36
Biomasa i biogorivo Dr.sc. Marijana Kraljić Roković, docent Biomasa i biogorivo Dr.sc. Marijana Kraljić Roković, docent [email protected] Literatura: 1. Future energy: Improved, Sustainable and clean options For our planet, Trevor M. Letcher (Ed), Elsevier Ltd., Amsterdam, 2008.

To help protect your privacy, PowerPoint prevented this ... · PDF fileU 2013. udio zastupljenosti novijih tehnologija biomase preko 25% u Švedskoj, ... POLJOPRIVREDNA ZADRUGA OSATINA

  • Upload
    phamque

  • View
    225

  • Download
    1

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: To help protect your privacy, PowerPoint prevented this ... · PDF fileU 2013. udio zastupljenosti novijih tehnologija biomase preko 25% u Švedskoj, ... POLJOPRIVREDNA ZADRUGA OSATINA

To help protect your privacy, PowerPoint prevented this external picture from being automatically downloaded. To download and display this picture, click Options in the Message Bar, and then click Enable external content.

Biomasa i biogorivoDr.sc. Marijana Kraljić Roković, docent

Biomasa i biogorivoDr.sc. Marijana Kraljić Roković, docent

[email protected]

Literatura:

1. Future energy: Improved, Sustainable and clean optionsFor our planet, Trevor M. Letcher (Ed), Elsevier Ltd., Amsterdam, 2008.

Page 2: To help protect your privacy, PowerPoint prevented this ... · PDF fileU 2013. udio zastupljenosti novijih tehnologija biomase preko 25% u Švedskoj, ... POLJOPRIVREDNA ZADRUGA OSATINA

BIOMASA

Biomasa je obnovljiv izvor energije kojeg čine brojni proizvodi biljnog i životinjskog svijeta. Koristi se zaproizvodnju električne i toplinske energije te tekućih pogonskih goriva za vozila.Može se i ra no pret arati energij i garanjem te tako proi esti odena para a grijanje ind striji iMože se izravno pretvarati u energiju izgaranjem te tako proizvesti vodena para za grijanje u industriji ikućanstvima te dobivati električna energija u malim termoelektranama. Fermentacija u alkohol zasad jenajrazvijenija metoda kemijske konverzije biomase. Bioplin nastao fermentacijom bez prisutnosti kisikasadrži metan i ugljik-dioksid te se može upotrebljavati kao gorivo, a ostali suvremeni postupci korištenjaenergije biomase uključuju pirolizu, uplinjavanje te dobivanje vodika.

Page 3: To help protect your privacy, PowerPoint prevented this ... · PDF fileU 2013. udio zastupljenosti novijih tehnologija biomase preko 25% u Švedskoj, ... POLJOPRIVREDNA ZADRUGA OSATINA

Predviđa se da će do sredine stoljeća u svijetu udjel biomase u potrošnji energije iznositi oko 30-40%.Švedska je npr 1998 dobivala iz korištenja biomase 18% energije a Finska 10%Švedska je npr. 1998. dobivala iz korištenja biomase 18% energije, a Finska 10%. Ukrajina ima instalirane kapacitete od 320 MW za dobivanje struje upravo korištenjem biomase. U 2013. udio zastupljenosti novijih tehnologija biomase preko 25% u Švedskoj, Fi k j L iji i E iji U A iji h l ij k đ b ij jFinskoj, Latviji i Estoniji. U Aziji se te tehnologije također brzo razvijaju.

Hrvatska ima veliki potencijal, ali za sada još nije dovoljno razvijen sustav iskorištavanja bioenergije.

Page 4: To help protect your privacy, PowerPoint prevented this ... · PDF fileU 2013. udio zastupljenosti novijih tehnologija biomase preko 25% u Švedskoj, ... POLJOPRIVREDNA ZADRUGA OSATINA

Biomasa se može izravno pretvarati u energiju jednostavnim izgaranjem pri čemu se proizvodipregrijana vodena para za grijanje u industriji i kučanstvima ili u kogeneracijskim postrojenjima s parom nešto niže temperature i električnom energijoms parom nešto niže temperature i električnom energijom.

Kogeneracija u drvno prerađivačkim industrijama:

HEP je u Osijeku potpisao ugovor za projekt izgradnje kogeneracijske elektrane (za proizvodnjuelektrične i toplinske energije) na biomasu - BE-TO Osijek 2 MWe/10 MWtelektrične i toplinske energije) na biomasu BE TO Osijek 2 MWe/10 MWt.Sirovina za BE-TO Osijek je šumska biomasa. Dobavu šumske biomase u količinama i kvaliteti kojeće osigurati pouzdan rad postrojenja HEP je osigurao potpisivanjem dugogodišnjeg ugovora odobavi drvne sječke. Izgradnja BE-TO Osijek započet će u jesen 2015. a pokusni rad početkom2017 godine Ishođenje uporabne dozvole i primopredaja postrojenja očekuje se u proljeće 20172017. godine. Ishođenje uporabne dozvole i primopredaja postrojenja očekuje se u proljeće 2017.godine.

