calcal.ru
🌿 Инженерия / Энергетика

Калькулятор биомассы и биоэнергетики

Теплота сгорания биомассы, котлы на биотопливе, биогаз из отходов, производство пеллет, экономический анализ, сравнение выбросов CO₂.

Теплота сгоранияКотёл на биомассеБиогазПеллетыЭкономикаВыбросы CO₂
Загрузка калькулятора...
6
расчётных модулей
80+
млн т у.т. потенциал РФ
3–4
млн т пеллет/год в РФ
90%
снижение CO₂ vs уголь

Биоэнергетика: основы и принципы

Биоэнергетика — отрасль возобновляемой энергетики, использующая энергию органических материалов (биомассы) для производства тепла, электричества и моторного топлива. Биомасса включает древесину, сельскохозяйственные отходы, навоз, органические отходы предприятий и торф. Энергия биомассы — это аккумулированная солнечная энергия, зафиксированная растениями в процессе фотосинтеза. Расчёты по другим видам ВИЭ доступны в калькуляторе возобновляемой энергетики.

Ключевое преимущество биоэнергетики — углеродная нейтральность: CO₂ при сжигании был ранее поглощён из атмосферы. Россия обладает огромным биоэнергетическим потенциалом: более 800 млн га лесных угодий, десятки миллионов тонн сельскохозяйственных отходов, развитая деревообрабатывающая промышленность. По данным экспертов, потенциал биоэнергетики в РФ оценивается в 80–100 млн т условного топлива в год.

Теплота сгорания и виды биотоплива

Теплота сгорания (калорийность) — количество энергии, выделяемое при полном сжигании единицы массы топлива. Для биомассы ключевой фактор — влажность: чем она выше, тем меньше доступной энергии, поскольку часть тепла расходуется на испарение воды (2,442 МДж на каждый килограмм влаги).

Древесные пеллеты (гранулы) — наиболее технологичный вид биотоплива с теплотворностью 17–19 МДж/кг при влажности 6–8%. Щепа и дрова имеют более широкий диапазон характеристик в зависимости от породы и влажности. Лузга подсолнечника — перспективное биотопливо для южных регионов России (15–17 МДж/кг).

🔥Теплота сгорания

Расчёт калорийности биомассы с учётом влажности и состава.

Qраб = Qсух(1 − W) − 2,442W
Пеллеты: 17–19 МДж/кг

⚙️Биогаз

Анаэробное сбраживание органических отходов в метантенке.

CH₄ (60%) + CO₂ (40%)
1 м³ CH₄ = 9,97 кВт·ч

🌍Углеродная нейтральность

Замкнутый углеродный цикл: фотосинтез → сжигание → CO₂ → фотосинтез. Рассчитайте полный углеродный след вашей деятельности с помощью калькулятора углеродного следа.

CO₂ нетто ≈ 0,03 кг/кВт·ч
vs уголь: 0,34 кг/кВт·ч

6 модулей биоэнергетики

Комплексный набор инструментов для расчёта характеристик биомассы, проектирования котельных, биогазовых установок и экономического анализа

🔥

Теплота сгорания

Расчёт калорийности 12 видов биомассы: дрова, пеллеты, щепа, солома, лузга, торф. Учёт влажности по формуле Менделеева. Эквивалент в газе, угле, дизеле.

🏭

Котёл на биомассе

Подбор мощности котла, расход топлива (кг/ч, т/сутки, т/год), годовая выработка тепла, объём склада топлива, расход дымовых газов.

⚙️

Биогаз

Выход биогаза из 8 субстратов (навоз, силос, пищевые отходы), метановый потенциал, объём реактора, электрическая и тепловая мощность КГУ.

🪫

Пеллеты

Производство древесных гранул: баланс сырья, удаляемая влага, энергозатраты на сушку и прессование, теплотворность, энергетическое соотношение.

💰

Экономика

Стоимость тепла от биомассы (руб/кВт·ч, руб/Гкал), сравнение с газом и электричеством, годовая экономия и срок окупаемости котельной.

🌍

Выбросы CO₂

Сравнение углеродного следа биомассы с углём, газом, мазутом. Предотвращённые выбросы, эквивалент в деревьях и автомобилях.

