Биоэнергетика

     Министерство  образования Республики Беларусь

     Учреждение  образования

     «Белорусский  государственный  экономический университет» 
 
 

Реферат 

По  дисциплине «Энергосбережение» 

На  тему «Биоэнергетика» 
 
 
 

Выполнил 

студентка заочной формы обучения

1ого  курса факультета Финансов и Банковского дела, специализация финансы 
 

  «___»________2011 г. 

Подпись ___________ 
 

Проверил 

Кандидат  технический наук

Доцент  кафедры технологии БГЭУ

Кохно Николай Прокофьевич  

  «___»________2011 г. 

Подпись ___________ 
 
 
 

 

Содержание: 

1. Введение
2. Биотопливо
1. Виды биотоплива
2. Потребление
3. Энергия и экология

3. Заключение

4. Список литературы

 

1. Введение

 

   Биоэнергетика – это энергетика, основанная на использовании биотоплива. Она включает использование растительных отходов, искусственное выращивание биомассы и получение биогазов. 

Энергетические  ресурсы и структура использования

 

     Человечество  переживает энергетические кризисы. В  качестве источника энергии люди использовали сначала дрова, потом  уголь, нефть, ядерное топливо, газ. Нефть начала заканчиваться давно. Сейчас на смену эпохи нефти и  газа приходит эпоха возобновляемых источников энергии. Из возобновляемых самым большим потенциалом обладает биомасса.

     Биомасса – образуется при фотосинтезе из диоксида углерода и воды с выделением кислорода. Это материалы растительного происхождения, которые могут быть использованы в качестве топлива для целей преобразования их энергетической компоненты. К биомассе относятся материалы, полученные в результате сельскохозяйственной или лесохозяйственной деятельности, которые соответствуют техническим требованиям (ТУ, ГОСТ, СТБ), предъявляемым к топливу, в их числе:

• быстрорастущая древесина и продукты из нее – щепа, пеллеты и т.д.;
• растительные отходы пищевой промышленности;
• волоконные растительные отходы производства целлюлозы для изготовления бумаги;

- отходы древесины, за исключением отходов антисептированной, химически модифицированной и радиоактивной древесины, которые могут содержать галогены, тяжелые металлы или радионуклиды в количествах, превышающих уровни, установленные действующими нормативными документами для топливной древесины.

   Энергия, получаемая при использовании биомассы, относительно дешева и имеются возможности  ее накопления. В связи с малой  мощностью электростанций, используемых в качестве топлива биомассу, к  их преимуществам можно отнести  также короткий срок проектирования и строительства, повышение надежности энергоснабжения, связанное с его  децентрализацией, повышение эффективности  использования топлива; снижение остроты  проблемы избавления от отходов.

   В соответствии со статьей 39 Закона Республики Беларусь "Об охране окружающей среды" и статьей 31 Закона "Об охране атмосферного воздуха" в Республике Беларусь возможно использование (в том числе для  энергетических целей) материалов, соответствующих  требованиям ТУ, ГОСТ, СТБ в предназначенных  на то установках. При сжигании любого топлива образуются дымовые газы, которые содержат в своем составе  загрязняющие вещества, поступающие  в атмосферный воздух, расчет которых  должен проводится по утвержденным в установленном порядке техническим нормативным правовым актам. 

2. Биотопливо
1. Виды биотоплива

• Кородревесные отходы (кора, опилок, другие отходы лесозаготовки и лесопиления, санитарных рубок и рубок ухода)

• Древесное топливо (дровяная и низкосортная древесина, древесная щепа, древесные брикеты, гранулы, т.д.)
• Щелок (образуется при производстве целлюлозы)
• Шлам (ил) очистных сооружений

Торф  является ископаемым топливом

     Основные  особенности

• Высокая влажность, 50-60% и выше
• Низкая теплота сгорания (особенно у ила)
• Возможность повышения качества топлива за счет его предварительной подготовки на месте
• Относительно низкая цена (отрицательная цена, если сжигаются собственные отходы, которые иначе вывозились бы на свалку)
• Ограниченное плечо перевозки (щелок и вовсе не возится, а используется исключительно на месте)

 

2. Потребление

   Энергия, запасенная в первичной и вторичной  биомассе, может конвертироваться в  технически удобные виды топлива  или энергии несколькими путями 

От  биомассы к биоэнергии

     Зная  природу фотосинтеза, можно уже  сделать выводы о преимуществах  использования биомассы как источника  энергии, при сжигании которого содержание углекислого газа в атмосфере  не увеличивается. Растения потребляют углекислый газ и перерабатывают его для своего роста. При горении  биомассы не может образоваться этого  газа больше, чем было поглощено  растением при жизни. Использование  биомассы для производства энергии  не увеличивает концентрации углекислого  газа в атмосфере!

