Біоенергія. Консервована енергія сонця

03.04.2017

Published on June 6, 2008 by Bellona

Біоенергія. Консервована енергія сонця

За прийнятою Євросоюзом 2003 року «Стратегією для біопалива» поставлено мету: до 2010 року біопаливо має досягти 5,75% від загального обсягу реалізованого палива.[1 ]

Факторами розвитку біоенергетики є, з одного боку, стрімке зростання світових цін на органічні енергоносії — бензин, гас, дизельне паливо, з іншого боку, зміни клімату та впливу на нього промислових викидів, зокрема викидів CO2 в результаті спалювання вуглеводневого палива.

Біоенергія — відновлювальна енергія, що отримується з різних видів біологічної маси (біомаси). Популярність використання біомаси стрімко зростає. Так, наприклад, на сьогодні вона становить 20% енергопотенціалу Швеції, 25% — Фінляндії і. т. д[2 ]

Джерело — життєдіяльність живих організмів, що призводить до безперервної освіти різного виду біомаси, що акумулює енергію.

Ресурси: щорічно на Землі з’являється 400 000 млн. тонн біомаси.

Енергетичний потенціал біомаси становлять матеріали, отримані з

— рослин: дерева, трави, відходи деревообробки та збирання зернових і. т. д.

— біологічних відходів сільському господарстві;

— органічних побутових і промислових відходів.

Методи використання: пряме спалювання, збагачення та виробництво електроенергії.

Екологічні переваги

Використання біоенергетичного палива не збільшує вміст парникових газів (вуглекислого газу -2 і метану — СН2 ) в атмосфері. При згорянні біопалива в атмосферу повертається вуглець. який раніше поглинули рослини в процесі росту. Тому використання біопалива не веде до порушення вуглецевого балансу в атмосфері. Викопні палива виділяють вуглець, який залишався «законсервованим» мільйони років у надрах землі. Тому, коли він потрапляє в атмосферу, концентрація вуглекислого газу підвищується.

Крім того, біопалива практично не містять сірки. При спалюванні ж викопних палив в атмосферу виділяється сірка, що є однією з причин кислотних дощів.

Вирощування енергетичної біомаси може зменшити забруднення води і ерозію ґрунту. Рослини стабілізують грунтовий склад і структуру. Вони знижують вимивання поживних речовин, що захищає водну екосистему.

Недоліки (протистояння «їжа проти палива»)

Широкомасштабне вирощування біомаси може негативно вплинути на сільське господарство, суб’єктам якого буде невигідно займатися виробництвом продуктів харчування, особливо в країнах, що розвиваються. Конкуренція цих двох напрямів у сфері інвестицій, інфраструктурі, воді, добривах, кваліфікованому персоналі може викликати недовиробництво їжі і підвищення цін.

Напрямки розвитку биоэнергических технологій:

-виробництво твердого біопалива (пеллетированние і брикетированное) для генерації тепла і електрики;

-переробка біомаси в різні види моторного палива, такі як етанол, біодизель, біогаз для двигунів внутрішнього згоряння.

Пресування деревних відходів пеллети (паливні гранули), брикети…

Сировиною для їх виробництва є деревні відходи як лісозаготівлі, так і сільського господарства. У першому випадку це кора, тирса, тріска і т. д. По — другому: солома, зерновідходи, відходи кукурудзи, соняшнику і т. д.

Гранули виділяють більше теп-ла, ніж тирса і тріска, збільшуючи коефіцієнт корисної дії котелень, не вимагають великих складських площ і при зберіганні-нді не займаються.

У порівнянні зі звичайними дровами паливні гранули володіють декількома значними перевагами. Перш за все, їх теплота згоряння складає 5,3 кВт/кг, тобто в 1,5 рази більше, ніж у звичайних дров. А так само, спалюючи паливні гранули в спеціальній печі, можна отримати опалення, регулюється в залежності від необхідних калорій (так як подачею палива управляє безпосередньо піч).

<Сьогодні деревні відходи використовуються все більш активно в багатьох країнах, в основному, для опалення та гарячого водопостачання приватних будинків або невеликих кооперативів. Потужність таких систем зазвичай становить 1-2 МВт (до 15 МВт). Наприклад, у Швеції на сьогоднішній день 30 фабрик в різних частинах країни виробляють близько 1 мільйона тонн паливних гранул на рік, з яких більше чверті споживається приватним сектором. Виробництво пелет стабільно зростає на 20-30% щорічно.[3 ]

Три види біопалива для автомобілів

Біогаз (в складі 75% метану) — газ, що отримується в результаті розкладання біомаси (органічних речовин різного походження) при обмеженому доступі кисню. Для отримання його найчастіше використовуються органічні відходи, тому його виробництво економічно виправдане при переробці постійного потоку відходів, наприклад на тваринницьких фермах, на полігонах і організованих звалищах, пунктах прийому побутових відходів. Щорічно в російському тваринництві та птахівництві утворюється близько 150 млн. т органічних відходів.[4 ]

Енергія, ув’язнена в 1 м 3 біогазу, еквівалентна енергії 0,6 м 3 природного газу, 0,74 л. нафти, 0,65 л. дизельного палива, 0,86 т. умовного палива.[5 ]

Volvo і Scania виробляють автобуси з двигунами, що працюють на біогазі. Використання біогазу як палива в порівнянні з використанням природного газу екологічно більш переважно з-за меншого вмісту в продуктах згоряння сполук сірки, азоту, вуглекислого газу, золи. За даними експлуатації автопарку Швеції автобус, що працює на біогазі, викидає в атмосферу за рік порівняно з традиційними видами палива на 1,2 т менше оксидів азоту і на 9 т менше двоокису вуглецю.

