Биоэнергетика в беларуси реферат

Обновлено: 05.07.2024

Оглавление
Введение 3
1. Общая характеристика методов переработки биомассы 3
1.1.Термохимический метод переработки биомассы 3
1.2. Биохимический метод переработки биомассы 3
1.3. Агрохимический метод переработки биомассы 3
2. Экологическая характеристика использования биоэнергетических установок 3
3. Развитие биоэнергетики в Республике Беларусь 3
Заключение 3
Список использованной литературы 3

В настоящее время во многих странах мира наблюдается повышение интереса квозобновляемым источникам энергии. Это связано с непрерывно уменьшающимися запасами ископаемых энергоносителей, ухудшением экологии, связанным с газовыми выбросами, приводящими к парниковому эффекту, а также желанием многих стран освободить энергетические источники от политической ситуации.
Возобновляемый энергетический ресурс - постоянно действующие или периодически возникающие потоки энергии в результатеестественных природных процессов.
Первоначально в качестве возобновляемого источника энергии человек использовал мускульную силу, как свою, так и животных. В настоящее время используются солнечное излучение, энергия планетарного движения в виде приливов и отливов, энергия химических реакций и радиоактивного распада в недрах Земли, проявляющаяся в виде геотермальных источников. К возобновляемым источникамтакже относится преобразованная энергия Солнца в виде гидроэнергии, энергии ветра и биомассы.
Согласно прогнозам Мировой энергетической комиссии о перспективах использования возобновляемых источников энергии главенствующая роль принадлежит биомассе. К перспективным возобновляемым источникам энергии следует отнести также гидроэнергию, энергию ветра и Солнца.
|Ресурсы возобновляемых источников энергии|2020 г. (min) |2020 г. (max) |
| |млн т т. у. |% к итогу |млн т т. у. |% к итогу |
|Биомасса |350 |47 |800 |43 ||Солнечная энергия |150 |20 |510 |28 |
|Ветровая энергия |120 |16 |310 |17 |
|Геотермальная энергия |60 |8|130 |7 |
|Малые и мини-ГЭС |70 |9 |100 |5 |
|Итого: |750 |100 |1850 |100 |

Таблица 1. Оценка возможной доли возобновляемыхисточников энергии в мире
В этом реферате пойдет речь о технологиях переработки биомассы, экологических аспектах и перспективах развития биоэнергетики в Республике Беларусь.

Общая характеристика методов переработки биомассы

Сложный комплекс веществ, из которых состоят растения и животные, принято называть биомассой.
Основа биомассы - органические соединения углерода, которые впроцессе взаимодействия с кислородом при сгорании или в результате естественного метаболизма выделяют теплоту.
Первоначальная энергия биомассы возникает в процессе фотосинтеза под действием солнечного излучения. В обобщенном виде эту реакцию можно представить следующим образом:
[pic]
Среди основных энерготехнологических методов переработки биомассы можно.

Человек издавна пользовался теплотой ,которая выделяется при сжигании растений ,для приготовления пищи и обогрева жилья. Позже он научился добывать уголь ,нефть ,газ ,т.е. ископаемые энергоресурсы органического происхождения ,сформировавшиеся в течение десятков миллионов лет. В настоящее время они постепенно расходуются без восстановления

Содержание

Введение 3
1.Понятие о биоэнергетике 4
2.Биомасса как источник энергии 5
3.Развитие биоэнергетики в Беларуси 8
Заключение 12
Список использованной литературы 13

Работа содержит 1 файл

мой реферат по энергосбережение.docx

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Кафедра технологий важнейших отраслей промышленности

на тему: Биоэнергетика, ее перспективы развития в Беларуси

1.Понятие о биоэнергетике 4

2.Биомасса как источник энергии 5

3.Развитие биоэнергетики в Беларуси 8

Список использованной литературы 13

Во многих странах мира наблюдается повышение интереса к возобновляемым источникам энергии. Это связано с непрерывно уменьшающимися запасами ископаемых энергоносителей, ухудшением экологии, связанным с газовыми выбросами, приводящими к парниковому эффекту, а также желанием многих стран освободить энергетические источники от политической ситуации.

Возобновляемый энергетический ресурс - постоянно действующие или периодически возникающие потоки энергии в результате естественных природных процессов.