Биоэнергетические ресурсы России

Лесная биомасса

  • Площадь лесов — более 800 млн га (1-е место в мире)
  • Заготовка древесины — около 200 млн м³/год
  • Отходы лесопиления — 40–50 млн т/год
  • Пеллетное производство — 3–4 млн т/год (2–3 место в мире)
  • Основные регионы — Архангельская, Вологодская обл., Красноярский край

Сельскохозяйственная биомасса

  • Солома зерновых — 70–80 млн т/год (Краснодар, Ростов, Ставрополь)
  • Лузга подсолнечника — 2,5–3 млн т/год (Юг России)
  • Навоз и помёт — более 200 млн т/год
  • Свекловичный жом — 4–5 млн т/год
  • Торф — запасы 150+ млрд т (Западная Сибирь, СЗФО)

Технологии переработки биомассы

Термохимические

  • Прямое сжигание — котлы на щепе, пеллетах, соломе (КПД 80–92%)
  • Газификация — получение синтез-газа (CO + H₂) при T > 800°C
  • Пиролиз — разложение без кислорода при 300–700°C (биоуголь, биомасло)
  • Торрефикация — мягкий пиролиз при 200–300°C (чёрные пеллеты)
  • Когенерация (ТЭЦ) — совместное производство тепла и электричества

Биохимические

  • Анаэробное сбраживание — биогаз (CH₄ + CO₂) из органики
  • Мезофильный режим — 35–42°C, время 25–40 суток
  • Термофильный режим — 50–55°C, ускоренный процесс
  • Спиртовое брожение — биоэтанол из зерна, свёклы, целлюлозы
  • Переэтерификация — биодизель из растительных масел

Экономика биоэнергетики

Стоимость тепла по видам

  • Пеллеты — 1,5–2,5 руб/кВт·ч (7–12 тыс. руб/т)
  • Щепа — 0,8–1,5 руб/кВт·ч (1,5–3 тыс. руб/т)
  • Дрова — 1,0–2,0 руб/кВт·ч (2–4 тыс. руб/т)
  • Газ магистральный — 0,8–1,5 руб/кВт·ч
  • Электричество — 4–8 руб/кВт·ч

Инвестиции и поддержка

  • Котельная на пеллетах — 5–15 тыс. руб/кВт установленной
  • Биогазовая станция — 3–7 тыс. €/кВт электрической
  • Пеллетный завод — 10–30 млн руб на 10 тыс. т/год
  • Механизмы поддержки — ДПМ ВИЭ, субсидии Минсельхоза
  • Окупаемость — 3–7 лет (vs электрическое отопление)

Как использовать калькулятор биоэнергетики

1

Выберите модуль расчёта

Калькулятор содержит 6 модулей: теплота сгорания (калорийность биомассы), котёл на биомассе (подбор мощности и расход топлива), биогаз (выход метана из отходов), пеллеты (производство гранул), экономика (стоимость тепла, сравнение), выбросы CO₂ (углеродный след).

2

Введите параметры

Для теплоты сгорания: тип биомассы и массу. Для котла: мощность, КПД, тип топлива. Для биогаза: субстрат, объём загрузки, температуру. Для пеллет: массу сырья и влажность. Для экономики: цены на топливо, мощность котельной. Справочные подсказки у каждого поля помогут выбрать реалистичные значения.

3

Проанализируйте результаты

Результаты вычисляются мгновенно. Модуль теплоты сгорания покажет эквиваленты в газе и угле. Котёл — расход топлива в кг/ч и т/год. Биогаз — мощность КГУ. Экономика — стоимость кВт·ч и срок окупаемости. CO₂ — предотвращённые выбросы.

4

Сравните варианты

Попробуйте разные виды биотоплива: сравните пеллеты vs щепу vs дрова по стоимости тепла. Оцените, при какой цене газа биомасса становится выгоднее. Рассчитайте размер биогазовой установки для вашего объёма отходов.

