close

Enter

Log in using OpenID

Biomasa - Green Partnerships

embedDownload
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
Author
Document
Category
Uncategorized
Views
0
File Size
3 582 KB
Tags
1/--pages
Report inappropriate content