Первоначально в качестве возобновляемого источника энергии человек использовал мускульную силу, как свою, так и животных. В настоящее время используются солнечное излучение, энергия планетарного движения в виде приливов и отливов, энергия химических реакций и радиоактивного распада в недрах Земли, проявляющаяся в виде геотермальных источников. К возобновляемым источникам также относится преобразованная энергия Солнца в виде гидроэнергии, энергии ветра и биомассы.

1.Понятие о биоэнергетике

Биоэнергетика - это энергетика, основанная на использовании биотоплива. Это технологии использования возобновляемых органических ресурсов, так называемых биомассой для производства энергии , включая электроэнергию, энергию жидких, твердых и газообразных видов топлива, теплоты, химических веществ и других материалов.

Биоэнергетика включает использование растительных отходов, искусственное выращивание биомассы ( водорослей , быстрорастущих деревьев) и получение биогаза . Биогаз – смесь горючих газов (примерный состав: метан – 55 – 65 %, углекислый газ – 35- 45 %, примеси азота ,водорода, кислорода и сероводорода), образующаяся в процессе биологического разложения биомассы или органических бытовых отходов.

2.Биомасса как источник энергии

Биомасса – это возобновляющиеся органические вещества растительного и животного происхождения. Это любые материалы биологического происхождения , продукты жизнедеятельности и отходы органического происхождения . Биомасса будет на Земле, пока на ней существует жизнь.

Различают первичную и вторичную биомассу. К первичной относятся растения, животные, микроорганизмы и т.д. Вторичная включает в себя отходы при переработке первичной биомассы и продукты жизнедеятельности человека и животных. Таким же образом на первичные и вторичные подразделяются отходы. В состав первичных включаются отходы первичной биомассы ( отходы сахарного тростника, стебли кукурузы, солома, ботва, опилки, щепа, пни деревьев, спиртовая барда и т.д.). Вторичные состоят из продуктов физиологического обмена животных и человека.

На территории Республики Беларусь практически реализуемый энергетический потенциал биомассы, включая отходы при лесозаготовках, в животноводстве и растениеводстве, составляет 3.5 млн т у.т./год. Но ,отдельные европейские страны значительно превышают этот уровень. Например, Дания, обеспечивают 5 % энергобаланса за счёт биомассы, и в перспективе намечено довести её использование до 15%.

Основные направления использования биомассы в энергетике:

- дрова (хвойные, лиственные породы и быстрорастущие деревья);-

-производство пеллет (древесные или торфяные гранулы);

- производство горючих брикетов (древесные, травяные, торфяные));

- производство древесной щепы (для прямого сжигания);

- соломенные или травяные тюки (в специальных топках);

- производство биодизельного топлива;

Основная часть биомассы формируются в лесах – до 68%, культивируемые сельскохозяйственные площади обеспечивают ещё 8 %.

Вырубанию лесов есть альтернатива -лесные энергетические хозяйства .Для таких хозяйств отводятся специальные участки .На них плотнее ,чем обычно ,высаживаются саженцы быстрорастущих пород деревьев :тополя осинообразного ,сосны ладанной ,ивы ,ореха ,эвкалипта .Выбор породы зависит от климатической зоны. В течение 5-6 лет осуществляется интенсивное выращивание деревьев с применением полива и внесением удобрений.

Важным источником биомассы является трава .Она произрастает на территории ,сопоставимой с той ,которую занимает на планете леса .Здесь также возможно культивировать быстрорастущие сорта(слоновая трава ,камыш).

Злаковые растения включая хлебные злаки ,кукурузу ,сладкое сорго и их отходы в виде соломы ,стеблей ,шелухи ,уже в настоящее время имеют огромное энергетическое значение.

Поиски достойной альтернативы ядерной энергии ,углю и нефти привели к тому ,что на рынке топлива всё большей популярностью пользуется биомасса(в основном древесина).Пристальный интерес к биоэнергетике объясняется прежде всего тем ,что это топливо является частью естественного круга оборота веществ в природе и ,следовательно не оказывает негативного влияния на климат ,другими словами ,использование биомассы в качестве топлива не усугубляет экологии ,проблемы которой в последнее время приобрели глобальный характер.

Опыт Австрии ,Дании ,Швеции ,Финляндии и ряда других стран красноречиво свидетельствует о правомерности рассмотрения древесины как важного энергетического ресурса .Так , например ,в настоящее время в Швеции в топливно-энергетическом балансе страны 20% принадлежат биомассе ,в том числе 50% тепловой энергии ,идущей на отопление ,производится из древесины.

Сегодня в мире на биотопливе успешно работают крупные ТЭЦ ,использующие самые современные термодинамические циклы.

3.Развитие биоэнергетики в Беларуси

Беларусь идеально подходит для развития биоэнергетики благодаря наличию больших массивов промышленного леса ,равнинного ландшафта ,хорошо развитой инфраструктуры распределения энергии и тепла ,современных предприятий энергетического и общего машиностроения ,а также высокого уровня технического образования населения.

По оценке ИПЭ НАНБ совместно с Министерством лесного хозяйства технически доступен для биоэнергетики в настоящее время объем древесных обрезков и отходов древесины, эквивалентный приблизительно 1,5 млн. т у.т./год. Согласно официальным данным Белорусского энергетического института только 25% этой величины используется в настоящее время.

К 2015 году потенциальные древесно-топливные ресурсы для биоэнергетики оцениваются в 2,7-3,0 млн. т у.т./год, к 2020 году – 3,7 млн. т у.т./год.

Источники биомассы, характерные для нашей республики, можно разделить на пять основных групп:

1.продукты естественной вегетации (древесина, древесные отходы ,древесный мусор и торф);

2.биомасса растительного происхождения (рапс, солома, жмых, силос, костра и т.п.);

3.отходы жизнедеятельности человека (твердые бытовые отходы, отходы промышленного производства и осадки очистных сооружений);

4.отходы сельскохозяйственного производства, включая отходы агропромышленного комплекса (навоз, куриный помет, ботва, меласса, барда после спиртовая, мезга картофельная, дробина пивная, глицерин технический, отходы мясо- и молоко переработки и т.п.);

5.специально выращиваемые быстрорастущие агрокультуры, растения и лесные насаждения.

Переработка биомассы в топливо осуществляется по 3 основным направлениям.

1.Биоконверсия,или разложение органических веществ растительного или животного происхождения в анаэробных(без доступа воздуха) условиях специальными видами бактерий с образованием газообразного топлива или жидкого топлива.

2.Термохимическая конверсия(пиролиз ,газификация ,быстрый пиролиз ,синтез)твёрдых органических веществ(дерева ,торфа ,угля)в “синтез-газ”,метанол ,искусственный бензин ,древесный уголь.

3.Сжигание отходов в котлах и печах специальных конструкций .В мире сотни миллионов тонн таких отходов сжигаются с регенерацией энергии . Пресованные брикеты из бумаги ,картона ,древесины ,полимеров по теплотворной способности сравнимы сбором углём.

Например, в нашей стране ,на Поставском льнозаводе освоена японская технология производства теплобрикетов из отходов переработки льна ,которые по теплоотдаче не уступают каменному углю .Кстати ,технология позволяет делать теплобрикеты из древесных опилок бытового мусора .А к настоящему времени на свалках в Беларуси скопилось столько отходов, что если их перевести в нефтяной эквивалент ,то получится около 600-700 тыс.тонн нефти в год .К этому направлению можно было бы отнести и сжигание дров в бытовых печах .Но дрова почему-то выведены из понятия биомассы ,хотя 1/6 часть годового потребления топлива в мире приходится на древесину и около трети всех срубленный деревьев используется для приготовления пищи и отопления .Реальное потребление древесного топлива в три раза превышает уровень ,который показывает статистика .Около половины населения мира использует для приготовления пищи(а это 4/5 расхода энергии в домашнем хозяйстве)и отопления главным образом дрова.

В условиях Беларуси развитие биоэнергетики экономически целесообразно и технически осуществимо ,т.к. биомасса-вид топлива ,которого у нас с избытком и не использовать которой было бы не простительной ошибкой.