Page 5: To help protect your privacy, PowerPoint prevented this ... · PDF fileU 2013. udio zastupljenosti novijih tehnologija biomase preko 25% u Švedskoj, ... POLJOPRIVREDNA ZADRUGA OSATINA

Energija biomase iz drva, usjeva i gnojiva su primarni izvori energije u razvijenim regijama. U nekim područjima je biomasa i najveći izvor energije kao što je to slučaj u Brazilu, gdje je zastupljena pretvorba šećerne trske u etanol ili pak u kineskoj pokrajini Sečuan, gdje se gorivo proizvodi iz gnojiva. Za neka područja u svijetu je tipična uporaba određenih izvora biomase u proizvodnji goriva, g j p j j j p p p j g ,kao što je vidljivo i iz gore navedenih primjera. U SAD-u su za sada najviše zastupljeni kukuruz, visoka prerijska trava i soja, dok Europa u proizvodnji biogoriva koristi uljanu repicu, pšenicu i šećernu repu. U jugoistočnoj Aziji prednost ima palmino ulje, a u Kini sirak i manioka. Provode se razna istraživanja u svrhu unaprjeđenja proizvodnje energije biomaserazna istraživanja u svrhu unaprjeđenja proizvodnje energije biomase.

Page 6: To help protect your privacy, PowerPoint prevented this ... · PDF fileU 2013. udio zastupljenosti novijih tehnologija biomase preko 25% u Švedskoj, ... POLJOPRIVREDNA ZADRUGA OSATINA
Page 7: To help protect your privacy, PowerPoint prevented this ... · PDF fileU 2013. udio zastupljenosti novijih tehnologija biomase preko 25% u Švedskoj, ... POLJOPRIVREDNA ZADRUGA OSATINA

PREDNOSTI UPOTREBA BIOMASE:Zaštita okoliša:-reducirana ovisnost o fosilnim gorivima i petrokemijskim proizvodimag p j p-smanjena emisija stakleničkih plinova-smanjena količina smoga i emisija toksičnih kemikalija-upotreba otpadnog materijala rješava problem njegovog odlaganjaUpotreba organskih nusproizvoda i otpada:Upotreba organskih nusproizvoda i otpada:-smanjuje se količina otpadnih tekućina, krutina-smanjeno je zagađenje zraka, voda i tla-smanjena je briga oko odlagališta otpadaNapredak ruralnih sredina:Napredak ruralnih sredina:-iskorištavanje šumskih resursa, razvoj stočarstva i ratarstva-otvaranje novih radnih mjesta u ruralnim sredinamaRazvoj ekonomije:-energija je dostupna svima-prilika za izvoz tehnologija za obradu biomase i proizvodnju bioenergije

NEDOSTACI UPOTREBE BIOMASE:Opasnost za okoliš:-povećana upotreba gnojiva, pesticida i herbicida što dovodi do povećanog zagađenja okoliša

t b t ki difi i ih j i ik i ž tj ti k t-upotreba genetski modificiranih usjeva i mikroorganizama može utjecati na ekosustav-brzorastuće monokulture stabala sklonije su bolestima-brzorastuće monokulture stabala mogu potrošiti lokalne zalihe vode-uzgoj usjeva i stabala za biomasu smanjuje bioraznolikost-upotreba zemlje koja bi se mogla iskoristiti za uzgoj hrane

Page 8: To help protect your privacy, PowerPoint prevented this ... · PDF fileU 2013. udio zastupljenosti novijih tehnologija biomase preko 25% u Švedskoj, ... POLJOPRIVREDNA ZADRUGA OSATINA

IZVORI BIOMASE: -biomasa uzgajana za dobivanje energije-organski ostaci

ORGANSKI OSTACI: -drvna biomasa (ostaci iz šumarstvaORGANSKI OSTACI: drvna biomasa (ostaci iz šumarstva, otpadno drvo), -ostaci i otpaci iz poljoprivrede, -životinjski otpad i ostaci, gradski i industrijski otpad-gradski i industrijski otpad.

