Биомасса энергия

Биомасса энергия

Биомассы — Возобновляемый источник энергии из растений и животных

Биомасса — это органический материал, получаемый из растений и животных (микроорганизмов).

Биомассы содержат запасы энергии солнца. Растения поглощают энергию солнца в процессе, называемом фотосинтезом. Химическая энергия растений передается животным и людям, которые едят их.

Биомасса является возобновляемым источником энергии, потому что мы всегда можем вырастить больше деревьев и посевов, и отходы будет существовать всегда. Некоторые виды топлива получаются из древесины, злаковых культур, навоза и некоторого мусора.

При сжигании химической энергии биомассы выбрасывается в виде тепла. Если у вас есть камин, то древесина, которую вы сжигаете в нем, — это топливо биомасс. Древесные отходы или мусор могут быть использованы для производства пара для подачи электроэнергии, или для отопления и производственных нужд.

Преобразование в другие формы энергии биомассы

Сжигание биомассы не единственный способ получения ее энергии. Биомасса может быть преобразована в другие виды топлива, такие как метан или транспортное топливо, например, этанол и биодизель.

Газ метан является основным ингредиентом природного газа. Так как некоторые виды бактерий умеют превращать органические вещества (например, сено) в метан, его иногда называют «биогаз».

Из сельскохозяйственных культур, таких как кукуруза и сахарный тростник, можно производить этанол. Биодизель, другое транспортное топливо, может быть получен из оставшихся пищевых продуктов: растительных масел и животных жиров.

Сжигание древесины: ничего нового.

Наиболее распространенной формой биомассы является древесина. Тысячи лет люди жгли древесину для отопления домов и приготовления пищи. Дерево было основным источником энергии до середины XIX века. Древесина продолжает оставаться основным источником энергии во многих развивающихся странах.

Многие производственные предприятия в деревообрабатывающей и бумажной промышленности используют отходы древесины для производства электроэнергии. Это экономит компании деньги, т.к. решает вопрос с утилизацией ее отходов, и позволяет сократить затраты на электроэнергию.

Биомассы (или биогенные) материалы содержит такой мусор, как бумага, картон, оберточная бумага, трава, листья, древесина и кожаные изделия, а также не биогенные горючие материалы, главным образом пластмасса и другие синтетические материалы из нефти.

Заводы по производству энергии из отходов и удаления отходов

Но выработка электроэнергии не является основным преимуществом заводов по производству энергии из отходов. Это на самом деле более затратно, чем производить ее из угля, на атомной или гидроэлектростанции.

Основным преимуществом сжигания отходов является то, что это уменьшает объем мусора, который мы хороним на свалках. Заводы по производству энергии из отходов утилизируют отходы от 40 миллионов человек.

Свалки могут быть источником энергии. Анаэробные бактерии, которые живут в продуктах разложения органических отходов, могут производить биогаз, который содержит метан.

Метан – такой же насыщенный газ, как и природный газ, который используется для отопления, приготовления пищи и производства электроэнергии. Метан не имеет цвета и запаха и является очень сильным парниковым газом. Природный газ обладает неприятным запахом, поэтому его утечку из трубопроводов легко обнаружить. Биогаз также может быть опасен для людей или окружающей среды. Необходимо контролировать выделение метана для безопасности и борьбы с загрязнением.

На некоторых свалках просто сжигают метан, чтобы избавиться от него. Но метан также может использоваться в качестве источника энергии.

Энергия биомассы

Под биомассой подразумевают все органические вещества растительного и животного происхождения. Органических веществ, которые могут использоваться в целях получения энергии, великое множество. К ним относятся древесина и отходы ее переработки, имеющие доминирующее значение, продукция сельского хозяйства, а также отходы ее переработки. Все эти вещества можно классифицировать по различным признакам:

Первичная (растительная) биомасса используется человечеством с незапамятных времен — со времени овладения огнем. Растительная биомасса (фитомасса) образуется в результате фотосинтеза в виде полимеров, содержащих в основном углерод (C), водород (H) и кислород (O). Кроме того, в фитомассе в малых концентрациях присутствуют фосфор, азот, калий, а также следы многих других элементов.

С энергетической точки зрения биомассу можно рассматривать как аккумулированную солнечную энергию. Энергетическое использование биомассы предполагает либо непосредственное сжигание, либо производство промежуточных энергоносителей: твердых, газообразных или жидких биотоплив.

Процесс фотосинтеза может быть в общем виде представлен следующей реакцией:

где CH2O — обобщенная формула для углеводов (сахар, крахмал, целлюлоза). Энергетическое использование биомассы в конечном счете определяется реакцией

Сопоставление этих двух реакций показывает, что в результате фотосинтеза и использования созданной биомассы реализуется замкнутый цикл, в котором солнечная энергия аккумулируется, запасается и затем превращается в полезное тепло. Этот цикл нейтрален по отношению к выбросам CO2 при условии, что на место использованной биомассы будет посажено новое растение, при росте которого весь диоксид углерода будет вновь поглощен.