Под биомассой учёные и специалисты нашей страны понимают ,в первую очередь ,древесную кору ,стружку ,опилки ,мусор ,деревья на заражённых радиацией территориях .Специалисты БелТЭИ указывают ,что при нынешнем использовании древесных отходов как топлива экономически оправдано увеличение объёма использования древесных отходов в качестве топливо до 2 млн. тонн условного топлива .В институте проблем энергетики Национальной Академии наук РБ завершается серия исследований по возможности использования радиоактивной древесины в качестве топлива.

Одним из перспективных направлений развития топливной биоэнергетики является создание производств биобутанола – бутилового спирта, получаемого из растительного сырья и гидролизатов древесины с использованием штаммов-продуцентов типа C. acetobutylicum. В отличие от этанола бутанол является более качественной добавкой к бензину. Использование современных технологий непрерывного культивирования и иммобилизованных клеток позволяет получать бутанол с высоким выходом, достигающим предела биологических возможностей используемых культур микроорганизмов, что обеспечивает экономическую эффективность процесса. Поэтому в последние годы производители биоэтанола в Европе переходят на производство биобутанола. Республика Беларусь располагает сырьевой, материально-технической базой и кадровым потенциалом, необходимым для создания производства топливного биобутанола. В связи с этим представляется перспективной разработка отечественной технологии получения биобутанола.

В Беларуси создана программа мероприятий по развитию биоэнергетики . Их цель – разработка микробиологических и химических технологий получения различных видов биотоплива и создание их производства в Республике Беларусь. Финансироваться они будут за счет средств республиканского бюджета, выделяемых на научную, научно-техническую и инновационную деятельность в установленном порядке, а также иных источников.

Энергетика – это область общественного производства, охватывающая энергетические ресурсы, выработку, преобразование, передачу и использование различных видов энергии.
В настоящее время во многих странах мира наблюдается повышение интереса к возобновляемым источникам энергии. Это связано с непрерывно уменьшающимися запасами ископаемых энергоносителей, ухудшением экологии, связанным с газовыми выбросами, приводящими к парниковому эффекту, а также желанием многих стран освободить энергетические источники от политической ситуации.

Содержание

Введение…………………………………………………………………………. 3
Биоэнергетика. Историческая справка. Сущность понятия …………. 4
Общая характеристика методов переработки биомассы…………..…..6
Термохимический метод переработки биомассы……………………6
Биохимический метод переработки биомассы………………………8
Агрохимический метод переработки биомассы…………………….9
Экологическая характеристика использования биоэнергетических установок………………………………………………………………….10
Перспективы развития биоэнергетики в РБ……………………………11
Заключение………………………………………………………………………15
Список использованных источников…………………………………

Работа состоит из 1 файл

РЕФЕРАТ ПО ЭНЕРГО СБЕРЕЖЕНИЮ.docx

В Беларуси создана программа мероприятий по развитию биоэнергетики. Их цель – разработка микробиологических и химических технологий получения различных видов биотоплива и создание их производства в Республике Беларусь. Финансироваться они будут за счет средств республиканского бюджета, выделяемых на научную, научно-техническую и инновационную деятельность в установленном порядке, а также иных источников.

создание системы производств дизельного биотоплива из рапсового масла;
совершенствование технологии получения и организация производства биоэтанола;
разработка технологии получения и организация производства топливного биобутанола;
разработка технологии получения и организация производства топливных гранул из соломы злаковых культур и рапса;
создание производства печных и котельных топлив, содержащих биодобавки;
разработка технологии и оборудования для выработки биогаза.

В результате выполнения программы ожидается:

Ввод в эксплуатацию 10 биогазовых установок мощностью 125 кВт позволит экономить в год не менее 9 млн. кВт•ч электроэнергии.

Экономический эффект в целом от реализации программы составит не менее 122 млн. долларов США в год (без учета экономического эффекта от создания крупнотоннажных производств биобутанола и биоэтанола). Реализация подпрограммы позволит к 2015 году обеспечить потребление дизельного биотоплива не менее 8 процентов и биотоплива для бензиновых двигателей не менее 12 процентов от общего объема топлива, используемого на транспортные нужды, экономить за счет производства топливных гранул из соломы и отходов древесины не менее 0,5 млн. тонн условного топлива, или около 6 процентов от общего объема энергопотребления в стране.