Otpano drvo (ostaci i otpad pri piljenju, brušenju, blanjanju - gorivo u vlastitim kotlovnicama; sirovina za proizvode, briketi i peleti - nastaju sabijanjem, odnosno prešanjem usitnjene drvne biomase u rasutom stanju radi transporta i automatizacije loženja; i dr. - jeftinije i kvalitetnije gorivo od šumske biomase)

Poljoprivredna biomasa (kukuruzovina, oklasak, stabljike suncokreta, slama, ljuske, koštice višanja i maslina, ostatke pri rezidbi vinove loze i maslina, kore od jabuka).j , p , j )

Page 9: To help protect your privacy, PowerPoint prevented this ... · PDF fileU 2013. udio zastupljenosti novijih tehnologija biomase preko 25% u Švedskoj, ... POLJOPRIVREDNA ZADRUGA OSATINA

•Organski ostaci: -mogu biti zagađeni teškim metalima, sadržavati S, N i Clg g g , ,-tehnologija prerade ovisi o sastavu

Podjela organskih ostataka:-primarni organski ostaci: kukuruz slama ostaci pri obradi drveta-primarni organski ostaci: kukuruz, slama, ostaci pri obradi drveta-sekundarni organski ostaci: proizvodnja hrane (ljuske riže, šećerna trstka, ljuske kokosa,

ostaci u industriji papira)tercijarni organski ostaci: komunalni kruti otpad, stočni izmet i mulj

•Energija biomase od organskih ostataka u svijetu iznosi 30 EJ a-1, a ukupna potrošnja energije u svijetu 400 EJ a-1 (nešto stariji podatak!).

•56 EJ a-1 (10% svjetske proizvodnje energije, 2013)

-moderna upotreba biomase bila odgovorna za 13 EJ topline za zgrade i industrijski sektor, 5 EJ je iskorišteno za proizvodnju biogoriva i isto toliko za proizvodnju električne energije (otprilike 405 TWh)-60% biomase se odnosi na tradicionalnu biomasu60% biomase se odnosi na tradicionalnu biomasu

Page 10: To help protect your privacy, PowerPoint prevented this ... · PDF fileU 2013. udio zastupljenosti novijih tehnologija biomase preko 25% u Švedskoj, ... POLJOPRIVREDNA ZADRUGA OSATINA

BIOMASA UZGAJANA ZA DOBIVANJE ENERGIJE

BILJKE: uljarice, usjevi koji sadržavaju škrob i šećer (kukuruz, repa, pšenica), stabla (eukaliptus, vrba,topola)

Karakteristike idealnih energetskih sijeva: veliki udio suhe tvari, malo uložene energije, malo gnojiva, otpornost na štetočine.

Usjevi za obnovljive izvore trebali bi se zasaditi na zemlji koja nije pogodna za uzgoj hrane!

Page 11: To help protect your privacy, PowerPoint prevented this ... · PDF fileU 2013. udio zastupljenosti novijih tehnologija biomase preko 25% u Švedskoj, ... POLJOPRIVREDNA ZADRUGA OSATINA

LIGNINProsječan sastav suhog drveta:- Celuloza 50 %

DRVO

LIGNINCeluloza 50 %- Kemiceluloza 16 %- Lignin 30 %- Smole i masti 3,3 %

Pepeo 0 7 %- Pepeo 0,7 %

KEMICELULOZA ( li h id 5 6 š ć )KEMICELULOZA (polisaharid 5-6 šećera)

CELULOZA (polisaharid)

Page 12: To help protect your privacy, PowerPoint prevented this ... · PDF fileU 2013. udio zastupljenosti novijih tehnologija biomase preko 25% u Švedskoj, ... POLJOPRIVREDNA ZADRUGA OSATINA
Page 13: To help protect your privacy, PowerPoint prevented this ... · PDF fileU 2013. udio zastupljenosti novijih tehnologija biomase preko 25% u Švedskoj, ... POLJOPRIVREDNA ZADRUGA OSATINA

Biomasa sa stajališta konacnog proizvoda

Sa stajališta konacnog proizvoda - energije, biomasa može poslužitikao obnovljivi izvor za pridobivanje svih oblika korisne energije:•toplinske energije,•elektricne energije,•zajedničko dobivanje toplinske i elektricne energije(kogeneracija) •mehanička energija (biogoriva za potrebe prijevoza).

