На головну

Біомаса як поновлюване джерело енергії

  1.  I. Джерела роз'єднання
  2.  Most people living in towns consider it a usual thing that streets are lit at night. But street lights need a power supply (джерело
  3.  SOURCE OF LIFE / ДЖЕРЕЛО ЖИТТЯ 60 капсул
  4.  VI) За співвідношенням статусів джерела і одержувача
  5.  А. Основні джерела
  6.  Автономія волі суб'єктів правовідносин як джерело міжнародного приватного права
  7.  Агресія - один з найбільш ефективних мимовільних способів звільнення організму від надлишкової і нерозтраченої енергії.

Ефективним поновлюваним джерелом енергії є біомаса. Ресурси біомаси в різних видах є майже у всіх регіонах світу, і майже в кожному з них може бути налагоджена її переробка в енергію і паливо. На сучасному рівні за рахунок біомаси можна перекрити 6-10% від загальної кількості енергетичних потреб промислово розвинених країн.

Біомаса сьогодні є четвертим за значенням паливом в світі, даючи щорічно 1250 млн. Т умовного палива енергії і складаючи близько 15% всіх первинних енергоносіїв (в країнах, що розвиваються - до 38%).

Росія володіє 20% світових лісових запасів, але в лісі щорічно залишається до 500 млн. Кубометрів перезрілий деревини, яка захаращує лісу, збільшує пожежну небезпеку. На різних стадіях переробки деревини з'являються деревні відходи, які становлять близько 40% від вихідної сировини. У Росії є достатня сировинна база для використання деревини в якості енергетичного палива.

Рослинна біомаса, в тому числі деревину, є єдиним видом поновлюваного ресурсу. При розумному використанні цієї сировини воно може забезпечити потреби сучасної цивілізації як в промисловій продукції (папір, будматеріали, меблі), так і в енергетичному паливі. Щорічна потреба світової енергетики становить 10 млрд. Тонн умовного палива. Приріст рослинної біомаси може повністю задовольнити потреби людства, оскільки щорічно на поверхні Землі вирощується близько 60 млрд. М3, Що еквівалентно 30 млрд. Т вугілля.

Розглянемо напрями використання біомаси.

1. Пряме спалювання біомаси

Біомаса, головним чином у формі деревного палива, Є основним джерелом енергії приблизно для 2 млрд. Чол. В цілому біомаса дає сьому частину світового обсягу палива, а за кількістю отриманої енергії займає поряд із природним газом третє місце. З біомаси одержують у 4 рази більше енергії, ніж дає ядерна енергетика.

Деревне паливо відноситься до екологічно чистих видів палива, мінімально забруднюють навколишнє середовище. У ньому практично відсутня сірка, і вміст азоту не перевищує 1% від маси, тобто при спалюванні деревини утворюється дуже мало шкідливих оксидів азоту і сірки.

Існує два способи використання деревини в якості палива - Пряме одностадійне спалювання в шарових топках на колосникових гратах і двухстадийное спалювання, що включає попереднє перетворення твердої деревини в газове паливо з подальшим спалюванням газу в різних пристроях (камерних топках, парових та водогрійних котлах, в хімічних печах, в двигунах внутрішнього згоряння, в побутових печах і газових плитах). Область використання газового палива значно ширше, більш технологічні, легше автоматизується, менше забруднює навколишнє середовище.

Залежно від способу підведення теплоти розрізняють два методи газифікації: автотермічний і аллотерміческій. При здійсненні автотермічний процесу газифікації теплота, необхідна для здійснення реакцій, виходить в процесі спалювання частини вихідного палива всередині апарату - газогенератора (газифікатора). В даний час генератори автотермічний методу газифікації найбільш конструктивно розроблені і набули широкого поширення.

Газове паливо, що отримується в газогенераторах на повітряному дуття, може бути використано в стаціонарних топкових пристроях, газових турбінах і двигунах внутрішнього згоряння замість рідкого палива і природного газу. У аллотерміческіх газогенераторах необхідна для процесу нагрівання вихідного палива та процесу газифікації теплота подається всередину газогенератора або через поверхню стінок, або шляхом подачі нагрітого до 800-1000 ° С газового теплоносія.

Аллотерміческіе газогенератори в даний час знаходяться в стадії експериментальних досліджень і дослідної перевірки. Газове паливо, що отримується з їх допомогою, може бути використано для побутових потреб, для заправки газових балонів і як паливо для транспортних засобів, при балонної системі зберігання.

2. Отримання біогазу

У нетрадиційній енергетиці особливе місце займає переробка біомаси (органічних сільськогосподарських і побутових відходів) метановим бродінням з отриманням біогазу, що містить близько 70% метану, і стерильних органічних добрив. Надзвичайно важлива утилізація біомаси в сільському господарстві, де на різні технологічні потреби витрачається велика кількість палива і безперервно зростає потреба у високоякісних добривах. Всього в світі в даний час використовується або розробляється близько 60-ти різновидів біогазових технологій.

біогаз - Це суміш метану і вуглекислого газу, що утворюється в процесі анаеробного зброджування в спеціальних реакторах - метантанк, влаштованих і керованих таким чином, щоб забезпечити максимальне виділення метану. Енергія, що отримується при спалюванні біогазу, може досягати 60-90% енергії вихідного матеріалу. Дуже важлива перевага процесу переробки біомаси полягає в тому, що в її відходах міститься значно менше хвороботворних мікроорганізмів, ніж у вихідному матеріалі.