Преобразование  биомассы и использование их энергии :

Сжигание 

     Самый старый способ преобразования биомассы в биоэнергию - сжигание древесины. 70% населения развивающихся стран используют древесину как источник энергии. Средний расход древесины для производства энергии в этих странах составляет примерно 700 кг в год на одного человека.

     Более половины вырубаемой древесины сжигается  для получения тепла. Часто для  этого используются старые печи, которые  выбрасывают загрязняющие вещества в окружающую среду. Если использовать новые конструкции печей с  катализаторами, нейтрализующими вредные  вещества, загрязнение окружающей среды  можно намного уменьшить.

Пиролиз

   Пиролиз - это разложение органических веществ  без доступа воздуха при высокой  температуре. Пиролиз древесины  происходит при 450 - 500 °С. Нагревается биомасса до такой температуры обычно с помощью газа, однако расходы последнего с лихвой окупаются. Продуктами пиролиза являются древесный уголь и горючие газы (метан, оксид углерода), при сгорании которых уже в присутствии кислорода выделяется огромное (по сравнению с затраченным на нагрев) количество тепла. Именно эти продукты используют как топливо для обогрева и как сырье в некоторых отраслях промышленности.

Ферментация навоза

   Даже  навоз может служить источником энергии! Как топливо используют не только навоз, но и продукты его  переработки. Перерабатывают навоз  чаще совместно с отходами коммунального  хозяйства. Дело в том, что оба  вида биомассы содержат микроорганизмы, которые в определенных условиях (в частности, при температуре 50 - 60 °С, без доступа воздуха) разлагают органические вещества до биогаза*. Этот процесс обязательно происходит с участием особых веществ - ферментов - и поэтому называется ферментацией. Основной составляющей биогаза является метан, при сгорании которого выделяется тепло. Установки для ферментации навоза очень удобно использовать на фермах, полностью обеспечивая их потребности в энергии.

   Ферментация навоза - очень экономичная технология. Недостатками получения и использования  биогаза являются его повышенная взрывоопасность и возможность заражения человека паразитами, обитающими в разлагающейся биомассе. 

Типы  проектов с биомассой

• Строительство биоэнергетических мощностей для выработки энергии на собственные нужды
• Строительство биоэнергетических мощностей для выработки энергии на продажу
• Увеличение паропроизводительности биокотлов за счет их реконструкции и модернизации
• Повышение качества биотоплива (снижение влажности/повышение концентрации)
• Организация производства биогранул (брикетов) – основной эффект достигается у потребителей

 

   Биогазовые установки

   Если  у Вас есть отходы сельского хозяйства  и пищевой промышленности, то Вы можете делать деньги просто из ничего. Такими отходами могут быть навоз скота, свиней, птичий помет, отходы растений, силос, отходы боен (кровь, кишки, жир), технический глицерин (от производства рапса), спиртовая барда, свекольный жом, канализационные стоки

Переработка таких отходов на биогазовой установке дает

- биогаз

в процессе брожения из биоотходов вырабатывается биогаз. Этот газ может использоваться как и обычный природный газ для обогрева, выработки электроэнергии.

- электроэнергию

из одного м³ биогаза можно выработать 2-3 кВт*ч электроэнергии (биогаз, который при сжигании в когенераторе дает электроэнергию).

- тепло

биогаз можно использовать в котлах для получения тепла для обогрева или наоборот для испарителей систем охлаждения, для получения кипяченой воды для содержания скота, а также для получения пара.

- удобрение

переброженная масса - это экологически чистые жидкие и твердые удобрения (биогумус), лишенные нитритов, семян сорняков, патогенной микрофлоры, яиц гельминтов, специфических запахов. Урожаи растут на 40-50%.

3. Энергия и экология

     Применение  и преобразование энергии является сегодня основным фактором, влияющим на окружающую среду. В первую очередь, сжигание ископаемого энергетического  сырья особенно актуально в связи  с уже доказанным существованием проблемы климата. Что касается углекислого  газа, представляющего сегодня основную проблему углекислого газа, то общие  выбросы установок по преобразованию энергии остаются вот уже несколько  лет относительно постоянными. Однако они не снижались, а именно это  требуется Киотским протоколом. (Киотский протокол — международный документ, принятый в Киото (Япония) в декабре 1997 года. Он обязывает развитые страны и страны с переходной экономикой сократить или стабилизировать выбросы парниковых газов). Самую большую проблему будет представлять в будущем, скорее всего, транспорт, который постоянно растёт, а с ним растут и выбросы вредных веществ в атмосферу.

     Баланс  выбросов, связанный  с применением  энергии

     Во  всех сферах применения энергии (преобразование энергии, сетевые и распределительные  потери, а также в сфере преобразования конечной и полезной энергии) происходят выбросы. Они определяются количеством  использованной энергии, видом энергии, а также установками и приборами, которые используются в зависимости  от цели применения и от потребителя.