Isti se izvor biomase može pretvoriti u razlicite oblike energije.P i j k kPrimjer: kukuruz•anaerobna digestija bioplin kogeneracija elektricna i toplinska energija•fermentacija bioetanol mehanicka energija•sagorijevanje toplinska energija•sagorijevanje toplinska energija•uplinjavanje sintetski plin

Page 14: To help protect your privacy, PowerPoint prevented this ... · PDF fileU 2013. udio zastupljenosti novijih tehnologija biomase preko 25% u Švedskoj, ... POLJOPRIVREDNA ZADRUGA OSATINA

Dobivanje etanola iz celuloze:

Page 15: To help protect your privacy, PowerPoint prevented this ... · PDF fileU 2013. udio zastupljenosti novijih tehnologija biomase preko 25% u Švedskoj, ... POLJOPRIVREDNA ZADRUGA OSATINA

Biogoriva su tekuća ili plinska goriva za potrebe

BIOGORIVO„Biogoriva su tekuća ili plinska goriva za potrebeprijevoza, proizvedena iz biomase“Biogoriva mogu biti proizvedena neposredno izbiljaka ili posredno iz industrijskog,

lj i d t d t t d ipoljoprivrednog otpada te otpada izdomaćinstava.

Cilj proizvodnje biogoriva je smanjenje CO2. To se prvenstveno temelji na činjenici da biljke, iz kojih se proizvode biogoriva, apsorbiraju CO2 prilikom svog rasta, koji se pak oslobađa prilikom sagorijevanja biogoriva. Međutim, budući da je energija potrebna za rast i uzgoj biljaka te njihovu pretvorbu u biogoriva i zatim distribuciju posve je jasno kako se oslobađa dodatna količina ugljičnog dioksidabiogoriva i zatim distribuciju, posve je jasno kako se oslobađa dodatna količina ugljičnog dioksida.

"Life Cycle Analysis (LCA)“• Izračunavanju emisije CO2 od početka rasta biljke, odnosno stavljanja sjemenke u zemlju pa do ispuštanjaIzračunavanju emisije CO2 od početka rasta biljke, odnosno stavljanja sjemenke u zemlju pa do ispuštanja

plina tijekom izgaranja u motoru automobila.• Biogoriva u usporedbi sa fosilnim gorivima stvaraju znatno manje količine štetnih stakleničkih plinova.

Podjela biogoriva:• Prva generacija - ista sirovina kao i za hranu (šećera, škroba, biljnia ulja ili životinjske masti; proizvod:etanol, biodizel i bioplin)• Druga generacija –sirovina je poljoprivredni i šumski otpad (proizvod: biovodik bio – DME• Druga generacija –sirovina je poljoprivredni i šumski otpad (proizvod: biovodik, bio – DME, biometanol, HTU dizel, Fischer – Tropsch dizel i mješavine alkohola)•Treća generacija - alge

Page 16: To help protect your privacy, PowerPoint prevented this ... · PDF fileU 2013. udio zastupljenosti novijih tehnologija biomase preko 25% u Švedskoj, ... POLJOPRIVREDNA ZADRUGA OSATINA

TEKUČA BIOGORIVA:

1. ETANOL-fermentacijom iz šećera-iz celuloze i kemiceluloze koja zahtijeva predobradu (delignifikacija, enzimatska ili kisela hidroliza)

prije procesa fermentacijeprije procesa fermentacije

2.BIODIZEL

Bi di l j k ij l i i d k ji il b d d i l di l k iBiodizel je komercijalni naziv pod kojim se metil-ester, bez dodanog mineralnog dizelskog goriva,nalazi na tržištu tekućih goriva i prodaje krajnim korisnicima.Metil-ester (ME) je kemijski spoj dobiven reakcijom (esterifikacija) biljnog ulja (uljana repica,suncokret, soja, palma, ricinus itd.) ili životinjske masti s metanolom u prisutnosti katalizatora.suncokret, soja, palma, ricinus itd.) ili životinjske masti s metanolom u prisutnosti katalizatora.U Europi se za proizvodnju biodizela najviše koristi ulje uljane repice (82,8%) i ulje suncokreta(12,5%), dok se u Americi najviše koristi ulje soje, a u azijskim zemljama se koristi i palmino ulje.Biodizelska goriva ne sadrže sumpor ni teške metale, koji su glavni onečišćivači zraka prilikomuporabe dizela dobivenog iz nafte Transport biodizela gotovo je potpuno neopasan za okoliš jeruporabe dizela dobivenog iz nafte. Transport biodizela gotovo je potpuno neopasan za okoliš, jerse dospjevši u tlo razgradi nakon 28 dana.

Nusprodukti pri proizvodnji: pogača, glicerol, mulj.

Page 17: To help protect your privacy, PowerPoint prevented this ... · PDF fileU 2013. udio zastupljenosti novijih tehnologija biomase preko 25% u Švedskoj, ... POLJOPRIVREDNA ZADRUGA OSATINA

3. METANOL

Ova vrsta goriva druge generacije može također biti proizvedena iz sinteznog plina, koji se dobiva iz biomase. Može se koristiti kao zamjena nafte u paljenju motora na iskru zbog visokog oktanskog broja. Baš kao i kod bioetanola, kod upotrebe ovog goriva trebali bi u obzir uzeti niski l k i j i i k ć ij M li k bi l ij š f žtlak isparavanja i nisku gustoću energije. Mali postotak biometanola pomiješanog s naftom može se koristiti u motorima bez potrebe za njihovom modifikacijom. Budući da biometanol gori nevidljivim plamenom i znatno je otrovan, treba prilikom uporabe poduzeti stroge mjere opreza.