Часто задаваемые вопросы

Теплота сгорания рабочей массы топлива рассчитывается по формуле: Q_раб = Q_сух × (1 − W/100) − 2,442 × W/100, где Q_сух — теплота сгорания абсолютно сухого топлива (МДж/кг), W — влажность в процентах, 2,442 МДж/кг — теплота парообразования воды. Типичные значения Q_сух: древесина 18–19 МДж/кг, солома 14–16 МДж/кг, пеллеты 17–19 МДж/кг. Влажность — ключевой фактор: сырые дрова (W = 40%) дают примерно вдвое меньше тепла, чем сухие (W = 15%).
КПД современных автоматических котлов на пеллетах и щепе составляет 85–92%. Пиролизные (газогенераторные) котлы на дровах достигают 80–90%. Конденсационные котлы на пеллетах — до 95% (за счёт утилизации скрытой теплоты водяного пара). Простые твердотопливные котлы — 65–80%. Факторы, влияющие на КПД: влажность топлива, качество автоматики подачи, температура уходящих газов, режим работы. Для расчёта котельной важно учитывать: тепловую мощность объекта, продолжительность отопительного сезона (в РФ — от 4000 до 6500 часов в зависимости от региона), запас топлива на 1–2 месяца.
Из 1 тонны навоза крупного рогатого скота при мезофильном сбраживании (35–40°C) получается 40–60 м³ биогаза с содержанием метана 55–65%. Это эквивалентно примерно 25–35 м³ природного газа или 90–130 кВт·ч тепловой энергии. Для фермы на 100 голов КРС (около 5 т навоза/сутки) можно установить биогазовую станцию мощностью 15–25 кВт электрических и 20–35 кВт тепловых. Кукурузный силос даёт значительно больше — 180–220 м³/т, поэтому часто используется как ко-субстрат. Время удержания в реакторе (HRT) для навоза КРС — 25–35 суток.
Россия занимает 2–3 место в мире по производству древесных пеллет (около 3–4 млн тонн/год). Основные причины: огромная лесосырьевая база (более 800 млн га леса), развитая лесопильная промышленность с большим объёмом отходов (опилки, щепа, кора), доступное сырьё. Основные производители сосредоточены в Северо-Западном и Сибирском федеральных округах. Более 80% пеллет экспортируется в Европу. Теплотворность качественных пеллет — 17–19 МДж/кг при влажности 6–8%. ГОСТ Р 55114-2012 регламентирует требования к качеству.
Экономика зависит от региона и наличия газа. Стоимость тепла от пеллет: 1,5–2,5 руб/кВт·ч (при цене пеллет 7000–12000 руб/т). Газ: 0,8–1,5 руб/кВт·ч (при наличии магистрального газа). Электричество: 4–8 руб/кВт·ч. Пеллеты выгоднее электрического отопления в 2–4 раза и сопоставимы с газом в негазифицированных районах (сжиженный газ: 2–3 руб/кВт·ч). Капитальные затраты на пеллетную котельную выше, чем на газовую, но не требуется дорогое подключение к газовой сети (300–1500 тыс. руб). Окупаемость: 3–7 лет по сравнению с электрическим отоплением.
Биомасса считается углеродно-нейтральным топливом, поскольку CO₂, выделяемый при сжигании, был ранее поглощён растениями из атмосферы в процессе фотосинтеза. Однако в полном жизненном цикле учитываются: заготовка (0,005–0,01 кг CO₂/кВт·ч), транспортировка (0,005–0,02 кг CO₂/кВт·ч), переработка (0,005–0,01 кг CO₂/кВт·ч). Итого: 0,015–0,05 кг CO₂/кВт·ч, что в 5–20 раз меньше, чем у ископаемого топлива (уголь: 0,34, газ: 0,20, мазут: 0,26 кг CO₂/кВт·ч). Условие нейтральности — устойчивое лесопользование, при котором объём заготовки не превышает годовой прирост.
Основные виды: 1) Древесная биомасса (дрова, щепа, опилки, кора, пеллеты) — основной источник, особенно в лесных регионах. 2) Сельскохозяйственные отходы: солома зерновых (более 70 млн т/год), лузга подсолнечника (до 3 млн т/год), свекловичный жом, костра льна. 3) Торф — значительные запасы в Западной Сибири, Ленинградской, Тверской областях. 4) Навоз и помёт — для биогазовых установок. 5) Органические отходы предприятий (пищевая промышленность, целлюлозно-бумажные комбинаты). Потенциал биоэнергетики в России оценивается в 80–100 млн т условного топлива в год.
Калькулятор предназначен для предварительных оценок и образовательных целей. Для проектирования реальной котельной или биогазовой станции необходимы: теплотехнический расчёт по СП 89.13330 (котельные), лабораторный анализ топлива (зольность, элементный состав, теплота сгорания по бомбе), проектная документация организации с допуском СРО, учёт региональных тарифов и субсидий. Для биогазовых установок — анализ субстрата (BMP-тест), гидравлический расчёт реактора, проект по ГОСТ. Данные по теплотворности и выходу биогаза приведены справочно на основе обобщённых данных.
Лиана Арифметова
Создатель

Лиана Арифметова

Миссия: Демократизировать сложные расчеты. Превратить страх перед числами в ясность и контроль. Девиз: «Любая повторяющаяся задача заслуживает своего калькулятора».

