Активисты курского отделения Общероссийского народного фронта и руководители садоводческих хозяйств и блока АПК региональной администрации провели в Обояни круглый стол на тему «Современное садоводство: состояние, проблемы и перспективы развития». На нем было предложено реализовать импортозамещающие проекты во фруктовой отрасли.

К началу текущего года в области плодово-ягодные насаждения занимали до 7 тыс. га, а только в нескольких районах осталось товарное производство.

Хранение яблок в Курской области пока обеспечено на одну треть от потребности региона. Необходимо создать местные овощехранилища, организовать логистическую систему, поддерживать переработку фруктов и ягод за счет средств бюджета.

Опрос

Что Вы знаете о тепловых насосах

Другие опросы...