4. BIOPLIN-nastaje anaerobnom fermentacijomSastav: 55-75% metana, 25-45% CO2, 4-12% H2O, tragovi H2S, NH3, Cl, F, ugljikovodici

Page 18: To help protect your privacy, PowerPoint prevented this ... · PDF fileU 2013. udio zastupljenosti novijih tehnologija biomase preko 25% u Švedskoj, ... POLJOPRIVREDNA ZADRUGA OSATINA

5. HTU DIZELHydroThermal Upgrading (HTU) je tehnologija pretvorbe biogoriva iz izvora kao što je mokrabiomasa životinjskog podrijetla Na temperaturi od 300 350 °C i visokom tlaku biomasa se pretvarabiomasa životinjskog podrijetla. Na temperaturi od 300 - 350 °C i visokom tlaku biomasa se pretvarau organsku tekućinu koja sadržava mješavinu ugljikovodika. Ova tehnologija se razvila uNizozemskoj (Shell), gdje je postavljen pokusni HTU pogon. Danas i neke druge zemlje koriste ovutehnologiju.

6. FISCHER – TROPSCH DIZELFischer – Tropsch proces je katalitička kemijska reakcija prilikom koje se ugljikov monoksid i vodikFischer Tropsch proces je katalitička kemijska reakcija prilikom koje se ugljikov monoksid i vodikpretvaraju u tekući ugljikovodik različitih oblika. Pri tome se koriste tipični katalizatori kao željezo ilikobalt. Formula je:(2n+1)H2 + nCO → CnH(2n+2) + nH2O.Osnovni cilj ovog procesa je produkcija sintetičke zamjene nafti prvenstveno od ugljena ili prirodnogOsnovni cilj ovog procesa je produkcija sintetičke zamjene nafti, prvenstveno od ugljena ili prirodnogplina, a da bi se upotrijebila kao sintetičko ulje za podmazivanje ili sintetičko gorivo.

4 VODIK4. VODIKNe uzrokuje emisiju stakleničkih plinova pri sagorijevanju, već oslobađa energiju te se lako pretvara uelektričnu energiju pomoću gorivnih članaka.

Page 19: To help protect your privacy, PowerPoint prevented this ... · PDF fileU 2013. udio zastupljenosti novijih tehnologija biomase preko 25% u Švedskoj, ... POLJOPRIVREDNA ZADRUGA OSATINA

BIOMASA ENERGIJA

šećer škrob lignin celuloza kemiceluloza ulja mastišećer, škrob, lignin, celuloza, kemiceluloza, ulja, masti

Obrada biomase:-Primarne tehnologije za dobivanja energije iz biomase u kojima se biomasa pretvara u gorivo : termokemijski, biokemijski, mehaničkij j-Sekundarne tehnologije kod kojih se bimasa pretvara u korisnu energiju: parna plinska turbina, motori s unutarnjim izgaranjem, gorivni članci

Bitne karakteristike biomase:

1. sadržaj vlage2. kalorijska vrijednost3. odnos ugljik/hlapljive tvari4. pepeo5. odnos celuloza/ligning

Page 20: To help protect your privacy, PowerPoint prevented this ... · PDF fileU 2013. udio zastupljenosti novijih tehnologija biomase preko 25% u Švedskoj, ... POLJOPRIVREDNA ZADRUGA OSATINA

BIOKEMIJSKA KONV ERZIJA

1. ANAEROBNA RAZGRADNJA (DIGESTIJA)

-nastaje bioplin (deponijski plin) (55-75% metana, 25-45% CO2, 4-12% H2O, tragovi H2S, NH3, Cl, F, ugljikovodici)ugljikovodici)-upotreba: grijanje, kuhanje, obradom je moguće dobiti se visokokvalitetni plin-sirovina: kruti komunalni organski otpad, industrijski organski otpad, životinjski izmet, otpad pri obradi hrane, kućne i industrijske otpadne vode-količina može varirati 1m3 do 200 m3

-zaostala tekučina se vrača u tlo kao gnojivo ili za kondicioniranje tla (digestat)-moderne instalacije mogu imati proizvodnju plina do 1000 m3 h-1

Page 21: To help protect your privacy, PowerPoint prevented this ... · PDF fileU 2013. udio zastupljenosti novijih tehnologija biomase preko 25% u Švedskoj, ... POLJOPRIVREDNA ZADRUGA OSATINA

