BIOMASA – sursa de energie curata

1. BIOMASA – sursa de energie curata Prof.dr.ing. Dorin STANICA-EZEANU Prof.dr.ing. Ion ONUTU UNIVERSITATEA PETROL-GAZE DIN PLOIESTI Bvd. Bucuresti nr. 39, 100680 PLOIESTI E-mail: dorsta@upg-ploiesti.ro

2. Ce este BIOMASA? • Biomasa, consta in plante si materiale derivate din plante care se utilizeaza la producerea de biocombustibili, bioenergie si produse chimice biologice fara sa genereze emisii de gaze cu efect de sera. • Biomasa este o sursa de energie regenerabila deoarece energia pe care o contine provine de la soare. Prin procesul de fotosinteza, clorofila din plante capteaza energia solara prin convertirea dioxidului de carbon din aer si a apei din sol in hidrati de carbon (CH2O), compusi complecsi formati din carbon, hidrogen si oxigen. • CO2 + H2O + lumina + clorofila  (CH2O) + O2

3. BIOMASA: sursa de energie? • BIOMASA utilizată pentru obţinerea de energie provine din : - lemn, sub toate formele sale ; - paie şi plante celulozice; - resturi agricole după culegerea recoltelor ; - deşeuri municipale (aprox. 40% din deşeurile municipale solide sunt constituite din material organic); - deşeuri provenite de la purificarea apelor uzate şi din crescătoriile de animale; - culturi de plante cu conţinut de zahăr (trestia de zahăr, sfecla de zahăr, sorg dulce etc); - culturi de plante oleaginoase (floarea soarelui, rapiţă, soia etc.)

4. Productia si consumul de energie provenit din BIOMASA (solida)

5. Productia si consumul de gaz obtinut din BIOMASA

6. Biocombustibili lichizi obtinuti din BIOMASA

7. Metode de utilizare a BIOMASEI

8. Procesele de conversie a BIOMASEI

11. Schema procesului de piroliza a BIOMASEI

12. Combustibili din BIOMASA Biocombustibilii obtinuti din biomasa se pot clasifica in doua mari categorii:Biocombustibili conventionali, sau prima generatie de biocombustibili: -Ulei vegetal pur - Biodiesel - Bioetanol Biocombustibili avansati, sau a doua generatie de biocombustibili: - Combustibil (Diesel) Fischer – Tropsch - Bioetanol (din biomasa lignocelulozica) - Ulei de piroliza - Hidrogen - Biometanol - Bio-DME - Bio-SNG (prin gazeificarea biomasei) - Biohidrogen (prin gazeificarea biomasei) - Biometan - Biobutanol

13. Caracteristici fizico-chimice ale biocombustibililor si combustibililor fosili *la 15C; *** LPG = 107 RON; Lower calorific value = 24 MJ/l **la 20C; *** Natural Gas = 120 RON; Lower calorific value = 23 MJ/l

15. BIORAFINARIA

16. Suprafeţe şi biomasa necesară funcţionării autoturismului pe timp de un an (15 000 km parcurşi şi un consum de 1.900 l etanol/an)

18. Proprietati de combustie pentru benzina, bioetanol, ETBE

19. Avantajele utilizarii bioetanolului • Bioetanolul este biodegradabil si mult mai putin toxic decit combustibilii fosili. • Prin combinarea etanolului cu benzina se imbunatateste considerabil cifra octanica motor si se obtine un amestec oxigenat cu ardere mai buna care reduce emisiile poluante. • Prin utilizarea bioetanolului se reduc emisiile gaze cu efect de sera; emisiile de CO2 scad cu aproximativ 50% fata de combustibilii obtinuti din titei, o parte din CO2 degajat prin combustie fiind absorbit de culturile materie prima. • Prin utilizarea bioetanolului in motoarele vechi se reduce cantitatea de CO, imbunatatindu-se astfel calitatea aerului. • Pentru obtinerea combustibililor ecologici de tip bioetanol nu este necesar sa se consume alti combustibili. Producerea etanolului necesita numai energia solara si energia necesara procesului de fermentatie. • Bioetanolul este produs din surse regenerabile, astfel ajuta la extinderea duratei de exploatare a zacamintelor fosile care sint in curs de epuizare si la independenta energetica a statelor care il produc. • Prin incurajarea utilizarii bioetanolului se consolideaza economia rurala. • Bioetanolul poate fi integrat usor in sistemul existent de transport si distributie a carburantilor. • In procent pina la 5% poate fi amestecat cu carburant conventional, nefiind necesare modificari ale motorului.

