Biomasa Green Partnerships Local Partnerships for Greener Cities and Regions Name: Date: Biomasa 1. Obnovljivi izvori energije, biomasa (definicija), tipovi biomase Dr Vladan Božović 2 Obnovljivi izvori energije Obnovljivi izvori energije predstavljaju izvore koji se dobijaju u prirodi i imaju sposobnost obnavljanja; u cijelosti, ili djelimiĉno efikasnom i ekološki prihvatljivom upotrebom prirodnih, ili vještaĉki izazvanih procesa. Obnovljivi izvori energije klasifikuju se u nekoliko osnovnih grupa: biomasa –biogas/metan, peleti, briketi, biogoriva (biodizel - I, II i III generacije, bioetanol - I i II generacije, biometanol, helioagrokultura, biobutan, biopropan), geotermalna energija, energija vode (hidropotencijal), energija vjetra, sunĉeva (solarna) energija. 3 Obnovljivi izvori energije 4 Obnovljivi izvori energije Zajednička karakteristika svih obnovljivih i alterativnih tehnologija karakteriše relativno visok stepen početne investicije, ali i njihova kasnija niska operativna cijena. Kako obnovljivi izvori energije imaju znatno nižu operativnu cijenu u poređenju sa konvencionalnim izvorima energije, ukupna cijena energije povoljnija je na osnovu analize tehnoloških ciklusa, a posebno sa ekološkog aspekta. U poređenju sa ostalim tehnologijama proizvodnje električne energije, industrije bazirane na obnovljivim izvorima energije bilježe najveći privredni rast u poslednjih 10 godina u EU. 5 Obnovljivi izvori energije Nekad prvi i najstariji izvor energije koji su ljudi koristili, biomasa je danas obnovljivi izvor energije koji se široko koristi i koji doprinosi zaštiti životne sredine, kao i generalno, otvaranju novih radnih mjesta i ukupnom razvitku gradova, opština i cijele države. 6 Biomasa definicija Prema definiciji koja je data u dirketivi 2009/28/EK, Biomasa je "biorazgradivi dio proizvoda, otpada i ostataka biološkog porijekla iz poljoprivrede (kako biljnog tako i životinjskog porijekla), šumarstva i srodnih sektora kao što je ribarstvo i akvakultura kao i biorazgradivi dio industrijskog i komunalnog otpada“ Ovo znači da uz odgovarajuću industrijsku preradu, novodobijena biomasa može da se pretvori u prirodni gas i tečna i čvrsta fosilna goriva. Korišćenjem različitih procesa transformacije kao što je sagorijevanje, gasifikacija i piroliza, biomasa može da se transformiše u “bio-goriva” za transport, “bio-toplotnu energiju” ili “bio-električnu energiju”. 7 Energija biomase Energetski sadžaj biomase na Zemlji je 20 puta veći od fosilne energije koja se u svijetu potroši. Skoro 2/3 stanovništva na Zemlji živi u zemljama u razvoju, od čega 80% koristi biomasu kao izvor energije Posle uglja i nafte, biomasa je najveći energetski izvor Predviđa se rast upotrebe biomase, tj. do 2050 god. biomasa će pokrivati 38% potreba za energetskim gorivima i 17% potreba za električnom energijom. 8 Energija biomase -Stanje i perspektive Svjetska potrošnja energije po tipu u periodu od 1980 do 2030 (BritishThermalUnit(btu). 1btu je energija potrebna da se 1pound (1pound=0,4536kg) vode zagrije za jedan stepen Farenheit (1F=0,5556C). 1btu odgovara1 055,8J 9 Energija biomase -Stanje i perspektive Zašto biomasa kao energent budućnosti ? Stalni porast potrošnje energije i ograničeni resursi fosilnih energenata posebno u dijelu transporta Stalni rast cijena sirove nafte Politička nestabilnost u zemljama proizvođačima nafte Dominantna primjena motora sa unutrašnjim sagorevanjem 10 Energija biomase -Stanje i perspektive Ekološki razlozi: smanjenje emisije gasova sa efektom staklene bašte Koncept održivog razvoja koji poštuje ekonomske i ekološke parametre favorizuje obnovljive izvore energije 11 Biomasa definicija Podjele biomase U zavisnosti od agregatnog stanja, biomasa se može podijeliti na: Čvrstu (briketirana bimasa, peletirana biomasa) Tečnu (bioetanol, biometanol i biodizel) Gasovitu (biogas, deponijski otpad...). Prema sirovini koju koriste za dobijanje određenje biomase data je sledeća podjela: biomasa iz drvne industrije; poljoprivredna biomasa; energetski zasadi; biomasa sa farmi životinja; biogoriva; gradski otpad. 