1.2.1 В Европе.

Стр 1 из 2Следующая ⇒

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ «ВИТЕБСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ П. М. МАШЕРОВА»

Факультет социальной педагогики и психологии

Кафедра социально-педагогической работы

РЕФЕРАТ

по дисциплине «Основы энергосбережения»

Биоэнергетика, ее перспективы в Беларуси

Мирзоев ВагифВалехович

3 курс, 32 группа

Проверил:

Дударев Александр Николаевич

Старший преподаватель

Витебск, 2021

СОДЕРЖАНИЕ

Введение…………………………. …………………………………………………………………………………3

1 Главная часть………………………….. ………………………………………………………………………. 4

1. 1 Энерготехнологические методы…………………………. …………………………………. 5

1. 1. 1 Термохимический метод…………….. ……….. …………………………………. 5

1. 1. 2 Биохимический метод………………….. ………. …………………………………. 8

1. 1. 3 Агрохимический метод………………….. …………….. …………………………. 9

1. 2 Перспективы развития. ……………………………………………….. ………………………. 10

1. 2. 1 В Европе………………………………………………………. …………………………. 10

1. 2. 2 В Беларуси………………………………………………………………………………. 11

Заключение…………………………………………………………………. ……………………………………14

Список использованной литературы………………………………………………………………. 15

ВВЕДЕНИЕ

В современном мире очень важно найти альтернативный ( возобновляемый) источник энергии ведь все ресурсы по добыче энергии имеют свойство заканчиваться и скоро человечество столкнется с его дефицитом. Поэтому во всем мире отмечается повышенный интерес к использованию альтернативных источников энергии. В этом отношении биоэнергетика обладает явным преимуществом, так как в качестве исходного сырья использует биомассу, содержащую аккумулированную в форме углеводородов солнечную энергию. Нам так же необходимо находить и больше использовать альтернативные источники, о причинах поговорим далее.

Меня же заинтересовала эта тема, потому что она актуальна в мире где почти все погрязло в мусоре. Мне вообще очень интересны все темы, которые помогут уменьшить выбросы и мусор, ведь нам еще здесь жить.

Цели этой работы:

• Разобраться, как развивается и что из себя представляет этот вид энергии в других странах.

• Разобраться, как развивается и что из себя представляет этот вид энергии в Беларуси.

• Рассмотреть все перспективы биоэнергетики.

Задачи работы:

• Рассмотреть и характеризовать все методы переработки биомассы.

• Характеризовать использование биоэнергетических установок.

• Рассмотреть последствия для экосистемы.

Я постараюсь использовать максимально современные данные. Иногда я буду вставлять свое мнение.

1 ГЛАВНАЯ ЧАСТЬ

Биоэнергетика (наука) — наука на стыке биохимии и биологии, изучающая процессы преобразования внешних энергий в полезную деятельность орга-низмов, и энергетические процессы в клетке. Основа биомассы - органиче-ские соединения углерода, которые в процессе взаимодействия с кислородом при сгорании или в результате естественного метаболизма выделяют теплоту. Это используют в основе методов переработки. Биомассой - сложный комплекс веществ, из которых состоят растения и животные.

Способы переработки биомассы:

• Сжигание – самый простой и популярный способ получения дешевой энергии из сухих органических отходов. Во время сжигания отходов в котле образуется пар, пар вращает турбину, а та, в свою очередь, двигает ротор генератора, производящего электроэнергию. Но у этого способа есть минус – котел засоряется золой и сажей, и производственные затраты возрастают. Поэтому в прямом сжигании используют далеко не все виды органических отходов, да и все имеет свойство заканчивается.

• Газификация – сжигание твердого биотоплива при минимальном до-ступе кислорода. Итог такой обработки – смесь газов (азот, метан, водород, углекислый газ), применяемых для вращения газовой турбины. Главное преимущество технологии – получаемое беспримесное топливо, которое не загрязняет окружающую среду. Метан используется как ископаемый природный газ уже сейчас, водород будет применяться с теми же целями в обозримом будущем.

• Анаэробное брожение – обработка отходов при помощи анаэробных бактерий, пищей которым служит неживое органическое вещество (сточные воды, навоз). Потребляя его в специальных варочных резервуарах, бактерии вырабатывают водород и метан. Получившийся газсобирают, чтобы использовать для выработки электроэнергии. Этот метод позволяет восстановить 2/3 топлива из биомассы.

• Ферментация – использование микроорганизмов дрожжевого типа для получения топлива (этанола и других углеводородов). Метод дает возможность использовать практически все существующие вариации бытовых отходов – от зерновой лузги и бумажных отходов до сахарного тростника и древесины. ([2])

Среди основных энерготехнологических методов переработки биомассы можно выделить:

• термохимический метод;

• биохимический метод;

• агрохимический метод.

О последних поговорим в следующих частях.

1. 1 Энерготехнологические методы

[3]

1. 1. 1 Термохимический метод

• Прямое сжигание для получения тепла.

С помощью тепла сжигаемой биомассы приготовляют пищу, обогревают жилище и получают электроэнергию. Пар для обеспечения производства получают, сжигая различные отходы биомассы в топках паровых котлов. Электроэнергию получают, используя высокотемпературное тепло.

• Пиролиз - переработка биомассы в топливо путем нагрева с отводом летучих соединений.

Биомассу нагревают в отсутствие воздуха. Здесь получают: газы, пары, жидкости, масла и древесный уголь. Получается привычный для пользователя древесный уголь, в несколько раз более энергоемкий и удобный для транспортировки материал. Уголь полезен для отопления жилого фонда, производственных процессов. Современные методы предусматривают использование летучих веществ, образующихся при пиролизе, для синтеза метана и метанола. Технология быстрого пиролиза позволяет получить бионефть – эффективное топливо, удобное в хранении и транспортировке. Биотопливо для автомобилей дешевле, чем ископаемая нефть, безопаснее для экологии; оно подходит для всех двигателей и увеличивает их срок работы. Еще одно вещество, которое можно получить путем пиролиза, – феноловое масло, применяемое для изготовления пластмасс, изопены, древесного клея. ([2])

• Прочие термохимические процессы. Например, целлюлоза и крахмалы превращаются в сахара для последующей ферментации. ([6])

([5])

Газификация - способ ведения процесса пиролиза, при котором основ-ным энергетическим продуктом является горючий газ.

Газогенератор - устройство, в котором реализуется процесс газификации

В состав образующегося в газогенераторе генераторного газа входят следующие горючие компоненты: окись углерода, водород, газообразные углеводороды, метан.

Процесс газификации включает такие последовательные фазы, как сушка, пиролиз (коксование) и собственно газификация топлива.

В зоне сушки происходит выпаривание начальной влаги из поступающего в газогенератор топлива за счет остаточной теплоты уходящего генераторного газа.

В зоне пиролиза при температуре до 800 °С от топлива отделяются легкие газообразные фракции, самой важной из которых является метан (СН4). За коксовавшееся в зоне пиролиза топливо сначала реагирует с кислородом, находящимся в свежем воздухе, образуя двуокись углерода и водяной пар:

С + O2 => СO2 (горение);

2Н2 + O2 => 2Н2O.

В зоне газификации при температуре свыше 900 °С СЮ2 и Н20 продолжают реагировать с углеродом, образуя окись углерода и водород, которые являются активно горящими газами:

CO2 + С => 2СО;

Н2O + С => Н2 + СО.

Следует указать, что верхняя граница температуры прохождения реакции газогенерации ограничена значениями 1100-1200 °С (температура плавления золы). ([4])

1. 1. 2 Биохимический метод

• Спиртовая ферментация - процесс получения этилового спирта в качестве энергетического продукта.

Этиловый спирт – летучее жидкое топливо, которое можно использовать вместо бензина. Получают из сахаров. В естественных условиях этанол образуется из сахаров соответствующими микроорганизмами в кислой среде (рН от 4 до 5).

Основная реакция превращения сахарозы в этанол имеет следующий вид:

Дрожжи

C12H22O11 + H2O 4С2Н5OН + 4СO2.

Жидкие топлива, и в частности этанол, отличаются чрезвычайной технологической эффективностью из-за удобства использования и хорошего управления процессом горения в двигателях внутреннего сгорания.

В качестве заменителя бензина этанол можно использовать в виде:

ü 95 % -го этанола в модернизированных двигателях;

ü смеси 100 %-го (обезвоженного) этанола с бензином в соотношении один к десяти в традиционных двигателях.

• Анаэробная переработка. Получение биогаза (метан).

Биогаз – смесь CH4 и CO2, образующаяся в специальных устройствах – биогазогенераторах, устроенных и управляемых таким образом, чтобы обеспечить максимальное выделение метана. Получение биогаза становится экономически оправданным и предпочтительным, когда биогазогенератор работает на переработке существующего потока отходов. Это свинофермы, скотобойни и т. д.

• Биофотолиз - разложение воды водород и кислород под действием света.

Если водород сгорает или взрывается в качестве топлива при смешении с воздухом, то происходит рекомбинация О2 и Н2.

Некоторые биологические организмы продуцируют или могут при опреде-ленных условиях продуцировать водород путем биофотолиза. Кстати подобный результат можно получить химическим путем без участия живых организмов в лабораторных условиях. Промышленноговнедренияэтитехнологииещенеполучили.

1. 1. 3 Агрохимический метод

Экстракция биомассы. Получение каучука.

Экстракция топлив - процесс получения жидких или твердых топлив прямо от растений или животных.

Продукцию растений можно разделить на следующие категории:

• семена - подсолнечник с массовым содержанием масла до 50 %;

• орехи - пальмовое масло, копра кокосов с массовым содержанием масла до 50 %;

• плоды - оливки;

• листья - эвкалипт с массовым содержанием масла до 25%;

• сок растений - сок каучука;

Продукты переработки отходов растений — масла и растворители до 16 % сухой массы (например, скипидар, канифоль, маслянистые смолы и т. д. ).

Возможна организация ферм по производству агрохимических топлив на основе перечисленных выше растений. Вместе с тем получаемые таким образом продукты по своим химическим свойствам могут быть гораздо ценнее, чем просто топливо. ([5])

1. 2 Перспективы развития.

1. 2. 1 В Европе.

Биоэнергетические станции по сравнению с традиционными электро-станциями и другими невозобновляемыми источниками энергии являются наиболее экологически безопасными. Они способствуют избавлению окру-жающей среды от загрязнения всевозможными отходами. Так, например, анаэробная ферментация – эффективное средство не только реализации от-ходов животноводства, но и обеспечения экологической чистоты, так как твердые органические вещества теряют запах и становятся менее привлека-тельными для грызунов и насекомых (в процессе перегнивания разрушаются болезнетворные микроорганизмы). Кроме того, образуются дополнительный корм для скота (протеин) и удобрения. Эту особенность увидели жители Европы. Одним из альтернативных источников топлива на основе возобновляемых биологических источников является дизельноебиотопливо из растительных масел, в том числе из масла рапса. За последние двадцать лет в мире площади посевов рапса расширились более чем в четыре раза, а в Европе – в десять раз. В странах Европейского союза общая площадь посевов рапса составляет около 7 млн. гектаров при средней урожайности культуры более 30 центнеров с одного гектара. Согласно последнему отчету Frost& Sullivan «Возможности на рынке производства электроэнергии из биомассы и биогаза в Европе», несмотря на сокращение стимулирующих мер со стороны государства и отсутствие устойчивых поставок сырья, рынок продолжает расти, во многом благодаря проектам по преобразованию угольных электростанций в работающие на биомассе. По оценкам экспертов, к 2017 году объем установленных производственных мощностей по производству энергии из био-массы и биогаза в Европе достигнет 42 322, 1 МВт, при этом темп совокупного годового роста с 2012 по 2017 годы составит 5, 3%.

Росту производства энергии из биомассы и биогаза также способствуют планы Европы по производству из возобновляемых источников до 20% от общего объема энергии к 2020 году. ([11])

12 Следующая ⇒