Back

ⓘ Biomasa




Biomasa
                                     

ⓘ Biomasa

Biomasa odnosi se na živuću ili donedavno živuću materiju, biljnog ili životinjskog porijekla, koja se može koristiti kao gorivo ili za industrijsku proizvodnju. Najčešće se koristi direktno u konačnoj potrošnji energije za grejanje, kuvanje ili zagrevanje tople vode, ali se može koristiti i za proizvodnju električne energije i toplote, te se odnedavno sve više koristi za proizvodnju biogoriva. Takode se može koristiti u industriji za proizvodnju vlakana i hemikalija. Biomasa je obnovljivi izvor energije, a uopšte se može podeliti na drvnu, nedrvnu i životinjski otpad, unutar čega se mogu razlikovati:

  • Drvna biomasa
  • Služi kao gorivo u vlastitim kotlovnicama, sirovina za proizvode, brikete, pelete
  • Ostaci i otpad nastao pri piljenju, brušenju, blanjanju.
  • Često je to otpad koji opterećuje poslovanje drvno-preradivačke firme
  • Jeftinije je i kvalitetnije gorivo od šumske biomase
  • Danska: instalirana je elektrana na ostatke žitarica od 450 MW!
  • Ostaci i otpaci iz poljoprivrede
  • Preraduje se presovanjem, baliranjem, peletiranjem
  • Slama, kukuruzovina, oklasak, stabljike, koštice, ljuske.
  • Ima nisku ogrjevnu vrednost zbog visokog udela vlage i različitih primesa hlor!
  • To je heterogena biomasa različitih svojstava
  • Spaljivanjem stelja, lešine – peradarske farme
  • Životinjski otpad i ostaci
  • Anaerobna fermentacija izmet – sve vrste životinja + zelena masa
  • Bioplin
  • Biomasa iz parkova i vrtova s urbanih površina
  • Biomasa iz otpada
  • Mulj iz kolektora otpadnih voda
  • Zelena frakcija kućnog otpada

Najčešće se koristi drvna masa koja je nastala kao sporedni proizvod ili otpad te ostaci koji se ne mogu više iskoristiti. Takva se biomasa koristi kao gorivo u postrojenjima za proizvodnju električne i toplotne energije ili se preraduje u gasovita i tekuća goriva za primenu u vozilima i kućanstvima.

Biomasa ne uključuje organske materije koje su promenjene raznim geološkim procesima u materije poput nafte i uglja.

                                     

1. Uticaj na životnu sredinu

Biomasa je deo zatvorenog ugljeničnog kruga. Ugljenik iz atmosfere preuzimaju u biljke, prilikom spaljivanja ugljenik se ponovno oslobada u atmosferu kao ugljen-dioksidCO 2. Dok god se poštuje princip obnovljivog razvoja zasadi se onoliko drveća koliko se poseče ovaj oblik dobivanja energije nema značajnog uticaja na životnu sredinu.

Biomasa se smatra obnovljivim izvorom energije i često se naziva ugljenično neutralno gorivo, mada ono ipak može doprinjeti globalnom zagrevanju. To se dogada kad se poremeti ravnoteža seče i sadenja drveća, na primjer kod krčenja šuma ili urbanizacije zelenih površina. Kada se biomasa koristi kao gorivo umesto fosilnih goriva ono ispušta jednaku količinu CO 2 u atmosferu. Ugljenik iz biomasa koji sačinjava otprilike pedeset posto njene mase je već deo atmosferskog ugljeničnog kruga. Biomasa apsorbuje CO 2 tokom svog životnog ciklusa te ga ispušta nazad u atmosferu kad se koristi za dobivanje energije. Kod fosilnih goriva je to drugačije jer se kod njih ugljenik izdvaja iz dugotrajnih spremnika, u kojem bi inače bio zauvijek zarobljen, i ispušta u atmosferu.

Šta više, biomasa dobijena sečom šuma je u poslednje vrijeme kritikovana od strane raznih organizacija za zaštitu životne sredine poput Greenpeace i Odbora za zaštitu prirodnih resursa, zbog njihovog štetnog uticaja na šume i klimu. Seča šuma s ciljem dobivanja energije otklanja više hranjivih materija nego redovita seča što utiče na ekosistem i buduće zdravlje šume. Još jedan problem koji organizacije navode je emisija ugljenikovog dioksida. Po njihovim istraživanjima je puno više vremena potrebno da bi šuma emitirala istu količinu CO 2 koji bi bio emitiran izgaranjem biomase u područjima sa manje šuma to vreme je još duže. Uz to, postoji i zabrinutost da bi moglo doći do poremećaja u tlu na kojem je šuma posečena, što bi moglo dovesti do dodatne emisije CO 2 koji je u tom tlu bio zadržan.