Биомасса обладает рядом существенных преимуществ как ВИЭ. К ним можно отнести:

  • распространенность и доступность;
  • всесезонность;
  • возможность получения различных конечных продуктов (кроме традиционного сжигания с получением электроэнергии и тепла можно получать синтез-газ, бионефть, этанол, биогаз, биоводород);
  • снижение антропогенной нагрузки на окружающую природную среду. В атмосферу выделяется при использовании биомассы столько же диоксида углерода, сколько его поглощается при росте биомассы. Кроме того, в отличие от органических топлив, биомасса не приводит к выбросу в атмосферу таких загрязняющих веществ, как тяжелые металлы, оксид углерода, оксиды серы.

Биомасса как источник энергии играет существенную роль в мировом энергетическом балансе. Сегодня вклад биомассы в мировой энергетический баланс оценивается в 12–13%, хотя надежный учет некоммерческого использования дров затруднен.

Ежегодно в мире образуется около 220 млрд т биомассы по сухому веществу, что по теплотворности эквивалентно около 4000 ЭДж. Для сравнения общее годовое потребление энергии в мире составляет около 430 ЭДж.

Наибольший удельный вес биомасса имеет в энергетических балансах развивающихся стран Африки и Азии, где для приготовления пищи, обогрева и освещения традиционно используются дрова. В последние годы значительно увеличилась доля биомассы в энергетических балансах и развитых стран (табл.5.1).

Таблица 5.1 Увеличение вклада биомассы в потребление энергии в развитых странах, % к общему потреблению энергии

Причины такого увеличения кроются в постоянном росте цен на ископаемые топлива, в первую очередь на нефть и газ, и понятном желании стран обеспечить свою энергетическую безопасность. В 2003 г. доля биомассы в общем энергетическом балансе Европейского союза составила 3,6%, что несколько выше, чем вклад всех остальных ВИЭ (3,4%).

Коммерческое энергетическое использование биомассы в основном ориентируется на отходы лесной, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности. В некотором объеме используются сельскохозяйственные отходы (солома, жмых, лузга и т.п.).

Наряду с растительными отходами в мировой печати обсуждается вопрос о создании специальных энергетических плантаций. На таких плантациях должны высаживаться высокопродуктивные, быстро растущие растения, которые целиком используются для энергетических целей. При этом основным условием является непрерывное возобновление посадок на месте срезанных растений. В этом случае CO2, выбрасываемый в атмосферу при энергетическом использований растений, будет вновь вовлекаться в процесс фотосинтеза. Эти же идеи лежат в основе выращивания микроводорослей, например хлореллы.

При всей принципиальной привлекательности этого подхода перспективы широкого распространения энергетических плантаций не очевидны. Для таких плантаций нужны земля, вода, удобрения, т.е. все то, что необходимо также и для производства продовольствия. При дефиците продовольствия в мире конкуренция будет складываться не в пользу энергетики.

Важным и достаточно большим источником биомассы являются твердые бытовые отходы (ТБО). По оценкам средний городской житель производит 300–400 кг ТБО в год. При средней теплотворности ТБО 5–6 ГДж/т это означает, что в городе с населением в 1 млн человек за счет ТБО можно получить 2–3 ПДж/год энергии.

В основном отходы сжигаются в энергетических установках сравнительно небольшого масштаба либо самостоятельно, либо в сочетании с углем. Непосредственное сжигание отходов в промышленных топках затруднено из-за малой объемной плотности энергии. Поэтому в последнее время отходы перед сжиганием брикетируют или превращают в так называемые пеллеты. Эта последняя технология получила особенно большое распространение. Например, в США годовой объем производства пеллет превышает 0,7 млн т, а их энергетический эквивалент составляет около 12 ПДж.

Для производства пеллет биомасса вначале измельчается до размера частиц порядка 3 мм и высушивается. Затем эта масса под высоким давлением выдавливается с помощью винтового экструдера. В результате образуются твердые цилиндрики с длиной до 10–15 мм и диаметром около 5 мм, имеющие теплоту сгорания 5 кВт·ч/кг. Поскольку процесс проводится при высоком давлении, масса разогревается и добавка связующих (в отличие от брикетирования) не требуется. Процесс требует заметных затрат электроэнергии — 50–100 кВт·ч/т пеллет, что приводит к удорожанию пеллет по сравнению с исходным сырьем на примерно 50 долл. США/т. Сегодня в США пеллеты продаются по цене около 6 $/ГДж и пользуются большим спросом.