Развитие биоэнергетики в РБ также предопределено следующими обстоятельствами:

З а и н т е р е с о в а н н о с т ь л е с н о г о х о з я й с т в а в п о т е н ц и а л ь н о м к р у п н о м и н а д е ж н о м п о т р е б и т е л е б о л ь ш о г о о б ъ е м а о т х о д о в , т о п л и в н о й и н е л и к в и д н о й д р е в е с и н ы , к о т о р ы е в н а с т о я щ е е в р е м я н е н а х о д я т с б ы т а ;
С о ц и а л ь н о й в ы г о д о й , к о г д а в р а м к а х с о з д а н и я н о в о й о т р а с л и б у д у т с о з д а н ы н о в ы е р а б о ч и е м е с т а ;
Э к о л о г и ч е с к и м э ф ф е к т о м, т . к . б у д у т с н и ж е н ы в ы б р о с ы д и о к с и д а у г л е р о д а в а т м о с ф е р у , о к с и д о в с е р ы и д р у г и х з а г р я з н я ю щ и х в е щ е с т в з а с ч е т з а м е щ е н и я т о п л и в н о г о м а з у т а.

Ученые считают, что если сохранятся нынешние темпы в биоэнергетике, то со временем нефть, уголь и газ не выдержат конкуренции. В бюджете Европейского союза на 2007-2013 гг. на развитие биоэнергетики будет потрачено до двух миллиардов евро. Отходы деревопереработки, химических производств, переработки сельскохозяйственной продукции, торфоразработок, полиграфической, пищевой и текстильной промышленностей могут быть превращены в высококачественное топливное сырье.

Среди европейских стран по производству биотоплива лидируют Швеция, Дания и Австрия, затем идут Германия, Норвегия, Финляндия и Англия. Они же являются и странами потребителями. В Дании уже приняты четыре государственные энергетические программы, которые дают эффективные результаты, где биомасса считается важным возобновляемым источником энергии. Во Франции с помощью построенных заводов по производству биологического горючего рассчитывают производить из свеклы и других сельскохозяйственных культур экологически чистое горючее. Часть стран использует рапсовое, кукурузное или подсолнечное масло после их переработки. Из каждой тонны рапса можно получить приблизительно 270 кг биотоплива для дизельных двигателей. В Бельгии уже есть заправки с топливом, которое состоит из 15% бензина и продукта, произведенного из свеклы и злаков. В некоторых странах кроме пищевых отходов собирают и отходы растительных масел, устанавливая специальные контейнеры, чаще всего около ресторанов, кафе, столовых…

За последние несколько лет биотопливо стало неотъемлемой частью мировой энергетической системы. Однако и с биотопливом не все так однозначно. Индустрия биотоплива становится все более обширной, и не получится ли так, что использование новых земель только для производства сырья для биотоплива приведет к массовой вырубке лесов для высвобождения сельскохозяйственных территорий. Да и в погоне за древесным биотопливом не лишится ли человечество лесов, оголяя окончательно планету?

Вывод напрашивается один: переход на биотопливо должен не ухудшать, а улучшать состояние окружающей среды, поэтому надо смотреть далеко вперед, чтобы не оборачиваться назад, как это часто бывает.

Энергетика - это область общественного производства, охватывающая энергетические ресурсы, выработку, преобразование, передачу и использование различных видов энергии.
В настоящее время во многих странах мира наблюдается повышение интереса к возобновляемым источникам энергии. Это связано с непрерывно уменьшающимися запасами ископаемых энергоносителей, ухудшением экологии, связанным с газовыми выбросами, приводящими к парниковому эффекту, а также желанием многих стран освободить энергетические источники от политической ситуации.

Файлы: 1 файл

РЕФЕРАТ биоэнергетика.docx

"Биоэнергетика: сущность, проблемы использования, перспективы развития в РБ"

Согласно прогнозам Мировой энергетической комиссии о перспективах использования возобновляемых источников энергии главенствующая роль принадлежит биомассе. К перспективным возобновляемым источникам энергии следует отнести также гидроэнергию, энергию ветра и Солнца.

Таблица 1. Оценка возможной доли возобновляемых источников энергии в мире

Ресурсы возобновляемых источников энергии

Малые и мини-ГЭС

Основной целью реферата является изучить сущность, проблемы использования, а также перспективы развития биоэнергетики в Республике Беларусь.

