Pirmas dalykas, kurį turėtumėte žinoti, yra tai, kad biomasė yra ne kas kita kaip augalinės ar gyvūninės kilmės organinės medžiagos, čia priskiriamos organinės atliekos ir atliekos, o tai yra gali būti naudojami energijai gaminti.
Priežastis yra ta, kad augalai spinduliuojančią Saulės energiją per fotosintezė ir dalis šios energijos kaupiasi organinių medžiagų pavidalu, kuria galime pasinaudoti.
Šiuo metu priimtas toks biomasės apibrėžimas:
„Biomasė laikoma atsinaujinančių energijos produktų ir žaliavų, gaunamų iš organinių medžiagų, susidarančių biologinėmis priemonėmis, grupei“.
Dėl šios priežasties iškastinio kuro ir iš jo gautų organinių medžiagų, tokių kaip plastikas ir dauguma sintetinių produktų, sąvoka nėra tinkama apibrėžti biomasę.
Nors šie degalai ir iš jų gautos organinės medžiagos turėjo biologinę kilmę, jie formavosi praeityje.
Todėl biomasė yra augalų fotosintezės būdu gaunama saulės energija.
Be to, pasak Direktyva 2003/30 / EB biomasė yra:
"Biologiškai skaidoma žemės ūkio, miškininkystės ir susijusių pramonės šakų atliekų ir likučių dalis, taip pat biologiškai skaidoma pramonės ir komunalinių atliekų dalis".
Iš to, ką suprantame, apskritai bet koks biomasės apibrėžimas daugiausia apima 2 terminus; atsinaujinantys ir ekologiški.
Biomasė kaip energijos šaltinis
Nuo senų senovės žmogus savo energijos užduotims atlikti naudojo biomasę kaip energijos šaltinį.
Kadangi iškastinis kuras pradėjo stiprėti, biomasė buvo pamiršta žemesnėje plokštumoje, kur jos indėlis į pirminės energijos gamybą buvo nereikšmingas.
Šiandien dėl įvairių veiksnių biomasė kaip energijos šaltinis atgimė.
Veiksniai, atsakingi už biomasės kaip energijos šaltinio atgaivinimą, yra šie:
- Kylanti naftos kaina.
- Padidėjo žemės ūkio gamyba.
- Reikia ieškoti alternatyvių žemės ūkio gamybos būdų.
- Klimato kaita.
- Galimybė panaudoti mokslo ir technikos žinias energijos gamybos procesui optimizuoti.
- Palanki ekonominė sistema kuriant biomasę kaip kurą naudojančias jėgaines, dėl gamybos šaltinių, gaunamų iš šio šaltinio gaunamų elektrinių.
- Reguliavimo sunkumai plėtojant kitokio pobūdžio projektus, paliekant biomasę kaip protingiausią alternatyvą ekonominei investicijai padaryti pelningą.
Biomasės rūšys
Biomasė, naudojama energijos gamybai, gaunama iš miško eksploatavimo liekanų, iš pirmojo ir antrojo medienos virsmo pramonės, iš organinių kietųjų miesto atliekų frakcijos, iš gyvulininkystės atliekų, iš žemės ūkio ir miškininkystės produktai, energetiniai augalai, tie, kurie skirti išimtinai juos naudoti biomasei gauti.
Paprastai biomasė gaunama iš bet kurio ekologiško produkto, kuris gali būti naudojamas energijai, nors tai yra pagrindiniai.
Natūrali biomasė
Natūrali biomasė yra ta, kuri gaminama natūralios ekosistemos. Intensyvus šio ištekliaus naudojimas nėra suderinamas su aplinkos apsauga, nors tai yra vienas iš pagrindinių energijos šaltinių neišsivysčiusiose šalyse.
Ši natūrali biomasė sukurta be žmogaus įsikišimo, kad ją modifikuotų ar sustiprintų.
Tai iš esmės yra apie miško liekanos:
- Miškų ir plantacijų liekanų valymo dariniai
- Malkos ir šakos
- Spygliuočiai
- Lapinis
Liekama biomasė
Likusi biomasė yra kokia sukurta žmogaus veikloje kurie naudoja organines medžiagas. Daugeliu atvejų jo pašalinimas yra problema. Šio tipo biomasė turi privalumų, susijusių su jos naudojimu:
- Sumažina taršos ir gaisro riziką.
- Sumažinkite sąvartyno vietą.
- Gamybos išlaidos gali būti mažos.