Екологічний момент! Використання (утилізація) біогазу побутових відходів набуває найважливіше значення для зниження виділення в атмосферу метану. Метан впливає на парниковий ефект в 21 разів сильніше, ніж СО2, і знаходиться в атмосфері 12 років. Крім того, метан є причиною самозаймання звалищних відкладень. Використання біогазових технологій призводить до скорочення площ звалищ!

Використання біогазових технологій на основі відходів тваринництва призводить до зниження забруднення стічних вод, зменшення шкідливих викидів в атмосферу, знищення запаху, зниження епідеміологічної небезпеки. Захоплення метану — кращий короткостроковий спосіб запобігання глобального потепління.

Біодизель провадиться на основі рослинних олій (рапс, соя і. т. д.) або тваринних жирів і може використовуватися практично у всіх видах моторів. Застосовується як у вигляді суміші зі звичайним паливом, так і в якості його 100%-ої альтернативи. В різних країнах діють різні стандарти (дозвіл процентного вмісту біодизеля в бензині) застосування біодизеля. Європейський стандарт EN 14214 використовується Audi, BMW, Daimler-Chrysler, Seat, Skoda, Volvo and Volkswagen. Scania. MAN і Mercedes виробляють автобуси і вантажні автомобілі, що працюють на 100%-ном біодизелі.

Екологічний момент! При попаданні у воду біодизель не заподіює шкоди рослинам і тваринам. Крім того, він піддається практично повному біологічному розпаду: у ґрунті або у воді мікроорганізми за 28 днів переробляють 99 % біодизеля, що дозволяє говорити про мінімізацію забруднення рік й озер. Висока температура займання робить його відносно безпечною речовиною.

Серед недоліків біодизеля зазвичай наводиться необхідність підігрівання в холодну пору року палива, що йде з паливного бака в паливний насос або застосування суміші «20 % біодизеля — 80 % соляри» марки В20. На відміну від бензину, біодизель розчиняється у воді. Тому не може зберігатися довго.

Біоетанол (зелений бензин) отримують дріжджовим зброджуванням цукру (цукрова тростина, буряки) або крохмалевмісної сировини (кукурудза, жито, ячмінь і. т. д.). Більша частина зерна, що йде на виробництво біопалива, «повертається» у тваринництво у вигляді сухої «барди». Світові лідери з виробництва паливного етанолу — Бразилія, США, Канада. Частка додавання етанолу в паливо на рівні 5-20% не вимагає зміни конструкції двигунів.

Паливні суміші з більш високим вмістом біоетанолу використовуються в так званих «flexifuel» автомобілів, що випускаються Ford. Saab. Volvo і Scania. Ці машини працюють на Е85 (суміш 85% еталона і 15% бензину). Будучи високооктановим паливом, етанол і його суміші зменшують утворення нагару і знижують кількість шкідливих речовин у двигуні автомобіля, зберігаючи двигун чистим і забезпечуючи його оптимальну роботу.

Екологічний момент! Етанол біорозкладаний і не забруднює природні водні системи. Використання 10%-них сумішей етанолу знижує викид парникових газів на 12-19% у порівнянні зі звичайним бензином. Наприклад, у 2004 році використання етанолу дозволило скоротити викиди парникових газів приблизно на 7 млн. тонн, що порівняно з річним викидом мільйона автомобілів.[6 ] Етанол знижує вміст твердих часток у вихлопі на 50%. Ці викиди становлять загрозу для дітей, літніх людей і людей із захворюваннями дихальної системи[7 ].

Деревне біоетанол….? Можливість виробництва біоетанолу з деревини може бути одним з варіантів вирішення дилеми «Їжа або Паливо». Сировиною для отримання біоетанолу як правило служить продукція сільського господарства, якій годуються і люди, і тварини. Тобто зростаючий попит на нього може вплинути на ситуацію з продовольством. Перспективним напрямком виробництва біопалива можна вважати використання деревини «перестійних» лісів, шишок, хвої сосни, ялини, кедра, ялиці, модрини в.т. д. шляхом рафінування, процесу Фішера — Тропша.

См. також «етанол з целюлози»[8 ]

Порівняльні ціни

на електроенергію, вироблену на основі копалин і поновлюваних джерел енергії.

Біоенергія. Консервована енергія сонця

Короткий опис статті: переробка біомаси

Джерело: Біоенергія. Консервована енергія сонця — Bellona.ru

Також ви можете прочитати