Основным методом исследования является анализ специальной литературы и интернет-ресурсов по данному вопросу.

1. Биоэнергетика. Историческая справка. Сущность понятия

Проблемы отыскания и использования соответствующих видов энергии всегда интересовали людей, однако столь волнующими, как сегодня они никогда не были. Повышенный интерес к ним понятен. Мировое потребление энергии стало соизмеримым с запасами горючих ископаемых - базой современной энергетики. То, что создавалось природой на протяжении многих эпох, расходуется в течение нескольких десятилетий. На сегодняшний день это большая проблема, решить которую можно с помощью нетрадиционных способов получения энергии. Одним из таких является биоэнергетика.

Когда же впервые появилась биоэнергетика? Ученые связывают появление биоэнергетики с началом использования биомассы как источника энергии. Человек стал применять биомассу как источник энергии с тех пор, как он обнаружил огонь. Но тогда еще не существовало как такого понятия биоэнергетики. В 1885 году ученым стали известны промышленные способы получения биогаза, который, как указывалось выше, образуется в процессе биологического разложения биомассы. Можно судить, что именно с этого момента произошло официальное зарождение биоэнергетики.

Биоэнергетика - это наука, изучающая механизмы и закономерности преобразования энергии в процессах жизнедеятельности организмов, энергетические процессы в биосфере.

Биомасса - общая масса растений, микроорганизмов и животных, приходящаяся на единицу площади или объема их обитания. Численно она выражается в массе сырого или сухого вещества (кг/м 2 ; кг/га; кг/м 3 и т.д.). Биомассу растений называют фитомассой, животных организмов - зоомассой. В Государственной программе вопросам использования фитомассы, коммунальных отходов, отходов растениеводства, получения биогаза, топливного эталона и биодизельного топлива в качестве возобновляемых ТЭР уделяется серьезное внимание. Общий годовой объем использования в Республике Беларусь этих энергоресурсов к 2010 г. оценивается примерно в 113 тыс. т у. т., а потенциальный запас составляет более 3,7 млн. т у. т. Эти цифры не учитывают использование древесного топлива, отходов деревообработки и лигнина в качестве топлива, потенциальный запас которых оценивается примерно в 7,58 млн. т у. т. Годовое использование к 2010 г. этих видов энергоресурсов планируется в объеме около 3,1 млн. т у. т. [4]

Рис. 2. Система биоэнергетики

Считается, что биомасса, которая является источником получения биотоплива, станет ключевым возобновляемым источником в будущем, ведь уже сегодня она дает 14% всей потребляемой энергии в мире.

Стоит отметить, что для трех четвертей мирового населения, которое живет в развивающихся странах, биомасса также является самым важным источником энергии. Ожидается, что в связи с увеличением численности населения и истощением ископаемых ресурсов спрос на биомассу в развивающихся странах значительно увеличится. В среднем, в развивающихся странах биомасса составляет 38% от всех источников первичной энергии. Эти цифры свидетельствуют о том, что биоэнергетика уже сейчас имеет большое значение, а в будущем будет развиваться еще более интенсивно. [5]

2. Общая характеристика методов переработки биомассы

Сложный комплекс веществ, из которых состоят растения и животные, принято называть биомассой.

Основа биомассы - органические соединения углерода, которые в процессе взаимодействия с кислородом при сгорании или в результате естественного метаболизма выделяют теплоту.

Первоначальная энергия биомассы возникает в процессе фотосинтеза под действием солнечного излучения. В обобщенном виде эту реакцию можно представить следующим образом:

Среди основных энерготехнологических методов переработки биомассы можно выделить: термохимический метод; биохимический метод; агрохимический метод.

2.1 Термохимический метод переработки биомассы

Пиролиз - процесс нагревания биомассы либо в отсутствие воздуха, либо за счет сгорания некоторой ее части при ограниченном доступе воздуха или кислорода. КПД процесса пиролиза достигает 80-90%.

В качестве исходного энергетического продукта в процессе пиролиза могут использоваться:

* органическое топливо (уголь, сланцы, торф и т.д.);

* сельскохозяйственные отходы (солома, ботва растений и т.п.);

* биобрикеты и т.д.

Состав получаемых при этом вторичных энергетических продуктов чрезвычайно разнообразен. Изменение состава продуктов пиролиза зависит от температурных условий, типа вводимого в процесс сырья, способов ведения процесса. Разновидности топлива, получаемого в результате пиролиза, имеют несколько меньшую по сравнению с исходной биомассой суммарную энергию сгорания, но отличаются большей универсальностью применения:

• лучшей управляемостью процесса горения и соответственно повышением его энергоэффективности;

• большей технологичностью, более широким диапазоном возможных потребителей и соответственно более высокими экономическими и качественными показателями.

Классификация основных типов энергетических процессов, связанных с переработкой биомассы

Газификация - способ ведения процесса пиролиза, при котором основным энергетическим продуктом является горючий газ.

Газогенератор - устройство, в котором реализуется процесс газификации.

В состав образующегося в газогенераторе генераторного газа входят следующие горючие компоненты: окись углерода, водород, газообразные углеводороды, метан.

Процесс газификации включает такие последовательные фазы, как сушка, пиролиз (коксование) и собственно газификация топлива.

В зоне сушки происходит выпаривание начальной влаги из поступающего в газогенератор топлива за счет остаточной теплоты уходящего генераторного газа.

В зоне пиролиза при температуре до 800°С от топлива отделяются легкие газообразные фракции, самой важной из которых является метан (СН₄). Закоксовавшееся в зоне пиролиза топливо сначала реагирует с кислородом, находящимся в свежем воздухе, образуя двуокись углерода и водяной пар:

В зоне газификации при температуре свыше 900°С СЮ₂ и Н₂0 продолжают реагировать с углеродом, образуя окись углерода и водород, которые являются активно горящими газами:

Следует указать, что верхняя граница температуры прохождения реакции газогенерации ограничена значениями 1100-1200°С (температура плавления золы).

2.2 Биохимический метод переработки биомассы

Анаэробное разложение - процесс получения энергии из биомассы микроорганизмами (анаэробными бактериями) в отсутствие или при недостатке кислорода и света. Полезный энергетический продукт этого процесса - биогаз.

Биогаз - смесь углекислого газа (СO₂) и метана (СН₄). Энергетическая эффективность процесса сжигания биогаза может достигать 60-90% эффективности сжигания сухого исходного материала.

Основное уравнение, описывающее процесс анаэробного разложения биомассы (на примере целлюлозы) имеет следующий вид:

Биогазогенератор - устройство, в котором реализуется процесс преимущественного получения СН4 посредством анаэробного разложения исходной биомассы. Конструкции биогазогенераторов отличаются чрезвычайным разнообразием как по организации собственно технологического процесса анаэробной переработки биомассы, так и по составу исходного продукта.

Спиртовая ферментация - процесс получения этилового спирта в качестве энергетического продукта. Этиловый спирт (этанол) С5Н5ОН - летучее жидкое топливо, которое можно использовать вместо бензина.

В естественных условиях этанол образуется из сахаров соответствующими микроорганизмами в кислой среде (рН от 4 до 5).

Основная реакция превращения сахарозы в этанол имеет следующий вид:

Жидкие топлива, и в частности этанол, отличаются чрезвычайной технологической эффективностью из-за удобства использования и хорошего управления процессом горения в двигателях внутреннего сгорания.

В качестве заменителя бензина этанол можно использовать в виде:

• 95% - го этанола в модернизированных двигателях;

• смеси 100%-го (обезвоженного) этанола с бензином в соотношении один к десяти в традиционных двигателях.

В настоящее время стоимость топливного этанола сравнима со стоимостью бензина, причем наблюдается тенденция ее снижения. Вместе с тем этанол характеризуется более высоким октановым числом.

Фотолиз - процесс разложения воды на водород и кислород под действием света. Если водород сгорает или взрывается в качестве топлива при смешении с воздухом, то происходит рекомбинация О2 и Н2.

Некоторые биологические организмы продуцируют или могут при определенных условиях продуцировать водород путем биофотолиза.

Подобный результат можно получить химическим путем без участия живых организмов в лабораторных условиях. Промышленного внедрения эти технологии еще не получили.