12 Biomasa iz drvne industrije Biomasu iz drvne industrije čine ostaci i otpad pri rezanju, brušenju, blanjanju kao i pri drugim vrstama obrade drveta. Koristi se kao gorivo u kotlovima i kao sirovina za proizvodnju briketa. Osnovne karakteristike pri upotrebi drvne biomase kao energenta iste su kao kod svakog goriva: hemijski sastav, toplotna moć, temperatura samozapaljenja, temperatura sagorijevanja, fizička svojstva koja utiču na toplotnu moć (npr. gustina, vlažnost i dr). Osnovna veličina za proračun energije iz određene količine drveta jeste njegova toplotna vrijednost (moć). Najveći uticaj na nju ima vlaga (vlažnost, udio vlage), potom hemijski sastav, gustina i zdravost drveta. 13 Biomasa iz drvne industrije Za naše podneblje važno je utvrditi i vrstu drveta, radi određivanja njegove toplotne vrijednosti, da li je listopadno ili četinarsko, odnosno tvrdo ili meko, jer je udio pojedinih sastojaka pri tome različit, kao i materija koja se može koristiti kao gorivo. 14 Biomasa iz drvne industrije Šumsko drvo je i danas dominantni izvor u zemljama koje nisu članice OPEC-a i zemljama u razvoju i koristi se kao osnovno gorivo za mala postrojenja za proizvodnju energije u ruralnim oblastima gdje se gas ne upotrebljava često. Generalno, jedna od najvaţnijih karakteristika goriva dobivenog iz drveta se ogleda u gustoći drveta, čija vrijednost je u rasponu od 400 – 900 Kg/m3. Da bi se dobila maksimalna energija, biljni materijal bi se trebao osušiti jer količina energije koja je sadrţana u biljkama zavisi od sadrţaja vlage. 15 Biomasa iz drvne industrije Obično se ostaci šumskog drveta smatraju boljim gorivom od poljoprivrednih ostataka ali su troškovi transporta visoki usljed njihove vrijednosti gustine i sistema sječe (prije svega visok nagib zemljišta); neto emisija CO2 proizvedena za svaku jedinicu energije koja se dobije od ostataka šumskog drveta je niža od one koja nastane od poljoprivrednih ostataka zbog đubriva i pesticida koji se koriste. Karakteristike biomase dobijene iz drveta 16 Poljoprivredna biomasa Poljoprivrednu biomasu čine ostaci godišnjih kultura kao to su: slama, kukuruzovina, oklasak, stabljike, ljuske, koštice. Ostaci se mogu podijeliti na dvije opšte kategorije: -Poljski ostaci: materijal koji je ostao u poljima ili voćnjacima nakon žetve/berbe kao što su slama, stabljike, lišće i mahune. - Ostaci nastali u toku obrade: materijali koji ostaju nakon obrade usjeva u proizvodnji iskoristivih resursa, ljuski, sjemena, pljeve i korijenja. 17 Poljoprivredna biomasa Primer: nakon berbe kukuruza na obrađenom zemljištu ostaje kukuruzovina, stabljika sa lišćem. Prosječni odnos zrna i mase 53% prema 47%, proizilazi kako biomase ima približno koliko i zrna. Iako je neosporno kako se nastala biomasa mora prvenstveno vraćati u zemlju, preporučuje se zaoravanje 30%50% te mase, što znači da za energetsku primjenu ostaje najmanje 30%. 18 Energetski zasadi Biljke bogate uljem ili šećerom, u velikim količinama (ugljenik C), kao što su: brzorastuće drveće i kineske trske s godišnjim prinosom od 17 tona po hektaru, eukaliptus s prinosom 35 tona suve materije po hektaru, zelene alge s prinosom od 50 tona po hektaru. Svojstva ovakvih energetskih zasada su : a) kratka oplodnja, b) veliki prinosi. Na toplotnu moć nedrvne biomase podjednako utiču udio vlage i pepela. Udio pepela u nedrvnim biljnim ostacima može iznositi i do 20% pa značajno utiče na toplotnu moć te vrste biomase. 19 Energetski zasadi Višegodišnji travnati zasadi Ova vrsta biomase se može koristiti kao hrana ukoliko to omogućavaju ekonomske prilike. Trska i šećerna trska koje brzo rastu (kao što je Arundo Donax, visoke trave) su primjeri travnatih zasada koje mogu poslužiti kao dobar nutritijent za povećanje produktivnosti biomase; ali u isto vrijeme, neke druge agronomske karakteristike predstavljaju nedostatke kao što je iscrpljivanje hranljivih materija iz zemljišta, visoka cijena podizanja zasada, relativno slaba mehanizacija žetve, visok stepen vlage za vrijeme žetve i visok sadržaj pepela. 20 Energetski zasadi Uljarice Uljarice obuhvataju jednogodišnje zasade od kojih se iskorištava sjeme i višegodišnje zasade od kojih se iskorištava stablo. Uljarice koje su najviše zastupljene u Evropi su uljana repica i suncokret. Biljna ulja dobijena iz ovih usjeva se modifikuju u biodizel. Ulje se dobija iz nekoliko vrsta stabala: palma, kokosovo drvo itd. Palmino ulje se posebno koristi u razvijenim zemljama za proizvodnju jestivog ulja i primarnih proizvoda za biodizel. Međutim, široka upotreba jestivih ulja može prouzrokovati velike probleme kao što je glad u zemljama u razvoju. Udvostručena upotreba palminih ulja povećava konkurenciju između tržišta jestivih ulja i tržišta biogoriva i uzrokuje povećanje cijena biljnog ulja u zemljama u razvoju. 21 Brzorastuće šume Sastoje se od gusto zasađenih mekih lišćara (vrba i topola) koje se žanju svakih 2 – 5 godina. Drvenaste višegodišnje biljke iz čijih korijena izrastaju novi mladari već sledećeg proljeća 22 Biomasa sa farmi životinja Izmet životinja (anaerobna razgradnja u digestoru), spaljivanje lešina (npr. prerađivačke farme). Oko 110 tona stajnjaka (stajsko đubrivo) i 250 tona kukuruzne silaže godišnje je dovoljno da se dobije oko osam miliona kilovat/sati struje, što je ušteda oko 16000 tona lignita plus, ne ostaje velika količina štetnog pepela. Biogas je mješavina metana CH4 (40%75%), ugljen dioksida CO2 (25%60%) i otprilike 2% ostalih gasova (vodonika H2, sumporovodonika H2S, ugljen monoksida CO). Biogas je oko 20% lakši od vazduha i bez mirisa i boje. Temperatura zapaljenja mu je između 6500C i 7500C, a gori čisto plavim plamenom. 23 Biomasa sa farmi životinja 1,5 m3 biogasa jednak je energetskoj vrijednosti 1 m3 prirodnog gasa. Jedan hektar kukuruzne silaže dovoljan je za proizvodnju 10000 kubika biogasa, od kojeg nastaje preko 20000 kWh struje, a to je dovoljno za oko pet domaćinstava na godišnjem nivou. 24 Biogoriva Etanol (alkoholno gorivo) nastaje hidrolizom molekula skroba enzimima u šećeru koji fermentira u alkohol (šećerna trska, kukuruz, drvo, poljoprivredni ostaci ). Za proizvodnju metanola mogu se koristiti sirovine s visokim udjelom celuloze kao što je drvo i neki ostaci iz poljoprivrede. Biodizel nastaje esterifikacijom biljnih ulja s alkoholom (uljana repica, suncokret, soja, palme), kao i iz otpadnih ulja i masti, procesom transestrifikacije uz prisustvo katalizatora. Može se koristiti nezavisno ili u mješavini sa dizelom dobijenim rafinacijom sirove nafte i to u bilo kom odnosu. U zavisnosti od udjela biogoriva u mješavini, biodizel se naziva B100 (čist,100% biodizel), B20 (20% biodizel i 80% fosilni dizel), B5 (5% biodizel i 95% foslini dizel), itd. 25 Gradski otpad Gradski otpad predstavlja zeleni dio recikliranog kućnog otpada, biomasa iz parkova i vrtova, mulj iz kolektora otpadnih voda. Danas se koriste tri najzastupljenije tehnologije sagorijevanja otpada na rešetkama (proizvođač Martin, Von Roll i KeppelSeghers). Tehnologija sagorijevanja otpada na rešetkama je trenutno najrasprostranjenija tehnologija za termičku obradu otpada, a koristi se više od stotinu godina. Spaljivanjem (sagorevanjem) otpada smanjuje se zapremina i masa otpada, uništavaju se opasne materije iz otpada, ali ipak, gasovi nastali ovim procesom štetni su i moraju proći postupak prečišćavanja kako bi se slobodno pustili u atmosferu. 26 Izvori biomase (podjela) 27 Biomasa 1. Obnovljivi izvori energije, biomasa (definicija), tipovi biomase Hvala na pažnji! 28 29 30
© Copyright 2024 Paperzz