                                     

2.1. Procesi pretvaranje biomase u iskoristivu energiju Toplotno pretvaranje

U procesima toplotnog pretvaranja toplota je korištena kao dominantan mehanizam za pretvaranje biomase u neki drugi hemijski oblik. Energija dobijena izgaranjem biomase npr. izgaranje drva je najviše korištena u područjima gde šume rastu brže i gušće. Takva područja su npr. tropska područja, a takva energija dobijena izgaranjem se naziva dendrotermalna energija. Takode, postoje procesi koji služe kao medukoraci pri dobijanju iskoristive energije. Koriste se rede, više po potrebi a katkad i eksperimentalno. U te procese se ubrajaju: hidrotermalno nadogradivanje i hidrodesulfurizacija. Cilj takvih procesa je prebacivanje postojeće biomase u lakše obradljivu formu. Na primer – morski mulj je prevlažan za normalne procese prerade, pa se koriste procesi hidroobrade kako bi ta vrsta biomase bila pogodnija za dalju obradu. Takode, toplotna prerada biomase se koristi i u tehnologijama poput CHP Combined Heat and Power i tehnologiji suspaljivanja co-firing čijim se korištenjem povećava sveukupna efikasnost. U tipičnoj elektrani na biomasu u kojoj se ne koriste te tehnologije, efikasnost je u intervalu od 7-27%, dok pri korištenju tehnologije suspavljivanja npr. biomasa i ugalj efikasnost raste do otprilike 40%.

                                     

2.2. Procesi pretvaranje biomase u iskoristivu energiju Hemijsko pretvaranje

Hemijski procesi se koriste da bi se omogućila prerada biomase u neki korisniji oblik – najčešće za proizvodnju goriva koje se najviše koristi, ili čak za iskorištavanja svojstava samog procesa. U većini slučajeva prvi korak u hemijskim procesima sa biomasom je gasifikacija, a taj korak je ujedno i najskuplji te predstavlja najveći tehnički rizik. Gasifikacija se odvija pri atmosferskom pritisku, jer za razliku od tečnosti i gasova, biomasu je puno teže staviti u nekakvu posudu pod pritiskom. Posledica odvijanja procesa gasifikacije pri atmosferskom pritisku je nepoptuno izgaranje biomase zbog ćega u dimnim plinovima postoje udeli gorivih gasova poput ugljen monoksida, vodonika i tragova metana. Tako preradena biomasa može služiti kao gorivo u motorima sa unutrašnjim sagorevanjem ili kao zamena za ulje za loženje. Proces gasifikacije biomase je jako koristan jer se sve vrste biomase mogu podvrgnuti tom procesu te zbog lakoće pretvaranja čvrstog otpada u korisno gorivo.

Takode, pretvaranje biomase u biogorivo može se izvesti i selektivnim pretvaranjem individualnih komponenti. Na primer, celuloza se može razgraditi na sorbitol, glukozu itd. Ti sastojci se onda naknadno podvrgavaju raznim procesima čime se dobijaju vodonična i ugljovodonična goriva.



                                     

2.3. Procesi pretvaranje biomase u iskoristivu energiju Biohemijsko pretvaranje

Kako je biomasa prirodni materijal, mnoštvo visoko efikasnih biohemijskih procesa je nastalo s ciljem razgradivanja strukture samog materijala biomase. U procesima biohemijskog pretvaranja se koriste različiti mikroorganizmi, bakterije i enzimi s ciljem razgradnje biomase. Mikroorganizmi se koriste u procesima fermentacije, kompostiranja i anaerobne digestije otpada.

                                     

3. Kruta biomasa

Kruta biomasa uključuje drvo, poljoprivredne i ostale organske nusproizvode i otpad.

Kruta biomasa se može spaljivati i tako se iz nje može dobiti toplotna energija za grejanje ili proizvodnju električne energije, a može se raznim postupcima pretvoriti u biogoriva ili biogas te se kao takva koristiti za dobivanje energije.

  • gradevinski materijali
  • Neki postupci prerade i uporabe biomase
  • fermentacija i destilacija za dobivanje etilnog alkohola
  • anaerobna digestija biomasa trune u svrhu dobivanja metana i taloga koji se koristi kao dubrivo
  • destruktivna destilacija proizvodi metilni alkohol iz otpada bogatih celulozom
  • spaljivanje u svrhu dobivanja topote i električne energije
  • kompostiranje u svrhu dobivanja gnojiva
  • biorazgradive plastike i papir korištenje celuloznih vlakana
  • piroliza zagrijavanje organskog otpada bez prisustva vazduha u svrhu proizvodnje zapaljivog gasa i ugljena
                                     

4. Biogoriva

Biogoriva su goriva koja se dobijaju preradom biomase. U posljednjih nekoliko godina, proizvodnja i potrošnja biogoriva rastu. Ekološki su daleko prihvatljivija od fosilnih, ali im je proizvodnja još uvek skuplja. Najintenzivnija proizvodnja je u Brazilu, iz šećerne trske, te u SAD, iz kukuruza. Glavna biogoriva su bioetanol i biodizel.

Bioetanol predstavlja alternativu benzinu. Proizvodi se iz šećerne trske, kukuruza, ječma, krompira, suncokreta, žita, drva i još nekih biomasa. Najintenzivnija proizvodnja je u Brazilu. Evropska unija već troši znatne količine bioetanola.

Biodizel predstavlja alternativu običnom dizelu proizvedenom iz fosilnih goriva. Proizvodi se najviše iz uljarica, biorazgradiv je i nije opasan za životnu sredinu. U nekim zemljama Europske Unije, biodizel je već zastupljen u gorivima u odredenom postotku, te takode neka vozila već mogu voziti na 100%-tni biodizel.

                                     

5. Biogas

Biogas se proizvodi energetskim transformacijama iz životinjskog izmeta, kanalizacijskog otpada i krute biomase, u anaerobnim usloma. Prvenstveno se sastoji od metana i ugljik-dioksida. Može se koristiti kao pogonsko gorivo za vozila, a njegovim pročišćavanjem može se dobiti i gas koji je čist poput prirodnog.

Biogas se može koristit za dobivanje električne energije, grejanje vode i prostorija, te u industrijskim procesima. Ako se komprimuje, može zameniti prirodni gas koji se koristi u automobilima sa motorima sa unutarnjim sagorevanjem.

                                     
  • енергија је енергија која се добија из материје биолошког поријекла биомасе У биомасу спадају: дрво пиљевина и дрвени отпаци слама стајско гнојиво шећерна
  • Биогорива је назив за горива која или сама спадају у биомасу или су настала прерадом биомасе тј. живих организама биљака, животиња, микроорганизама
  • сировине Уранијум, торијум Обновљиви извори енергије Хидроенергија Биомаса Енергија ветра Енергија зрачења Сунца Енергија плиме и осеке Енергија
  • енергије укључују сунчеву енергију, снагу ветра, хидроенергију, енергију биомасе и биогорива. Готово сва обновљива енергија долази од Сунца. Сунце према
  • материјале који се највише екстрактују на свету, превазилазећи фосилна горива и биомасу Списак минерала Списак стена Liu, Jianguo Lear, Kristen Brandt, Jodi
  • dobianja lignina ekstrakcijom odvija se u četiri faze prikazane na slici 3: Biomasa se tretira 85 rastvorom smeša mravlja kiselina sirćetna kiselina u zapreminskom
  • због чега има већи потенцијал конверзије светлосне енергије у енергију биомасе Потенцијално је значајан извор обновљивих извора енергије. Таксономско
  • фотосинтетичког ткива у односу на укупну фитомасу. То значи да и производе знатну биомасу коју по правилу не одлажу као резерву, већ уграђују у плодове и семена
  • grupu. Ona je prekurzor hemiceluloze, jednog od glavnih konstituenata biomase Kao i većina šećera, ona je javlja u nekoliko strukturnih oblika u zavisnosti
  • користе, рафинерија нафте, нафтна индустрија, као и саобраћај, сагоревање биомасе и употребе ксилена као растварача. Ксилени спадају у групу 3 канцерогених
  • energija 10, 4 nafta 3, 7 solarna vetar geotermalna plimska drugo 5, 6 biomasa i otpad 2, 3 izvor podataka IEA OECD Sjedinjene države su dugo bile najveći
  • nepotpunog sagorevanja organskih materija e.g., u mašinama i pećima, kad biomasa sagoreva u šumskim požarima, etc. PAH molekuli su izobilni u svemiru
  • prekursora steroida. Biosinteza lignina, koji sačinjava veliku frakciju biomase se odvija putem tioestarskih derivata kafeinske kiseline. Neki od njih