- Transportavimo išlaidos gali būti mažos.
- Venkite išmetamo CO2 kiekio.
- Kurti darbo vietas.
- Prisideda prie kaimo plėtros.
Likusi biomasė savo ruožtu yra suskirstyta į keletą toliau paminėtų kategorijų.
Žemės ūkio perteklius
Žemės ūkio perteklius, kuris nėra naudojamas žmonėms vartoti, laikomas tinkamu naudoti kaip biomasė energetikos tikslams.
Šis žemės ūkio produktų, naudojamų žmonių maisto grandinėje, naudojimas sukėlė nepateisinamą blogą vardą biomasės naudojimo energetikos tikslais, nes šis naudojimas buvo kaltinamas dėl tam tikrų žemės ūkio produktų, kurie yra maisto pagrindas, kainų padidėjimo daugelyje trečiojo pasaulio ir besivystančių šalių.
Šis žemės ūkio perteklius gali būti naudojamas ir kaip kuras elektros energijos gamybos įmonėse, ir transformuojamas į biokurą.
Energetiniai augalai
Pirmiau minėti energetiniai augalai yra specifiniai pasėliai, skirti tik energijos gamybai.
Skirtingai nuo tradicinių žemės ūkio augalų, jų pagrindinės savybės yra jų didelis biomasės našumas ir didelis kaimiškumas, išreikštas tokiomis savybėmis kaip atsparumas sausrai, ligoms, jėgai, ankstyvam augimui, ataugimo pajėgumams ir prisitaikymui prie ribinių žemių.
Energetiniai augalai yra tradiciniai augalai (javai, cukranendrės, aliejinių augalų sėklos) ir netradiciniai augalai (cynara, pataka, saldieji sorgai), kurie yra daugelio tyrimų objektas, siekiant nustatyti jų auginimo poreikius.
Biomasės transformacijos procesai
Kaip jau buvo minėta anksčiau, savo ruožtu leidžia nustatyti didelę medžiagų, įtrauktų į biomasės sąvoką, įvairovę galimų transformacijos procesų įvairovė šios biomasės į energiją.
Dėl šios priežasties, naudojant įvairius konversijos procesus, biomasė gali būti transformuojama į skirtingas energijos formas, šios energijos rūšys yra:
Šiluma ir garai
Šilumą ir garą galima gaminti deginant biomasę ar biodujas.
Šiluma gali būti pagrindinis šildymo ir maisto ruošimo produktas arba gali būti šalutinis elektros energijos gamybos gamyklose, gaminančiose elektrą ir garą, produktas.
Dujinis kuras
Biodujos, susidarančios anaerobinio skaidymo ar dujinimo procesuose, gali būti naudojamos vidaus degimo varikliuose elektros energijai gaminti, šildymui ir kondicionavimui buitiniame, komerciniame ir instituciniame sektoriuose bei modifikuotose transporto priemonėse.
Biokuras
Biokuro, tokio kaip etanolis ir biodyzelinas, gamyba (galite pažvelgti į straipsnį Kaip pasigaminti naminio biodyzelino) gali pakeisti daug iškastinio kuro daugelyje transporto priemonių.
Platus etanolio naudojimas Brazilijoje tai parodė daugiau nei 20 metų biokuras yra techniškai įmanomas dideliu mastu.
Jungtinėse Valstijose ir Europoje jų gamyba didėja ir jie parduodami sumaišyti su naftos dariniais.
Pavyzdžiui, mišinys, vadinamas E20, sudarytas iš 20% etanolio ir 80% naftos, yra tinkamas daugumai uždegimo variklių.
Šiuo metu šios rūšies degalai gauna tam tikrą rūšį dotacija ar valstybės pagalba, tačiau ateityje, padidėjus energetinėms kultūroms ir gaunant masto ekonomiją, sumažėjus sąnaudoms, jų gamyba gali tapti konkurencinga.
elektra
Nuo biomasės pagaminta elektra gali būti parduodama kaip „žalioji energija“ jis neprisideda prie šiltnamio efekto, nes jame nėra išmetamo anglies dvideginio (CO2).
Ši energijos rūšis gali pasiūlyti naujų galimybių rinkai, nes jos sąnaudų struktūra leis vartotojams paremti didesnes investicijas į efektyvias technologijas, o tai padidins bioenergijos pramonę.
Bendra gamyba (šiluma ir elektra)
Bendra karta reiškia vienu metu gaminti garą ir elektrą, kurį galima pritaikyti daugeliui pramoninių procesų, kuriems reikalingos abi energijos formos.
Pavyzdžiui, Centrinėje Amerikoje šis procesas yra labai paplitęs cukraus pramonėje, kur galima pasinaudoti proceso atliekomis, daugiausia bagase.
Dėl didelio turimų bagažo patikimumo tradiciškai bendra gamyba atliekama gana efektyviai. Tačiau pastaraisiais metais pastebima tendencija tobulinti procesą, kad būtų pagaminta daugiau elektros energijos ir perteklius parduotas elektros tinklui.
Procesus, kuriuos galima stebėti vykdant šią transformaciją, galima suskirstyti į fizikiniai, fiziniai-cheminiai, termocheminiai ir biologiniai.
Deginimas biomasės įmonėse
Paprasčiau tariant, degimas yra gana greita cheminė reakcija, kurios metu sujungia deguonį iš oro (kas yra oksidatorius) su skirtingais degalų oksiduojančiais elementais tokiu būdu išsiskiria šiluma.
Dėl šios priežasties, kad įvyktų šis cheminis procesas, turi įvykti šios 4 aplinkybės:
- Turi būti pakankamas degalų, t. Y. Biomasės, kiekis.
- Jis turi pagaminti pakankamą degimo oro kiekį, kuriame yra deguonies, reikalingo oksiduoti ar reaguoti su kuru.
- Temperatūra turėtų būti pakankamai aukšta, kad reakcija įvyktų ir būtų palaikoma. Jei temperatūra neviršija tam tikros vertės, vadinamos uždegimo temperatūra, oksidatorius ir kuras nereaguoja.
- Turi būti degimo iniciatorius, paprastai jau esanti liepsna. Tai reiškia, kad kiti elementai, netgi kiti degalai, paprastai dalyvauja degimo sistemos uždegime.
Išankstinis biomasės apdorojimas
Prieš pradedant deginti katile, biomasė turi būti apdorota anksčiau palengvinti reakcijos procesą tarp kuro ir oksidatoriaus.
Šis procesas palengvina degimą, nes iš esmės koreguoja granulometriją ir drėgmės laipsnį.
Procesų ar ankstesnių gydymo priemonių rinkinys turi tris pagrindinius tikslus:
- Homogenizuoti biomasės įvedimas į katilą, kad katilas gautų pastovų panašios vertės energijos srautą.
- Mažinti jo granulometrija kad padidėtų jo specifinis paviršiaus plotas.
Tiesą sakant, kuo mažesnis grūdelių dydis, tuo didesnis paviršiaus plotas, kad kuras ir oksidatorius galėtų reaguoti, taip pagreitindami reakciją ir sumažindami nereaguojančios (nesudegusios) biomasės kiekį. - Sumažinti drėgmę kad jame yra dalis, neleidžianti dalį degant išsiskiriančios šilumos panaudoti vandens garavimo šilumai, sumažinant garų temperatūrą.
Visa tai taip pat turi būti padaryta su kuo mažesnės energijos sąnaudos, nes visa šiuose procesuose sunaudota energija, nebent tai yra liekamoji energija arba energija, kurią galima naudoti be išlaidų, reikš grynosios gamyklos sukurtos energijos sumažėjimą.
Biomasės katilas
Katilas tikrai yra pagrindinė biomasės deginimo termoelektrinės įranga.
Jame atliekamas biomasėje esančios cheminės energijos transformavimo į šiluminę energiją procesas, kuris vėliau bus transformuotas į mechaninę energiją.
Katilas yra ne tik pagrindinė įranga, bet ir pagrindinis rūpestis technikams, atsakingiems už gamyklos eksploatavimą.
Be abejo, būtent įranga gali sukelti daugiausiai problemų, sukelti daugiausia prastovų ir reikalauti griežčiausios priežiūros.
Priežastys, kodėl katilas yra probleminė įranga, yra šios:
- Tai naujai sukurta technologija, nepakankamai išvystyta. Susidūrus su didele patirtimi, sukaupta kituose degimo procesuose, išskiriančiuose kietojo kuro oksidacijos metu didelę šiluminės energijos dalį, pavyzdžiui, anglies gamyklose, biomasės deginimas susiduria su daugybe naujų problemų, kurios dar nebuvo išspręstos. buvo išspręstos visiškai patenkinamai.
- Didelis kalio ir chloro kiekis biomasėje sukelia inkrustaciją ir koroziją įvairiose katilo vietose.
- Degimas nėra visiškai stabilus, todėl slėgis ir temperatūra labai kinta.
- Visiškai automatizuoti katilo valdymą yra labai sunku, nes skiriasi sąlygos, kuriomis biomasė gali būti pateikiama prie įėjimo.
- Gamyklų pelningumas, net ir naudojant Ispanijos teisės aktuose numatytas priemokas už elektros gamybą, yra labai mažas, todėl reikia taupyti visus komponentus, įskaitant katilą. Todėl nėra naudojamos geriausios medžiagos ar geriausi būdai dėl padidėjusių jų sąnaudų.
Tik vieną Tinkamai parinkus katilo tipą, gali būti sėkminga pasiekti biomasės elektros gamybos projektąTuo pačiu metu netinkamas pasirinkimas apsunkins investicijų į tokio tipo elektrines, kurios siekia nuo 1 iki 3 milijonų eurų už MW sumontuotos elektros energijos, pelningumą.
Biomasės termoelektrinės
Biomasės termoelektrinė yra a elektrinė kuri naudojasi chemine energija, esančia tam tikrame biomasės kiekyje, ir kuri degimo proceso metu išsiskiria kaip šiluminė energija.
Visų pirma, biomasės energijos gavybos įmonėje turi būti išankstinio biomasės apdorojimo sistema, kurios pagrindiniai tikslai yra sumažinti joje esančią drėgmę, pritaikyti biomasės dydį ir tolygumą, kad būtų galima suvienodinti sąlygas. įleidimo angą į katilą ir pasiekti aukščiausią degimo sistemos efektyvumą.
Kai šiluminė energija išsiskiria atitinkamoje krosnyje, degimo metu išsiskyrusios dujos, susidedančios iš CO2 ir H2O, daugiausia kartu su kitomis kietosiomis ir dujinėmis medžiagomis, keičia savo šilumą katile, per kurį cirkuliuoja vanduo ir kuris paprastai virsta garai esant tam tikram slėgiui ir temperatūrai.
Biomasės degimo dujos praeina per katilą, skirtingais etapais skirdamos savo energiją vandeniui / garams: vandens sienos, perkaitintuvas, garintuvo pluoštas, ekonomaizeris ir oro pašildytuvai.
Tuomet katile susidarę slėgio garai pernešami į turbiną, kur jie išsiplečia ir sukuria naują energijos transformaciją, kuria paverčiama slėgio garuose esanti potenciali energija. pirmiausia kinetinėje energijoje, o vėliau sukimosi mechaninėje energijoje.
Biomasės termoelektrinių Ispanijoje teisinė bazė
Elektros energijos gamyba Ispanijoje atitinka privatiems investuotojams, nors tai yra valstybės griežtai reguliuojama veikla.
Įvairūs įstatymai ir potvarkiai reglamentuoja šią veiklą, todėl bet kuriam biomasės elektrinėse dirbantiems technikams būtina žinoti šią teisinę sistemą.
Skirtingai veiklai, susijusiai su elektros energija, taikomas tam tikras valstybės įsikišimas, atsižvelgiant į šios veiklos svarbą.
Tradiciškai buvo naudojamasi valstybės tarnybos pobūdžiu, už elektros energijos gamybą, transportavimą, paskirstymą ir komercinį naudojimą atsakinga valstybė.
Šiandien tai nebėra valstybės tarnyba, nes ši veikla yra visiškai liberalizuota.
Šiuo metu išlaikoma valstybės intervencija, nes tai yra griežtai reglamentuojama veikla. Visų pirma bus įdomu ištirti, kaip skiriasi normos, galinčios turėti įtakos veiklai, susijusiai su elektros energijos gamyba, transportavimu ir pardavimu.
Biomasė, naudojama buityje
Nors daugiau dėmesio skyriau energijos gavimui elektrai, biomasės naudojimas šilumai gaminti šildymui taip pat buvo paminėtas ir dar geriau - buitiniu lygmeniu su išskirtinai tam skirtais katilais ir viryklėmis.
Jei norite gauti daugiau informacijos, galite perskaityti mano kolegos Germán straipsnį Viskas, ką reikia žinoti apie granulių krosnis
Tokiu būdu nebus niekas, kuris jus sustabdytų biomasės klausimu, ir kas žino, galbūt išdrįsite įsirengti vieną iš šių krosnių savo namuose.