20. Dezavantajele utilizarii alcoolilor Problemele principale care se ridica la utilizarea alcoolilor drept combustibili ca atare in motoarele cu aprindere prin scinteie sunt: • Tendinta de reducere a puterii efective • Dificultatea pornirii la rece • Tendinta de inrautatire a vaporizarii in sistemul de admisie la motoarele cu carburator • Tendinta de crestere a frecventei incindentelor survenite la functionarea motorului la cald • Calitati defavorabile de ungere • Incompatibilitatea compusilor organici, si in special a alcoolilor, cu uleiul de ungere si cu materiale de tipul elastomerilor, cu care acestia vin in contact direct • Coroziunea determinata de alcooli, si de asemenea, de atacul chimic direct al unor compusi specifici rezultati in cursul arderii • Toxicitatea alcoolilor, in special a metanolului; metanolul poate patrunde in organism pe cale respiratorie, digestiva si cutanata, provocind in general intoxicatii cu efecte grave, care depind de conditiile expunerii si susceptibilitatea individuala. Concentratia limita de vapori de metanol in atmosfera, admisa la o expunerea continua timp de 8 ore pe zi, este de 2600 mg / m3. Efecte fiziologice pot insa interveni si prin expunere la concentratii de Me-OH de 1,71 – 1,46 mg / m3 . • Toleranta redusa a acestora fata de apa. Practic, combustibilii petrolieri contin intotdeauna, chiar si la iesirea din rafinarie, urme de apa ( 50-80 ppm) care sporesc in cursul diferitelor etape de depozitare ( cisterna, depozit, rezervorul statiei de alimentare, rezervorul vehiculului, etc.), precum si in functie de anotimp, ajungind pana la 700 ppm. • Modificari constructive ale motoarelor cu aprindere prin scinteie (MAS) alimentate cu alcooli

21. BIODIESEL TIPURI: Biodiesel esterificat : acest combustibil este produs prin reactia cu metanolul in prezenta de catalizator pentru aobtine metil sau etil ester. Aceasta este metoda cea mai raspindita si poate fi introdusa in motoarele Diesel fie ca atare sau in amestec ; Biodiesel neesterificat : acest tip de combustibil poate fi introdus doar in masini cu motoare special modificate cu caracteristici speciale. Uleiurile cu grade ridicate de aciditate sau alte caracteristici care ar putea sa le faca inacceptabile pentru consum sint incluse in aceasta categorie ; Uleiurile uzate alimentare pot fi folosite de asemenea la Biodiesel. In orice caz inaintea procesului de transesterificare ele trebuie curatate si rafinate, lucru necesar din cauza degradarii cauzata de temperaturile ridicate la care au fost supuse.

22. Fabricare biodiesel • Procesul de transesterificare este reactia unei trigliceride (grasime / ulei) cu un alcool din care rezulta esteri si glicerina. Triglicerida are ca baza molecula de glicerina la care sint atasate trei lanturi lungi de acizi grasi. Ulei vegetal Metanol Glicerina Biodiesel (Trigliceride)

23. Comparatie intre caracteristicile fizico-chimice ale Biodieselului si motorina Diesel

24. Avantajele utilizarii Biodieselului • Este o sursă regenerabilă de energie; • Poate fi folosit în autovehicule fără să fie necesare modificări la motor; • Are cifră cetanică mare şi o lubricitate bună; • Nu conţine sulf ; • Reduce substanţial emisiile poluante (B100 – Biodiesel pur; B20 – amestec 80% motorina + 20% Biodiesel)

25. Bilantul energetic Biodieselul produce cu 220% mai multa energie decât cea utilizata la producerea lui. Aceasta cuprinde toata energia necesara pentru cresterea, productia, transportul si distributia lui.

26. Viitorul nostru: BIOENERGIA

27. Va multumesc pentru atentie!