2.3 Агрохимический метод переработки биомассы

Экстракция топлив - процесс получения жидких или твердых топлив прямо от растений или животных.

Продукцию растений можно разделить на следующие категории:

• семена - подсолнечник с массовым содержанием масла до 50%;

• орехи - пальмовое масло, копра кокосов с массовым содержанием масла до 50%;

• листья - эвкалипт с массовым содержанием масла до 25%;

• сок растений - сок каучука;

Возможна организация ферм по производству агрохимических топлив на основе перечисленных выше растений. Вместе с тем получаемые таким образом продукты по своим химическим свойствам могут быть гораздо ценнее, чем просто топливо.

В наше время во многих странах мира наблюдается повышение интереса к возобновляемым источникам энергии. Это связано с непрерывно уменьшающимися запасами ископаемых энергоносителей, ухудшением экологии, связанным с газовыми выбросами, приводящими к парниковому эффекту, а также желанием многих стран освободить энергетические источники от политической ситуации. Возобновляемый энергетический ресурс - постоянно действующие или периодически возникающие потоки энергии в результате естественных природных процессов.
Согласно прогнозам Мировой энергетической комиссии о перспективах использования возобновляемых источников энергии главенствующая роль принадлежит биомассе.

Содержание

1.ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДОВ ПЕРЕРАБОТКИ БИОМАССЫ

1.1.Термохимический метод переработки биомассы

1.2.Биохимический метод переработки биомассы

1.3.Агрохимический метод переработки биомассы

2.ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

3.РАЗВИТИЕ БИОЭНЕРГЕТИКИ В РЕСПУБЛИКЕ БЕЛАРУСЬ

Вложенные файлы: 1 файл

Биоэнергетика,ее перспективы в Беларуси(Основы энергосбережения).docx

3.РАЗВИТИЕ БИОЭНЕРГЕТИКИ В РЕСПУБЛИКЕ БЕЛАРУСЬ

В условиях Беларуси развитие биоэнергетики наиболее экономически целесообразно и технически осуществимо, так как биомасса – вид топлива, которого у нас с избытком и не использовать который было бы непростительной ошибкой.

Одним из альтернативных источников топлива на основе возобновляемых биологических источников является дизельное биотопливо из растительных масел, в том числе из масла рапса. Республика Беларусь располагает около 5 млн. гектаров пахотных земель, в том числе 25 процентов из них пригодны для выращивания рапса. Эффективное использование этого ресурса может обеспечить в перспективе производство 600–800 тыс. тонн дизельного биотоплива в год, то есть в значительной мере обеспечить внутренних потребителей биотопливом.

Начиная с 2008 года Национальная академия наук Беларуси осуществляет проект по созданию отечественных биогазовых установок. Реализация предлагаемой технологии позволит получать из органосодержащих стоков ферм крупнорогатого скота биогаз повышенной калорийности (24–26 МДж/куб. метров при содержании метана 70–75 процентов), который может быть использован для выработки электрической и тепловой энергии в когенерационном блоке, и высококачественные обеззараженные органоминеральные удобрения.

В Беларуси создана программа мероприятий по развитию. Их цель – разработка микробиологических и химических технологий получения различных видов биотоплива и создание их производства в Республике Беларусь. Финансироваться они будут за счет средств республиканского бюджета, выделяемых на научную, научно-техническую и инновационную деятельность в установленном порядке, а также иных источников.

создание системы производств дизельного биотоплива из рапсового масла;
совершенствование технологии получения и организация производства биоэтанола;
разработка технологии получения и организация производства топливного биобутанола;
разработка технологии получения и организация производства топливных гранул из соломы злаковых культур и рапса;
создание производства печных и котельных топлив, содержащих биодобавки;
разработка технологии и оборудования для выработки биогаза.

В результате выполнения программы ожидается:

Реализация подпрограммы позволит к 2015 году обеспечить потребление дизельного биотоплива не менее 8 % и биотоплива для бензиновых двигателей не менее 12 % от общего объема топлива, используемого на транспортные нужды, экономить за счет производства топливных гранул из соломы и отходов древесины не менее 0,5 млн. тонн условного топлива, или около 6 процентов от общего объема энергопотребления в стране.

Читайте также: