• Specializovaný portál - elektrárny, stroje a haly."Prodej, inzerce a odborné poradenství."

    .

    .

    Spolehlivost a ochrana osobních údajů.

    Odborné poradenství a individuální přístup.

    Provize a podmínky. Zprostředkování obchodu.

    eMarket

  • 1

Odborné názvosloví - definice a pojmy

Tato sekce obsahuje mnoho zajímavých informací a obsahuje cenné poznatky z oblasti energetiky a techniky.


 

Biomasa

BIOMASA

Biomasa je nositelem obnovitelných zdrojů energie vznikajících fotosyntézou. Z hlediska energetického využití jde v podmínkách České republiky většinou o dřevo (či jeho odpad), slámu a jiné zemědělské zbytky a exkrementy užitkových zvířat, či o energeticky využitelný komunální odpad nebo plynné produkty odpadající při provozu čistíren odpadních vod.

Nejčastěji přicházejí v úvahu přímé spalovací procesy vlastní primární biomasy (např. spalování dřeva), nebo spalování produktů mokrých nebo suchých procesů (bioplyn, dřevoplyn).

Z hlediska možné výroby elektřiny z tohoto obnovitelného zdroje se může jednat o:

  • kotle na výrobu páry v kombinaci s parní turbinou (většinou půjde o kombinovanou výrobu elektřiny a tepla, tedy o teplárny nebo elektrárny s odběrem tepla);
  • zplyňovací zařízení v kombinaci s kotlem nebo kogenerační jednotkou (spalovací motor nebo turbina);
  • kogenerační jednotku (spalovací motor nebo turbina) na využití bioplynu;
  • v posledních letech se využívá spoluspalování biomasy i v klasických kotelních jednotkách v elektrárnách.

ZdrojEkoWATT přední česká poradenská společnost v oblasti energetiky, ekonomiky a životního prostředí. Biomasa. [online]. EkoWATT: ©2011 [cit. 18.7.2017].

Energie biomasy

Možnosti využití

Biomasa je definována jako substance fytologického původu, která je získávána jako výsledek výrobní činnosti nebo jako odpady ze zemědělské, potravinářské nebo lesní produkce.
Z energetického hlediska lze energii z biomasy získávat téměř výhradně termochemickou přeměnou, tedy spalováním. Biomasa je podle druhu spalována přímo, nebo jsou spalovány kapalné či plynné produkty jejího zpracování. Biopaliva je tedy možno rozdělit na tuhá, kapalná a plynná.

Od toho se odvíjejí základní technologie zpracování a přípravy ke spalování:

  • termo-chemická přeměna, pyrolýza (produkce plynu, oleje) zplyňování (produkce plynu)
  • bio-chemická přeměna fermentace, alkoholové kvašení (produkce etanolu) anaerobní vyhnívání, metanové kvašení (produkce bioplynu)
  • mechanicko-chemická přeměna lisování olejů (produkce kapalných paliv, oleje) esterifikace surových bio-olejů(výroba bionafty a přírodních maziv) štípání, drcení, lisování, peletace, mletí,...(výroba pevných paliv) 

Energetickou biomasu lze dále rozděit podle do pěti základních skupin:

  • Fytomasa s vysokým obsahem lignocelulózy.
  • Fytomasa olejnatých rostlin.
  • Fytomasa s vysokým obsahem škrobu a cukru.
  • Organické odpady živočišného původu
  • Směsi různých organických odpadů.

Dřevoplyn- ze suché biomasy se působením vysokých teplot uvolňují hořlavé plynné složky, tzv. dřevoplyn. Jestliže je přítomen vzduch, dojde k hoření, tj. jde o prosté spalování. Pokud jde o zahřívání bez přístupu vzduchu, odvádí se vzniklý dřevoplyn do spalovacího prostoru, kde se spaluje obdobně jako jiná plynná paliva. Část vzniklého tepla je použita na zplyňování další biomasy. Výhodou je snadná regulace výkonu, nižší emise, vyšší účinnost.

Spalné teplo a výhřevnost biomasy

Výhřevnost biomasy jako paliva je dán zejména množstvím tzv. hořlaviny, organické části biomasy bez vody a popelovin, tedy směsi hořlavých uhlovodíků zejména celulózy, hemicelulózy a ligninu. Absolutně suchá biomasa je organická část s popelem bez vody. Měrné spalné teplo a výhřevnost paliva jsou určeny podílem tepla, které se uvolní při dokonalém spálení paliva, ochladí-li se spaliny na původní teplotu paliva, a hmotnosti paliva. U měrného spalného tepla se počítá, že voda vzniklá reakcí i voda původně obsažená v palivu je v kapalném stavu. U výhřevnosti se počítá, že voda zůstane v plynném stavu.

Efektivní výhřevnost paliva lze stanovit matematicky z následující rovnice:

Bioetanol

Fermentací roztoků cukrů je možné vyprodukovat ethanol (ethylalkohol). Vhodnými materiály jsou cukrová řepa, obilí, kukuřice, ovoce nebo brambory. Cukry mohou být vyrobeny i ze zeleniny nebo celulózy. Teoreticky lze z 1 kg cukru získat 0,65 l čistého ethanolu. V praxi je však energetická výtěžnost 90 až 95 %, protože vedle ethanolu vznikají vedlejší produkty, například glycerín. Fermentace cukrů může probíhat pouze v mokrém (na vodu bohatém) prostředí. Vzniklý alkohol je nakonec oddělen destilací.

Získaný ethanol je vysoce hodnotné kapalné palivo pro spalovací motory. Jeho přednostmi jsou ekologická čistota a antidetonační vlastnosti. Nedostatkem ethanolu jako paliva je schopnost vázat vodu a působit korozi motoru, což lze odstranit přidáním antikorozních připravku

Bioplyn

Při rozkladu organických látek (hnůj, zelené rostliny, kal z čističek) v uzavřených nádržích bez přístupu kyslíku vzniká bioplyn. Tento proces, kdy se organická hmota štěpí naanorganické látky a plyn, vzniká díky bakteriím pracujícím bez přístupu kyslíku (anaerobně).

Rozkládání víceméně odpovídá procesům probíhajícím v přírodě s tím rozdílem, že v přírodě probíhají i za přítomnosti kyslíku (aerobní procesy). Proto jsou meziprodukty těchto procesů odlišné a také chemické složení konečných produktů se liší. Zbytky vyhnívacího procesu jsou vysoce hodnotným hnojivem nebo kompostem.

Obvykle bioplyn osahuje 55 - 70 % objemových procent metanu. Z závislosti na percentuálním obsahu metanu se výhřevnost bioplynu pohybuje v rozmezí 19,6 - 25,1 MJ/m3. V praxi se
prokázala závislost na druhu zpracovávaných exkrementů, u kejdy skotu je výhřevnost 19,6 - 22MJ/m3 , u kejdy prasat 22 - 23 MJ/m3.

Ze zemědělských odpadů se v největší míře využívá kejda (tekuté a pevné výkaly hospodářských zvířat promísené s vodou), případně i slamnatý hnůj, sláma, zbytky travin,stonky kukuřice, bramborová nať a další. Slámu, piliny a jiný odpad je možné zpracovávat také tímto způsobem, ale proces trvá déle. V bioplynovém zařízení se biomasa zahřívá na provozní teplotu ve vzduchotěsném reaktoru.

Optimální teplotní pásma jsou vázána na různé kmeny bakterií:

Bioplynový potenciál v hnoji závisí na obsahu sušiny a na složení a strávení potravy. Většina bioplynových technologií je založena na zpracování kejdy nebo tekuté rozemleté biomasy. V našich podmínkách se používají zejména dvě základní technologie na zpracování kejdy
(kontinuální systém) a na zpracování slamnatého hnoje (zásobníkový systém), což je řešení originální, patentované, ve světě nepoužívané. Ve fermentoru zůstává hmota pevně stanovenou dobu (většinou experimentálně ověřenou), která se nazývá dobou zdržení. U
zásobníkových systémů je to obvykle 28 dní. U kontinuálních systémů
se velikost zásobníkůnavrhuje podle optimální doby zdržení.

Skládkové plyny na skládkách TKO dochází ke složitým biologickým pochodům, jejichž důsledkem je tvorba skládkového plynu. Složení plynu se mění v průběhu let. Ve stabilizované fázi lze počítat s následujícím složením:

  • CH4 52 – 70 % (objemových)
  • CO2 25 – 45 % (objemových)
  • N2 1 – 3 % (objemových)

Průměrné množství TKO na jednoho obyvatele na rok je asi 310 kg. Z toho množství je přibližně 35 % organického původu a z něhož lze odhadovat přibližnou produkci 0,3 m3/kg.

Bionafta

Řepka je cennou surovinou pro výrobu rostlinných tuků, bionafty a rostlinných mazacích olejů. Z řepkového semene se lisuje olej, který se za působení katalyzátoru a vysoké teploty mění na metylester řepkového oleje, jenž je použitelný jako bionafta. Nazývá se "bionafta první generace". Protože výroba metylesteru je dražší než běžná motorová nafta mísí se buď s některými lehkými ropnými produkty, nebo s lineárními alfa-olefiny, aby jeho cena mohla konkurovat běžné motorové naftě. Tyto produkty se nazývají "bionafty druhé generace", musí obsahovatalespoň30 % metylesteru řepkového oleje, zachovávají si svou biologickou odbouratelnost a svými vlastnostmi, jako je např. výhřevnost, se více přibližují běžné motorové naftě. Jejich výroba seřídí ČSN 656507, která pojednává o výrobě .

Zdroje dat pro stanovení využitelného potenciálu:

Pro stanovení využitelného potenciálu biomasy neexistuje jednotná metodika včetně možných zdrojů dat. Aby bylo možné stanovit potenciál využití biomasy (a eventuelněi kapalných aplynných biopaliv) opravdu komplexně, je třeba shromáždit celouřadu velmi různorodých a víceči méně přesných dat.

Mezi tato data patří:

  • struktura využití půdy
  • plochy orné půdy
  • struktura pěstovaných plodin na orné půdě
  • průměrné hektarové výnosy
  • struktura a intenzita živočišné výroby (stavy hosp. zvířat)
  • struktura lesních ploch
  • objemy těžby dřeva
  • objemy zpracování dřeva
  • produkce palivového a odpadního dřeva
  • objemy produkce dřevozpracujících podniků

Je nutno poznamenat, že řada údajů je obtížnězjistitelná, vzhledem k přístupu soukromých subjektů
poskytovat o sobě jakékoliv detailní informace (drobní soukromí vlastníci zemědělské a lesní půdy, dřevozpracující podniky.

Zdroj: EkoWATT přední česká poradenská společnost v oblasti energetiky, ekonomiky a životního prostředí. Biomasa. [online]. EkoWATT: ©2011 [cit. 18.7.2017].

Položit otázku
Designed by OkeyWeb