⚖️

Отказ от ответственности

Только для информационных целей. Все расчёты, результаты и данные, предоставляемые данным инструментом, носят исключительно ознакомительный и справочный характер. Они не являются профессиональной консультацией — медицинской, юридической, финансовой, инженерной или иной.

Точность результатов. Калькулятор основан на общепринятых формулах и методиках, однако фактические результаты могут отличаться в зависимости от индивидуальных условий, исходных данных и применяемых стандартов. Мы не гарантируем полноту, точность или актуальность приведённых расчётов.

Медицинские, финансовые и профессиональные решения должны приниматься исключительно на основании консультации с квалифицированными специалистами — врачом, финансовым советником, инженером или другим профессионалом в соответствующей области. Не используйте результаты данного инструмента как единственное основание для принятия важных решений.

Ограничение ответственности. Авторы и разработчики сервиса не несут никакой ответственности за прямой или косвенный ущерб, возникший в результате использования данных расчётов. Пользователь принимает на себя всю ответственность за интерпретацию и применение полученных результатов.

Похожие инструменты

⚙️

Калькулятор управления автопарком

Расчёты автопарка: TCO, расход топлива, размер парка, ТО, водители, лизинг vs покупка

🌿

Калькулятор криминалиста: угол удара и траектория

Расчет угла падения капли крови и высоты источника (Area of Origin). Инструмент для анализа брызг крови (BPA) в криминалистике.

💻

Калькулятор API Rate Limit (quota)

Рассчитайте RPS, RPM и безопасные интервалы запросов. Узнайте, как избежать ошибки HTTP 429.

🏭

Калькулятор времени цикла и переналадки (Setup vs Cycle)

Расчет эффективного времени цикла, производительности партии и влияния времени переналадки (Setup). Инструмент для SMED анализа.

⚙️

Калькулятор 3D-печати

Расчёты 3D-печати: материал, время, прочность, стоимость, сравнение технологий, постобработка

⚗️

Калькулятор теории кристаллического поля

Расчёт ЭСКП, расщепление d-орбиталей в октаэдрическом и тетраэдрическом полях, высокоспиновые и низкоспиновые комплексы, магнитный момент.

🏥

Калькулятор мануальной терапии: ВАШ, ODI, NDI, Кобб и ROM позвоночника

Расчёты мануальной терапии: шкала боли ВАШ/NRS, индекс Освестри (ODI), NDI, угол Кобба, ROM позвоночника, Roland-Morris.

🏥

Калькулятор акупунктуры: точки, цунь, электроакупунктура и хронопунктура

Расчёты акупунктуры онлайн: подбор точек по синдрому, конвертер цунь, курс лечения, электроакупунктура Фолля, хронопунктура Цзы-У Лю-Чжу.

📐

Калькулятор дробей (смешанные и неправильные)

Конвертер дробей онлайн. Перевод смешанных чисел в неправильные дроби и наоборот с подробным решением.

💰

Калькулятор судебно-бухгалтерской экспертизы

Анализ финансового мошенничества: закон Бенфорда, метод чистой стоимости, реконструкция прибыли. Квалификация по УК РФ (ст. 159, 160, 201).

💰

Калькулятор страхования (ОСАГО, КАСКО, жизнь)

Рассчитайте стоимость ОСАГО по коэффициентам ЦБ РФ, КАСКО, страхование жизни и имущества. Все коэффициенты КБМ, КТ, КВС.

🧮

Калькулятор комплаенс (ROI соответствия)

ROI программы соответствия, ожидаемые потери от нарушений ФЗ-273, 115-ФЗ, 152-ФЗ. Для России.

📐

Калькулятор производных и интегралов

Символьные и численные методы, пошаговые решения. Поддержка сложных функций и прикладных задач.

🧮

Калькулятор пипсов Forex

Стоимость пипса для любой валютной пары. Размер лота, маржа, прибыль/убыток в рублях.

🧮

Калькулятор точки безубыточности (BEP)

Точка безубыточности в единицах и рублях. Постоянные и переменные затраты, маржинальность, запас прочности.