1 / 51

Energetické využití biomasy

Energetické využití biomasy. Obecně se biomasou rozumí jakákoliv obnovující se látka organického původu, tj. rostliny, živočichové a jejich odpady. Celosvětová roční produkce biomasy se odhaduje na 20.1011 t. Využívání energie z fosilních paliv. Následky drancování surovin.

tashya-jimenez
Download Presentation

Energetické využití biomasy

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Energetické využití biomasy

  2. Obecně se biomasou rozumí jakákoliv obnovující se látka organického původu, tj. rostliny, živočichové a jejich odpady. Celosvětová roční produkce biomasy se odhaduje na 20.1011 t.

  3. Využívání energie z fosilních paliv

  4. Následky drancování surovin

  5. Fosilní zdroje energie jsou vyčerpatelné, vydrží přibližně na dobu: • uhlí – asi 200 let (v ČR na kratší dobu) • zemní plyn – přibližně na 50 - 60 let • ropa – již jen na 30 - 40 let, nyní je vyčerpána již celá polovina světových zásob

  6. Škody způsobené intenzivním využíváním fosilních paliv (svět)

  7. Škody způsobené intenzivním využíváním fosilních paliv (ČR)

  8. Energie užívaná k vytápění v EU (15),ČR a SR

  9. Role zemědělství ve fytoenergetice • potenciál fytoenergetiky je 8-12% energetické bilance ČR = výkon 2 velkých elektráren • zemědělství schopno dodat nebo vypěstovat 65-75% biomasy = 8-10 mil. • tun (suš)/rok

  10. Energie z biomasy - obnovitelný charakter - místní zdroje energie - řízená produkce - péče o krajinu - využití odpadů

  11. Význam biomasy pro energii • přímý zdroj obnovitelné energie • přispívá k omezení skleníkového efektu Význam pěstovaných energetických rostlin • efektivní využití „volné“ půdy • příspěvek k údržbě kulturní krajiny • zdroj nových pracovních míst • omezování nezaměstnanosti i v odlehlých regionech

  12. Podíl energie z biomasy na celkové produkci energie v Evropě

  13. Biomasa záměrně produkovaná k energetickým účelům, energetické plodiny: Lignocelulózové Dřeviny (vrby, topoly, olše, akáty) Obiloviny (celé rostliny) Travní porosty (sloní tráva, chrastice, trvalé travní porosty) Ostatní rostliny (konopí seté, čirok, křídlatka, šťovík krmný, sléz topolovka) Olejnaté Řepka olejná, slunečnice, len, dýně na semeno Škrobno-cukernaté Brambory, cukrová řepa, obilí (zrno), topinambur, cukrová třtina, kukuřice

  14. Ekosystém Plocha (milion km²) Čistá produkce (g C/m2/rok) Světová primární produkce (bilion tun/rok) Průměrná biomasa (kg C/m2) Světová biomasa (bilion tun) Min. doba potřebná k obnově (roky) Produkce biomasy pro zpracování a spotřebu Lesy a pralesy 51.3 1 311 76.1 30.5 1702.9 23.8 Savany 15.0 900 13.50 4.00 60.00 4.44 Louky 9.0 600 5.40 1.60 14.40 2.67 Tundra 8.0 140 1.12 0.60 4.80 4.29 Pouště a polopouště 18.0 90 1.62 0.70 12.60 7.78 Obdělávaná půda 14.0 650 9.10 1.00 14.00 1.54 Bažiny a mokřady 2.0 2 000 4.00 15.00 30.00 7.50 Jezera a potoky 2.0 250 0.50 0.02 0.04 0.08 Celkem kontinentální 149.00 774.51 115.40 12.57 1 873.42 16.23 Oceán 332.00 125.00 41.50 0.003 1.00 0.02 Celkem mořské 361.00 152.01 54.88 0.01 3.87 0.07 Celkem 510.00 333.87 170.28 3.68 1 877.29 11.02

  15. Kolik ropy nahradí energetické plodiny? (Kuchtová, 2003)

  16. Zdroje biomasy (upraveno dle Weger, 2005)

  17. Energetický potenciál fytomasy v ČR (mil. tun)(Kuchtová, 2003)

  18. Zdroje biomasy v ČR Biomasu je nutné zajistit téměř z 1/2 záměrným pěstováním energetických rostlin

  19. Zdroje elektřiny z obnovitelných zdrojů v ČR • Druh 2001 2010 % podíl na • (GWh) (GWh) výrobě el. z OZ • Větrná energie 0,6 930 18 • Voda (MVE) 826 1120 21 • Voda (VVE) 1165 1165 21 • Biomasa 6 2200 40 • Geotermální energie 0 15 0 • Fotovoltaika 0 15 0 • Celkem 1 998 5 445 100

  20. Zdroje možné biomasy k energetickému využití v ČR. Surovinový zdroj Plocha (ha) Výnos z plochy celkem Zdroje lesní biomasy: těžba v lesích celkem 24 653 13 200 000 m3 dřeva produkce klestu celkem 590 860 m3 odpad při manipulaci na místech odvozu 80 000 m3 odpad při manipulaci na manipulačně-expedičních skladech 139 000 m3 palivové dřevo 780 000 m3 biomasa z prořezávek 60 000 m3 odpady v dřevozpracujícím průmyslu 350 000 t Pevný domovní odpad 2 600 000 t

  21. Způsoby získávání energie z biomasy: a)termochemická přeměna biomasy (suchéprocesy) -         pyrolýza -         zplyňování -         spalování b)biochemická přeměna biomasy (mokré procesy) -         metanové kvašení -         alkoholové kvašení c)chemická přeměna biomasy -         esterifikace d) získávání odpadního tepla při zpracování biomasy (při kompostování, čištění odpadních vod apod.)

  22. + nevzniká více CO2 než bylo rostlinami přijato + nízký obsah S (sláma 0,1%, seno do 0,5%, hn. uhlí min. 2%) + kontrola vzniku Nx optimální teplotou plamene + nízký obsah těžkých kovů (v popelu) - úlet jemného popílku = odlučovače, filtry - nutná úprava (krácení, štípání, sekání, lisování, mletí, sušení) - vlhká biomasa = aromatické uhlovodíky Výhody a nevýhody spalování biomasy(upraveno dle Weger, 2005)

  23. Energetická výtěžnost fytomasy (Strašil, 2006)

  24. Rostlina Výnos suché hmotyt/ha/rok Spalné teploMJ/kg Produkce energieGJ/ha Tritikale 9,0 15,0 135,0 Žito 9,0 15,0 135,0 Sláma obilovin 4,5 14,3 64,4 Lesknice rákosovitá 15,0 14,5 217,5 Třtina rákosovitá N 14,5 N Šťovík krmný 18,0 17,8 320,4 Slézy, proskurník 8,8 19,6 154,3 Bělotrn modrý 16,5 17,5 323,6 Dřevní štěpka - plantáž 11,7 15-17,5 190,0 Energetická výtěžnost rostlin

  25. Strašil, 2006

  26. (zdroj: Strašil, 2006)

  27. Export pelet za současných ekonomických podmínek

  28. Porovnání ceny zdrojů tepla (upraveno dle Kloz, 2005)

  29. Bioplyn • Bioplyn je směs plynů, z nichž hlavní jsou metan CH4 a oxid uhličitý CO2. Vzniká mikrobiálním rozkladem organické hmoty za nepřístupu vzduchu (tzv. anaerobní fermentací nebo digescí). Energeticky využitelný bioplyn (dále jen BP) je vyráběn ve specializovaných technologických zařízeních tzv. bioplynových stanicích (dále jen BPS). BP také vzniká v tělesech komunálních skládek, kde bývá pro další využití jímán systémem sběrných studní a čerpacích stanic.

  30. Metanové kvašení výkaly VDJ = 1,5 m3 bioplynu/den 1 kg biologicky rozložitelných látek = 0,7 – 1,0 m3 bioplynu/den

  31. Složení a využití bioplynu • Složení bioplynu: • metan 55-80 % • CO2 20-45% • N2, H20, H2S odsíření (+ 3-5% vzduchu do nádrže) • Využití: • plynové motory – tlakové ventily, čerpadla, generátory • po malých úpravách - plynové spotřebiče 1 m3 bioplynu = 1,6 – 1,9 kWh Výhřevnost (60 % metanu): 20 – 25 000 KJ/m3

  32. Srovnání vlastností různých bioplynů.(výhřevnosti platí pro stav 15°C, 101 325 kPa)

  33. Rostliny vhodné k výrobě bioplynu • vyšší obsah N • nižší obsah C:N (< 33) • biomasa víceletých pícnin (vojtěška, jeteloviny) z rekultivací • biomasa z trvale zatravněných ploch • čerstvé, siláž (senáž) = širší spektrum rostlin než pro tuhá biopaliva • výhodné je spojení se zpracováním kejdy a organických odpadů

  34. Alkoholové kvašení • Alkoholové kvašení cukrů = etanol • Výchozí suroviny = cukr, škrob, celulóza • 1 kg cukru = teor. 0,65 l čistého lihu • Praktická výtěžnost = 90-95% (vedlejší produkty – glycerin aj.)

  35. Výtěžnost etanolu

  36. Výnos etanolu u různých kulturních plodin (podle různých autorů) Druh Škrob/cukr v % čerstvé hmoty Výnos (t/ha) Výtěžnost etanolu (l/t) Výtěžnost etanolu (hl/ha) Řepa krmná 9,7 90 59 53 Řepa cukrová 16,0 30 - 50 90 – 100 38 – 48 Brambory 18,0 20 - 30 100 – 120 22 – 33 Kukuřice na zrno 60,0 4 - 8 360 – 400 15 – 30 Kukuřice na zeleno 11,0 47 67 31,9 Pšenice zrno 62,0 2 – 5 370 – 420 8 – 20 Ječmen zrno 52,0 2 – 4 310 – 350 7 – 13 Žito zrno 55,5 3,5 36 12,8 Proso zrno 70,0 2 – 5 330 – 370 7 – 18 Čirok zrno 70,0 1 – 6 340 3,4 – 20 Topinambur hlízy 17,0 20 - 40 77 15 – 31 Výnos etanolu u různých kulturních plodin

  37. Druh paliva Emisní faktor Hnědé uhlí 0,36 t CO2 /MWh výhřevnosti paliva Černé uhlí 0,33 t CO2 /MWh výhřevnosti paliva Těžký topný olej 0,27 t CO2 /MWh výhřevnosti paliva Lehký topný olej 0,26 t CO2 /MWh výhřevnosti paliva Zemní plyn 0,20 t CO2 /MWh výhřevnosti paliva Biomasa 0 t CO2 /MWh výhřevnosti paliva Elektřina 1,17 t CO2 /MWh elektřiny Emise CO2 pro různé druhy paliva

  38. Parametry hodnocení technologické kvality obilního zrna pro produkci etanoluupraveno dle Petr 2004

  39. Výhody použití tritikale pro produkci bioetanolu(Upraveno dle Petr, 2004) • Vysoký výnosový potenciál v méně příznivých agroekologických podmínkách (obilnářská, bramborářská a horská oblast), nejvýnosnější odrůdy: Kitaro, Lamberto, Tricolor, Sekundo • Výnosová stabilita, tolerance k horší předplodině • Nižší nároky na hnojení a dobrý zdravotní stav v porovnání s pšenicí Nízké náklady na hnojiva a pesticidy • Vysoká amylolytická aktivita v porovnání s pšenicí, nižší pádové číslo • Velmi podobný obsah škrobu v sušině zrna u registrovaných odrůd, okolo 66 – 69%

  40. + biologická rozložitelnost (21 dnů) naftové motory bez zvláštních úprav pozitivní C bilance (méně CO2 než činí spotřeba pole řepky) kouřivost činí 50% ve srovnání s naftou (lepší prohoření směsi + 2 atomy O2) vedlejší produkt glycerol - snižuje se výkon motoru (usazeniny na pístu) častější výměna motorového oleje (po 100 max. po 200 motohodinách) agresivní k plastům i pryži, tj. výměna hadiček – vitonové (tetrafluoretylen, odolný i vůči H2SO4!) nižší výhřevnost (83% proti 86% nafty, obsahuje méně C), tj. vyšší spotřeba paliva Bionafta

More Related