Энергия биомассы

  • все категории
  • Общая информация 198
  • Брикеты из торфа 8
  • Брикеты топливные 59
  • Древесный уголь 36
  • Дрова 34
  • Пеллеты древесные 80
  • Пеллеты из лузги 14
  • Пеллеты из соломы 19
  • Пеллеты из торфа 13
  • Щепа, стружка, отходы 39
  • Дымоходы 45
  • Енергетические комплексы 8
  • Камины, печи для дома 208
  • Комплектующие 15
  • Пиролизные котлы (печи) 25
  • Твердотопливные котлы 106
  • Отопление, энергосбережение 124
  • Проекты и услуги 2
  • Сбор и утилизация отходов 19

Биомасса — термин, объединяющий все органические вещества растительного и животного происхождения. Биомасса делится на первичную (растения, животные, микроорганизмы) и вторичную (отходы переработки первичной биомассы, продукты жизнедеятельности человека и животных).

В экодоме энергия биомассы выделяется в виде вырабатываемого биотуалетом тепла. В сельской местности при наличии достаточного количества биомассы экодом может полностью перейти на энергоснабжение с использованием биотоплива.

Может возникнуть вопрос, зачем, например, перерабатывать в топливо древесные отходы, когда они и так являются топливом? Ответ состоит в том, мы получаем жидкое или газообразное топливо, которое:

  • горит более чисто, с меньшим выделением вредных веществ;
  • позволяет легче осуществить автоматизацию процессов горения;
  • можно использовать в двигателях или электрохимических генераторах с получением не только тепла, но и электроэнергии.

Травоядные животные довольно плохо усваивают энергию растительных кормов, более половины ее уходит в навоз, позволяя рассматривать его не только как ценное сырье для органических удобрений, но и как обильный источник возобновляемой энергии. Один кубометр биогаза имеет среднюю теплотворную способность 6 кВт-ч/м3 , что составляет 60% от соответствующей способности природного газа. В пересчете на одну корову это составит 10 кВт-ч/сут, на свинью — 2 кВт-ч/сут. В хорошо спроектированном энергоэффективном доме две-три коровы с избытком покроют все энергопотребности домохозяйства. Дополнительно от одной коровы получается 12—14 тонн ценных органических удобрений в год.

2. Тепловые насосы

Экономия в доме тепловой энергии и воды требует хотя и небольшого, но обязательного дополнительного расходования электроэнергии. По этой причине достигнуть существенного снижения расхода электроэнергии (при сохранении обычного образа жизни) в энергоэффективном доме сложно. В реально эксплуатируемых теплонулевых домах потребление электроэнергии не удалось пока снизить более чем на 25%.

Поделитесь с друзьями и сохраните себе!

Энергия биомассы

Одним из наиболее перспективных источников энергии на Земле является биомасса. Биомасса — это термин, объединяющий все органические вещества растительного и животного происхождения. Она делится на первичную (растения, животные, микроорганизмы и т.д.) и вторичную (отходы при переработке первичной биомассы и продукты жизнедеятельности человека и животных).

Получение энергии из биомассы является одной из наиболее динамично развивающихся отраслей во многих странах мира. Этому способствуют такие ее свойства, как большой энергетический потенциал и возобновляемость. А также тот фактор, что она может быть произведена и использована без значительных финансовых затрат, что немаловажно для малоразвитых стран.

Одним из самых широко применяемых методов переработки биомассы является прямое сжигание (древесины и древесных отходов, соломы, торфа, городских твердых отходов и др.). В сельскохозяйственном производстве в качестве источников тепла можно принять любые растительные отходы, непригодные для использования по прямому назначению или не нашедшие иного хозяйственного применения. Теплотворная способность сжигания 1 т сухого вещества соломы эквивалентна 415 кг сырой нефти, теплотворность 1 кг пшеничной соломы и сухих кукурузных стеблей равна 15,5 МДж, соевой соломы — 14,9, рисовой шелухи — 14,3, подсолнечной лузги — 17,2 МДж. По этому показателю растительные отходы полеводства приближаются к дровам — 14,6-15,9 МДж/кг и превосходят бурый уголь — 12,5 МДж/кг.

Источники:
Биомасса энергия
Биомассы — Возобновляемый источник энергии из растений и животных Биомасса — это органический материал, получаемый из растений и животных (микроорганизмов). Биомассы содержат запасы энергии
http://www.superox.ru/for-kids/energy/308-energiya-biomass/
Энергия биомассы
Под биомассой подразумевают все органические вещества растительного и животного происхождения. Органических веществ, которые могут использоваться в целях
http://energy.zp.ua/energiya-biomassy/
Энергия биомассы
Биомасса — термин, объединяющий все органические вещества растительного и животного происхождения
http://bio.ukrbio.com/ru/articles/3374/
Энергия биомассы
Одним из наиболее перспективных источников энергии на Земле является биомасса. Биомасса — это термин, объединяющий все органические вещества растительного и животного происхождения. Она делится на…
http://geograf-stud.ru/kontrolnye-raboty/15-razvitie-i-razmeshhenie-netradicionnyh-istochnikov/74-jenergija-biomassy.html

COMMENTS