OBRADA DOBIVENOG BIOPLINA

-desulfurizacija-uklanjanje CO2-uklanjanje kondenzata

Page 22: To help protect your privacy, PowerPoint prevented this ... · PDF fileU 2013. udio zastupljenosti novijih tehnologija biomase preko 25% u Švedskoj, ... POLJOPRIVREDNA ZADRUGA OSATINA

* http://www.ho-cired.hr/referati/SO4-10.pdf

Page 23: To help protect your privacy, PowerPoint prevented this ... · PDF fileU 2013. udio zastupljenosti novijih tehnologija biomase preko 25% u Švedskoj, ... POLJOPRIVREDNA ZADRUGA OSATINA

POLJOPRIVREDNA ZADRUGA OSATINA BIOPLINSKO POSTROJENJE

Page 24: To help protect your privacy, PowerPoint prevented this ... · PDF fileU 2013. udio zastupljenosti novijih tehnologija biomase preko 25% u Švedskoj, ... POLJOPRIVREDNA ZADRUGA OSATINA

POLJOPRIVREDNA ZADRUGA OSATINA BIOPLINSKO POSTROJENJE

SPREMNICIZAFERMENTACIJU

KOGENERACIJSKI UREĐAJ : motor s unutarnjim sagorijevanjem, pogonjenbioplinom, stimulira generator pri ĉemu nastaje elektriĉna energija (toplinskaenergija oslobađa se kao sporedni proizvod); elektriĉna energija predaje se

ć TRANSFORMATORSKE STANICE di k žpomoću TRANSFORMATORSKE STANICE direktno u mrežu.

Page 25: To help protect your privacy, PowerPoint prevented this ... · PDF fileU 2013. udio zastupljenosti novijih tehnologija biomase preko 25% u Švedskoj, ... POLJOPRIVREDNA ZADRUGA OSATINA

POLJOPRIVREDNA ZADRUGA OSATINA

Page 26: To help protect your privacy, PowerPoint prevented this ... · PDF fileU 2013. udio zastupljenosti novijih tehnologija biomase preko 25% u Švedskoj, ... POLJOPRIVREDNA ZADRUGA OSATINA

2. FERMENTACIJA

j č j ij j d bi j t l i š ć t tk-najznačajnije je dobivanje etanola iz šećerne trstke-može se dobiti i iz i šećerne repe, -može se dobiti iz škroba, ali je procedura složenija-može se dobiti iz biomase bogate ligno-celulozom što također zahtijeva predobradug g j

Osnovne faze u procesu proizvodnje etanola su:-priprema sirovine, -fermentacija,fermentacija, -destilacija etanola

Etanol se može koristiti u motorima s unutarnjim izgaranjem uz dodavanje benzinu ili kao njegova t jpotpuna zamjena.

Vodeća zemlja u proizvodnji i primjeni etanola za vozila je Brazil, u kojem se svake godine proizvede više od 15 milijardi litara. Oko 15% brazilskih vozila se kreće na čisti etanol, a oko 40% p j % , %koriste 20%-tnu smjesu s benzinom. U SAD-u etanolske smjese čine oko 9% ukupne godišnje prodaje benzina.

Page 27: To help protect your privacy, PowerPoint prevented this ... · PDF fileU 2013. udio zastupljenosti novijih tehnologija biomase preko 25% u Švedskoj, ... POLJOPRIVREDNA ZADRUGA OSATINA

TERMOKEMIJSKA KONVERZIJA

1. SAGORIJEVANJEBiomasa izgara uz suvišak zraka pri temperaturama od 800°-1300°C sa svrhom dobivanja topline..

PRODUKT: CO +vodena paraPRODUKT: CO2 +vodena paraUPOTREBA: grijanje prostorija, industrijski procesi, dobivanje struje

Sirovina bi trebala imati < 50% vode

Proces sagorijevanja:1. Zagrijavanje i sušenje2. Destilacija hlapivih sastojakaj p j3. Izgaranje hlapivih sastojaka4. Izgaranje čvrstog ugljika

Primarni cilj nije proizvodnja energije nego zbrinjavanje otpadaPrimarni cilj nije proizvodnja energije nego zbrinjavanje otpada.

Page 28: To help protect your privacy, PowerPoint prevented this ... · PDF fileU 2013. udio zastupljenosti novijih tehnologija biomase preko 25% u Švedskoj, ... POLJOPRIVREDNA ZADRUGA OSATINA

U tablici je prikazan utjecaj vlažnosti primarne sirovine na iskoristivost samogprocesa izgaranjaprocesa izgaranja.

* http://www.ho-cired.hr/referati/SO4-10.pdf

Donja ogrjevna vrijednost je ona količina topline koja nastaje potpunim izgaranjem jediničnekoličine goriva pri čemu se dimni plinovi ohlade na temperaturu 25 ºC, a vlaga u njima ostaje ustanju pare te toplina kondenzata ostaje neiskorištena. Ovakva ogrjevna vrijednost se uzima prij p p j g j j popisivanju efikasnosti jer uzima u obzir gubitke.

Page 29: To help protect your privacy, PowerPoint prevented this ... · PDF fileU 2013. udio zastupljenosti novijih tehnologija biomase preko 25% u Švedskoj, ... POLJOPRIVREDNA ZADRUGA OSATINA

2. UPLINJAVANJE

Djelomična oksidacija biomase u u gorive plinove kod povišenih temperatura 800-900°C u kontroliranoj atmosferi kisika (zrak, dušik).Ovo je zadnja generacija procesa kod biomase.

PRODUKT JE PLIN: CO2, CO, H2, CH4, H2O, male količine viših ugljikovodikaENERGETSKA VRIJEDNOST: 4-6 MJ m-3 (prirodni plin 39 MJ m-3 , sintezni plin 10-15 MJ m-3)Kod uplinjavanja veća je energetska učinkovitost u odnosu na sagorijevanje.

Plin se može koristiti za dobivanje električne energije u turbinama ili se pročišćava (manji volumen, veća konverzija).

SINTEZNI PLIN – iz njega se dobiva metanol, Fisher Tropsch tekućina i vodik, te ostala tekuća goriva koja se koriste u transportu.

Page 30: To help protect your privacy, PowerPoint prevented this ... · PDF fileU 2013. udio zastupljenosti novijih tehnologija biomase preko 25% u Švedskoj, ... POLJOPRIVREDNA ZADRUGA OSATINA

ECN BiomassProgramme Unit of theProgramme Unit of theEnergy research Centre of the Netherlands

BIOMASA

UPLINJAVANJE Biosyngas· FT dizel· Methanol / DME· Hydrogen

CO, H2, CH4, CxHy CO, H2800-1000°Cy g

· Chemical industry· Electricity

sintezni plinstruja

Page 31: To help protect your privacy, PowerPoint prevented this ... · PDF fileU 2013. udio zastupljenosti novijih tehnologija biomase preko 25% u Švedskoj, ... POLJOPRIVREDNA ZADRUGA OSATINA

3. PIROLIZA

Termokemijski proces koji prevodi biomasu u tekućinu krutinu nekondenzirane plinove octenuTermokemijski proces koji prevodi biomasu u tekućinu, krutinu, nekondenzirane plinove, octenu kiselinu, aceton, metanol grijanjem kod 400°-800°C bez prisutnosti kisika.Koji će produkti biti dobiveni ovisi o sastavu biomase, temperaturi, predtretmanima, brzini reakcije.

4. UKAPLJIVANJE (LIKVIFAKCIJA)

Ukapljivanje je termokemijska pretvorba biomase u stabilne tekuće ugljikovodike kod niskih temperatura i visokog tlaka vodika u prisutnosti katalizatora.Proces je skup pa ne postoji veliki interes za ovu vrstu goriva.Tu spada proces dobivanja bio ulja metodom ˝hydrothermal upgrading˝ (HTU)Tu spada proces dobivanja bio ulja metodom hydrothermal upgrading (HTU).

MEHANIČKA KONVERZIJAMEHANIČKA KONVERZIJA

1. EKSTRAKCIJA

Uljarice se melju, zatim se iz njih ekstrahira ulje koje se naknadno prevodi u estere. Na ovaj način se dobiva zamjena za dizel.SIROVINA: uljana repica, suncokret, soja, palmino ulje, odbačena ulja iz domaćinstva.Sadržaj energije: 40 MJ kg-1Sadržaj energije: 40 MJ kg

Page 32: To help protect your privacy, PowerPoint prevented this ... · PDF fileU 2013. udio zastupljenosti novijih tehnologija biomase preko 25% u Švedskoj, ... POLJOPRIVREDNA ZADRUGA OSATINA

Proizvodnja biogoriva iz algi

PREDNOSTI:-alge rastu 50 do 100 puta brže od tradicionalnih kultura za proizvodnju biogori abiogoriva -ne zahtijevaju svježu pitku i zemljište da bi rasli -alge se mogu uzgajati u odvojenim vodenim površinama, čak iako voda nije dovoljno kvalitetna za piće, age se također mogu uzgajati i u slanoj vodij j p g g g j j

-1978. Odjel za energetiku u SAD pokrenuo ˝Aquatic species program˝ koji je proučavao dobivanjebiogori a i algi 1996 program je propao jer je pala cijena siro e naftebiogoriva iz algi. 1996. program je propao jer je pala cijena sirove nafte

2010. oko 200 kompanija prizvodi biomasu iz algi.G i j š i d k ij l t j il t t j jGoriva se još ne proizvode komercijalno, postoje pilot postrojenja.Pilot postrojena su pokazala da su riješenja održiva i ekonomski prihvatljiva.

Tehnologije za uzgoj algi: -otvoreni sustavi-zatvoreni sustavi

6CO2 + 6H2O + svjetlo → C6H12O6 (šećer) + 6O2

Page 33: To help protect your privacy, PowerPoint prevented this ... · PDF fileU 2013. udio zastupljenosti novijih tehnologija biomase preko 25% u Švedskoj, ... POLJOPRIVREDNA ZADRUGA OSATINA

•Uzgojn algi na otvorenom (Hawaii ):

Više povezanih bazena pdubine do 30 cm.

•Uzgojn algi u zatvorvnim sustavima (fotobioreaktori):Veća su početna ulaganja. P bl i lij d d j jZatvoreni sustavi koji koriste prozirne cijevi (D= 10 Problemi uslijed odvajanja algi s površine i kod čišćenja. Kontrola protoka CO2 i O2.

Zatvoreni sustavi koji koriste prozirne cijevi (D= 10 cm, l= 100 m), vreće ili ploče.

Manja površina, veći prirast na masi, bolja zaštita od nametnika, bolja kontrola temperature. pOtprilike polovica konpanija koristi ovu tehnologiju.

Page 34: To help protect your privacy, PowerPoint prevented this ... · PDF fileU 2013. udio zastupljenosti novijih tehnologija biomase preko 25% u Švedskoj, ... POLJOPRIVREDNA ZADRUGA OSATINA

•Uzgojn algi u zatvorvnim sustavima (heterotrofna fermentacija):

Above is the world’s first plug-in hybrid vehicle tocross the US on fuel containing a blend of algae-based renewable gasoline Sapphire Energy hasbased renewable gasoline. Sapphire Energy hasconstructed a 300-acre integrated algae-to-biofueldemonstration facility, (Green Crude Farm) in LunaCounty. The First Phase became operational inA t 2012 d th f ilit i h d l tAugust 2012, and the facility is now on schedule toreach commercial-scale production by 2018.*http://www.biofuelstp.eu/algae-aquatic-biomass.html

"Blue petroleum" algae biofuels industrial pilot plant in Alicante.

Page 35: To help protect your privacy, PowerPoint prevented this ... · PDF fileU 2013. udio zastupljenosti novijih tehnologija biomase preko 25% u Švedskoj, ... POLJOPRIVREDNA ZADRUGA OSATINA

Alge sadrže manje od 0 1 % suhe tvari pa treba ukloniti vodu (100 t po toni algi)Alge sadrže manje od 0,1 % suhe tvari pa treba ukloniti vodu (100 t po toni algi) pri čemu zaostane vlažna pasta.

Ulja iz algi se izdvajaju fizikalnom, kemijskom ili nekom drugom metodom.Ulja iz algi se izdvajaju fizikalnom, kemijskom ili nekom drugom metodom.

Iz algi se mogu dobiti tekuća i plinovita goriva: biodizel, bioplin, goriva za avione, etanol, metan, sintezni plin, vodik i vegetacijska ulja., , p , g j j

Page 36: To help protect your privacy, PowerPoint prevented this ... · PDF fileU 2013. udio zastupljenosti novijih tehnologija biomase preko 25% u Švedskoj, ... POLJOPRIVREDNA ZADRUGA OSATINA

Gustoća energije ovisno o izvoru / MJ kg-1: ukapljeni naftni plin 56, mineralna ulja 42, ugljen 28,g j g p j p , j , g j ,Biomasa (drvo ) 8-20, biljni ostaci 6-16, biodizel 37, etanol 26.

2 MJ

Upotreba biomasa značajno smanjuje emisiju CO2, Biogoriva su skuplja u odnosu na fosilna goriva, ali razvoj tehnologije bi trebao spustiti cijenu biogoriva.

Biomasa i štetne tvari:oksidi dušika i sumpora, čestice, teški metali (Pb, Cd), nemetanski hlapivi p , , ( , ), porganski spojevi

Cijena biomase:Cijena biomase:-jeftino gorivo-niska ili zanemariva otkupna cijena-znatan utjecaj imaju prerada i transport-cijena biomase za grijanje i proizvodnju električne energije konkurentna fosilnim gorivima

ij t l i i k k t ti-cijena etanola na granici konkurentnosti-cijena biodizela – dvostruko skuplji