Отримання біогазу економічно виправдано і є кращим при переробці постійного потоку відходів (стоки тваринницьких ферм, боєнь, рослинних відходів і т. Д.). Економічність полягає в тому, що немає потреби в попередньому зборі відходів, в організації та управлінні їх подачею; при цьому відомо, скільки і коли буде отримано відходів.

Отримання біогазу, можливе в установках самих різних масштабів, особливо ефективно на агропромислових комплексах, де існує можливість повного екологічного циклу. Біогаз використовують для освітлення, опалення, приготування їжі, для приведення в дію механізмів, транспорту, електрогенераторів.

Підраховано, що річна потреба в біогазі для обігріву житлового будинку становить близько 45 м3 на 1 м2 житлової площі, добове споживання при підігріві води для 100 голів великої рогатої худоби - 5-6 м3. Споживання біогазу при сушінні сіна (1 т) вологістю 40% дорівнює 100 м3, 1 т зерна - 15 м3, Для отримання 1 кВт · год електроенергії - 0,7-0,8 м3.

Слід зазначити, що суміш біогазу і природного газу в співвідношенні 1:10 є за своїми характеристиками цілком взаимозаменяемой з природним газом.

Біогаз може використовуватися як паливо для когенераційних установок.

Когенераційні установки представляють собою обладнання для комбінованого виробництва тепла та електроенергії. B установках малої потужності застосовуються переважно поршневі двигуни внутрішнього згоряння, пристосовані для спалювання газового палива. Головним паливом буває природний газ, але все частіше застосовуються і альтернативні види палива, перш за все різні види біогазу. Біогаз можна отримувати за допомогою біогазових станцій, споруджених близько водоочисних станцій, звалищ комунальних відходів або землеробських організацій, що спеціалізуються в тваринницькому виробництві.

Поряд з виробництвом тепла при спалюванні біогазу, наприклад, в котлах, когенерація пропонує і можливість виробництва електричної енергії, яка може бути використана для власних потреб об'єкта або може продаватися в загальну розподільну мережу. Виробництво електроенергії для власних потреб в цьому випадку доводиться значно дешевше в порівнянні з покупкою її з мережі, а в разі її продажу можна скористатися вигідними тарифами для електроенергії, виробленої з відновлювальних джерел енергії. Оскільки біогаз є супровідним продуктом при переробці органічних відходів, витрати по експлуатації установки будуть пов'язані тільки з відрахуваннями на обладнання і на сервісне обслуговування. Доходи становитимуть як зекономлені кошти за тепло і електроенергію, так і кошти за продаж електрики в мережу.

Для того щоб когенераційна установка могла працювати на біогазі з очікуваним економічним ефектом, потрібно уточнити наступне.

Які властивості біогазу? Властивості біогазу є вирішальним фактором для його застосування з точки зору шкідливих речовин і енергетичного змісту (теплотворення). Важливою вважається така інформація:

· Вміст метану (краще повний склад газу);

· Сталість якості газу;

· Вміст шкідливих речовин.

Який обсяг газу і спосіб його уловлювання в газгольдер? Обсяг улавливаемого газу впливає на вибір типу когенераційної установки.

Яка доступність газопроводу? Якщо є можливість підключення до газопроводу, можна використовувати двопаливного когенераційну установку для комбінованого використання як природного газу, так і біогазу (перемикання палива). Це вигідно при нерегулярному обсязі подається біогазу. При низьку якість біогазу можна його збагатити змішуванням з природним газом.

Які вимоги надаються до способу роботи когенераційної установки? Буде вона працювати паралельно з мережею або буде доцільно використовувати її і в якості аварійного джерела електроенергії, або експлуатувати її в автономному режимі?

Який дійсний витрата енергії об'єкту і її ціна? Ці дані важливо знати для вибору відповідного типу когенераційної установки і способу її експлуатації.

Властивості біогазу є одним з головних параметрів, які впливають на придатність його використання в якості палива для двигуна когенераційної установки. Деякі властивості можуть значно підвищити ціну цілого проекту, або зробити його неможливим. Тому до оцінки біогазу слід приступати з повною відповідальністю. При його оцінці слід знати такі властивості:

1) Вміст метану CH4: Нормальний вміст 55-65%. Мінімальною вважається 50-процентна концентрація.

2) Тиск біогазу: тиск газу при спалюванні в когенераційній установці знаходиться в межах від 1,5 до 10 кПа.

3) Постійність якості газу (константний склад і тиск біогазу): впливає на стабільність роботи і кількість випущених емісій.

4) Вміст шкідливих речовин (насамперед сполуки сірки, флора і хлору): ці сполуки можуть викликати корозію компонентів всмоктуючого тракту і внутрішніх частин двигуна, що стикаються з мастилом. При більш високому вмісті сірки є доцільним встановлювати сероочістітель.




 Енергія вітру і спеціальні станції |  вітроенергетичні установки |  вітроенергетики |  електростанції |  гідротермальні електростанції |  хвильові електростанції |  приливні електростанції |  Електростанції морських течій |  Енергія Сонця і сонячні електростанції |  воднева енергетика |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати