Pirmā lieta, kas jums jāzina, ir tā, ka biomasa nav nekas vairāk kā augu vai dzīvnieku izcelsmes organiskās vielas, organiskie atkritumi un atkritumi ir iekļauti šeit, kas ir var izmantot enerģijas ražošanai.
Iemesls ir saistīts ar faktu, ka augi ar Saules starojuma enerģiju pārveido ķīmisko enerģiju fotosintēze un daļa no šīs enerģijas tiek uzkrāta organisko vielu veidā, ko mēs varam izmantot.
Pašlaik tiek pieņemta šāda biomasas definīcija:
"Biomasa tiek uzskatīta par atjaunojamu enerģijas produktu un izejvielu grupu, kas rodas no organiskām vielām, kuras veido bioloģiski."
Šī iemesla dēļ fosilā kurināmā jēdziens un no tā iegūtie organiskie materiāli, piemēram, plastmasa un lielākā daļa sintētisko izstrādājumu, nav biomasas definīcijā.
Lai gan šīm degvielām un atvasinātajiem organiskajiem materiāliem bija bioloģiska izcelsme, to veidošanās notika pagātnē.
Tāpēc biomasa, izmantojot augu fotosintēzi, ir saules enerģijas atjaunojama enerģija.
Turklāt saskaņā ar Direktīva 2003/30 / EK biomasa ir:
"Bioloģiski noārdāma atkritumu produktu un lauksaimniecības, mežsaimniecības un ar to saistīto nozaru atlieku daļa, kā arī rūpniecisko un sadzīves atkritumu bioloģiski noārdāmā frakcija."
No tā, ko mēs saprotam, ir tas, ka jebkura jebkura biomasas definīcija galvenokārt aptver divus terminus; atjaunojamas un organiskas.
Biomasa kā enerģijas avots
Kopš seniem laikiem cilvēks ikdienas uzdevumu veikšanai ir izmantojis biomasu kā enerģijas avotu.
Tā kā fosilā kurināmā izmantošana sāka nostiprināties, biomasa tika aizmirsta zemākā plaknē, kur tā ieguldījums primārās enerģijas ražošanā bija nenozīmīgs.
Šodien, pateicoties dažādiem faktoriem, biomasas enerģijas avots ir atjaunojies.
Faktori, kas ir atbildīgi par biomasas atjaunošanu kā enerģijas avotu, ir:
- Naftas cenas pieaugums.
- Palielināta lauksaimniecības produkcija.
- Nepieciešams meklēt alternatīvus lauksaimniecības produkcijas izmantošanas veidus.
- Klimata izmaiņas.
- Iespēja izmantot zinātniskās un tehniskās zināšanas enerģijas ražošanas procesa optimizēšanai.
- Labvēlīgs ekonomiskais ietvars tādu iekārtu attīstībai, kuras kā degvielu izmanto biomasu, pateicoties ražošanas subsīdijām, ko saņem elektrostacijas ar šo avotu.
- Regulējošas grūtības attīstīt cita veida projektus, atstājot biomasu kā saprātīgāko alternatīvu, lai ekonomiski ieguldījumi būtu rentabli.
Biomasas veidi
Enerģijas ražošanai paredzēto biomasu iegūst no meža izmantošanas atliekām, no koksnes pirmās un otrās pārstrādes rūpniecības, no cieto pilsētu atkritumu organiskās daļas, no lopkopības atkritumiem, no lauksaimniecības un mežsaimniecības produkti, enerģētiskās kultūras, tie, kas paredzēti vienīgi to izmantošanai biomasas iegūšanai.
Parasti biomasu iegūst no jebkura organiska produkta, kas ir pakļauts enerģijas izmantošanai, kaut arī tie ir galvenie.
Dabiskā biomasa
Dabiskā biomasa ir tā, kas iegūta dabiskās ekosistēmas. Intensīva šī resursa izmantošana nav savienojama ar vides aizsardzību, kaut arī tas ir viens no galvenajiem enerģijas avotiem mazattīstītajās valstīs.
Šī dabiskā biomasa tiek radīta bez cilvēka iejaukšanās, lai to modificētu vai uzlabotu.
Tas ir pamatā par meža atliekas:
- Mežu un plantāciju atlieku tīrīšanas atvasinājumi
- Malka un zari
- Skujkoki
- Lapu
Atlikušā biomasa
Atlikušā biomasa ir kāda kas radušies cilvēku darbībās kas izmanto organisko vielu. Tā novēršana daudzos gadījumos ir problēma. Šim biomasas veidam ir saistītas priekšrocības:
- Samazina piesārņojuma un ugunsbīstamību.
- Samaziniet vietu poligonā.
- Ražošanas izmaksas var būt zemas.
- Transporta izmaksas var būt zemas.
- Izvairieties no CO2 emisijām.
- Izveidojiet darba vietas.
- Veicina lauku attīstību.
Atlikušo biomasu savukārt iedala zemāk minēto kategoriju virknē.
Lauksaimniecības pārpalikums
Lauksaimniecības pārpalikumus, kas netiek izmantoti cilvēku patēriņam, uzskata par piemērotiem izmantošanai kā biomasu enerģijas vajadzībām.
Šī lauksaimniecības produktu izmantošana cilvēku pārtikas ķēdē ir radījis nepamatoti sliktu vārdu biomasas izmantošanas enerģijas vajadzībām, jo par šo izmantošanu tiek apsūdzēts dažu lauksaimniecības produktu, kas ir pārtikas pamats, sadārdzināšanās daudzās trešās pasaules valstīs un jaunattīstības valstīs.
Šos lauksaimniecības pārpalikumus var izmantot gan kā degvielu elektroenerģijas ražošanas iekārtās, gan pārveidot par biodegvielu.
Enerģētiskās kultūras
Iepriekš minētie enerģijas kultūraugi ir īpaši kultūraugi, kas paredzēti tikai enerģijas ražošanai.
Atšķirībā no tradicionālajām lauksaimniecības kultūrām to galvenās iezīmes ir tās augsta biomasas produktivitāte un augsta zemnieciskums, izteikts tādās pazīmēs kā izturība pret sausumu, slimībām, sparu, agru augšanu, ataugšanas spēju un pielāgošanos marginālām zemēm.
Enerģētiskās kultūras var ietvert tradicionālās kultūras (graudaugi, cukurniedres, eļļas augu sēklas) un netradicionālās kultūras (cynara, pataka, saldais sorgo), par kurām tiek veikti daudzi pētījumi, lai noteiktu to audzēšanas vajadzības.
Biomasas transformācijas procesi
Kā redzams iepriekš, biomasas jēdzienā iekļauto materiālu daudzveidība ļauj savukārt izveidot a iespējamo transformācijas procesu dažādība šīs biomasas enerģijā.
Šī iemesla dēļ biomasu var pārveidot dažādās enerģijas formās, izmantojot dažādus pārveidošanas procesus. Šie enerģijas veidi ir:
Siltums un tvaiks
Siltumu un tvaiku ir iespējams radīt, sadedzinot biomasu vai biogāzi.
Siltums var būt galvenais produkts apkurei un ēdiena gatavošanai, vai tas var būt blakusprodukts elektroenerģijas ražošanā iekārtās, kas koģenerē elektrību un tvaiku.
Gāzveida degviela
Anaerobās fermentācijas vai gazifikācijas procesos iegūto biogāzi var izmantot iekšdedzes dzinējos elektroenerģijas ražošanai, apkurei un kondicionēšanai sadzīves, tirdzniecības un institucionālajos sektoros un modificētos transportlīdzekļos.
Biodegviela
Tādu biodegvielu kā etanola un biodīzeļdegvielas ražošana (varat apskatīt rakstu Kā pagatavot mājās gatavotu biodīzeļdegvielu) var aizstāt ievērojamu daudzumu fosilā kurināmā daudzos transporta lietojumos.
Plašā etanola izmantošana Brazīlijā vairāk nekā 20 gadus ir pierādījusi biodegviela ir tehniski iespējama lielā mērā.
Amerikas Savienotajās Valstīs un Eiropā to ražošana palielinās, un tos pārdod sajauktus ar naftas atvasinājumiem.
Piemēram, maisījums ar nosaukumu E20, kas sastāv no 20% etanola un 80% naftas, ir piemērots lielākajai daļai aizdedzes motoru.
Pašlaik šāda veida degviela saņem kāda veida degvielu dotācija vai valsts atbalsts, bet nākotnē, palielinoties enerģētiskajām kultūrām un apjomradītiem ietaupījumiem, izmaksu samazinājums var padarīt to ražošanu konkurētspējīgu.
Elektrība
No biomasas saražoto elektroenerģiju kopš tā laika var tirgot kā "zaļo enerģiju" tas neveicina siltumnīcas efektu, jo tajā nav oglekļa dioksīda (CO2) emisiju.
Šis enerģijas veids var piedāvāt tirgū jaunas iespējas, jo tā izmaksu struktūra ļaus lietotājiem atbalstīt augstākus ieguldījumus efektīvās tehnoloģijās, kas palielinās bioenerģijas nozari.
Koģenerācija (siltums un elektrība)
Koģenerācija attiecas uz vienlaicīga tvaika un elektrības ražošana, ko var pielietot daudziem rūpnieciskiem procesiem, kuriem nepieciešami abi enerģijas veidi.
Piemēram, Centrālamerikā šis process ir ļoti izplatīts cukura rūpniecībā, kur ir iespējams izmantot procesa atkritumus, galvenokārt bagāžu.
Sakarā ar pieejamo bagass augsto uzticamību tradicionāli kopražošana tiek veikta diezgan efektīvi. Tomēr pēdējos gados ir vērojama tendence uzlabot procesu, lai iegūtu vairāk elektroenerģijas un pārpalikumu pārdotu elektrotīklam.
Procesus, kuriem var sekot, lai veiktu šo pārveidošanu, var iedalīt fizikāli, fizikāli ķīmiski, termoķīmiski un bioloģiski.
Sadedzināšana biomasas rūpnīcās
Vienkārši sakot, sadegšana ir diezgan ātra ķīmiska reakcija apvieno skābekli no gaisa (kas ir oksidētājs) ar dažādiem degvielas oksidējošajiem elementiem tādējādi radot siltuma izdalīšanos.
Šī iemesla dēļ, lai notiktu šis ķīmiskais process, jānotiek šiem 4 apstākļiem:
- Jābūt pietiekamam daudzumam degvielas, ti, biomasas.
- Tam jāsastāda pietiekams daudzums degšanas gaisa, kas satur skābekli, kas nepieciešams oksidēšanai vai reakcijai ar degvielu.
- Temperatūrai jābūt pietiekami augstai, lai notiktu reakcija un tā noturētos. Ja temperatūra nepārsniedz noteiktu vērtību, ko sauc par aizdegšanās temperatūru, oksidētājs un degviela nereaģē.
- Jābūt sadegšanas ierosinātājam, parasti jau pastāvošai liesmai. Tas nozīmē, ka sadedzināšanas sistēmas aizdedzē parasti piedalās citi elementi, pat citas degvielas.
Biomasas pirmapstrāde
Biomasa pirms tās sadedzināšanas katlā ir jāpakļauj iepriekšējam sagatavošanas procesam, kas atvieglotu reakcijas procesu starp degvielu un oksidētāju.
Šis process atvieglo sadegšanu, jo tas būtiski pielāgo granulometriju un mitruma pakāpi.
Procesu kopumam vai iepriekšējām ārstēšanas metodēm ir trīs pamatmērķi:
- Homogenizēt biomasas ievadīšana katlā, lai katls saņemtu līdzīgu vērtību pastāvīgu enerģijas plūsmu
- Samazināt tā granulometrija lai palielinātu tā īpatnējo virsmu.
Faktiski, jo mazāks ir graudu izmērs, jo lielāka ir virsmas platība, lai degviela un oksidētājs varētu reaģēt, tādējādi paātrinot reakciju un samazinot nereaģējošas (nesadegušas) biomasas daudzumu. - Samazināt mitrumu tas satur, novēršot daļu no sadegšanas izdalītās siltuma izmantošanas kā ūdens iztvaikošanas siltumu, samazinot tvaiku temperatūru.
Tas viss ir jādara arī ar zemākais iespējamais enerģijas patēriņš, jo visa šajos procesos patērētā enerģija, ja vien tā nav atlikusī enerģija vai enerģija, kuru var izmantot bez maksas, nozīmēs rūpnīcas radītās neto enerģijas samazināšanos.
Biomasas katls
Katls noteikti ir biomasas sadedzināšanas termoelektrostacijas galvenā iekārta.
Tajā tiek veikts biomasā esošās ķīmiskās enerģijas pārveidošanas process siltumenerģijā, kas vēlāk tiks pārveidota par mehānisko enerģiju.
Katls ne tikai ir galvenā iekārta, bet arī galvenā problēma ir tehniķiem, kuri ir atbildīgi par rūpnīcas darbību.
Neapšaubāmi tieši iekārtas, kas var radīt vislielākās iespējamās problēmas, rada visvairāk dīkstāves un kurām nepieciešama visstingrākā apkope.
Iemesli, kāpēc katls ir problemātiska iekārta, ir šādi:
- Tā ir jauna tehnoloģija, kas nav pietiekami attīstīta. Saskaroties ar lielo pieredzi, kas uzkrāta citos sadedzināšanas procesos, kas atbrīvo lielu daudzumu siltumenerģijas no cietā kurināmā oksidēšanas, piemēram, ogļu rūpnīcās, biomasas sadedzināšana saskaras ar virkni jaunu problēmu, kas vēl nav atrisinātas. apmierinoši.
- Biomasas augstais kālija un hlora saturs dažādās katla daļās rada mērogu un koroziju.
- Degšana nav pilnīgi stabila, un tai ir būtiskas spiediena un temperatūras izmaiņas.
- Pilnībā automatizēt katla vadību ir lielas grūtības, jo mainās apstākļi, kādos biomasu var uzrādīt pie ieejas.
- Rūpnīcu rentabilitāte, pat ņemot vērā Spānijas likumdošanā piedāvātās prēmijas par elektroenerģijas ražošanu, ir ļoti ierobežota, liekot ietaupīt visus komponentus, ieskaitot katlu. Tāpēc netiek izmantoti labākie materiāli vai labākie paņēmieni to radīto izmaksu pieauguma dēļ.
Tikai vienu Pareiza katla veida izvēle var radīt panākumus biomasas elektroenerģijas ražošanas projekta sasniegšanāTajā pašā laikā nepiemērota izvēle apgrūtina rentabilitāti ieguldījumiem šāda veida stacijās, kas veido no 1 līdz 3 miljoniem eiro par MW uzstādītās elektroenerģijas.
Biomasas termoelektriskās iekārtas
Biomasas termoelektriskā iekārta ir a elektrostacija kas izmanto ķīmiskās enerģijas priekšrocības, kuras satur noteikts biomasas daudzums, un kas tiek izdalīta kā siltuma enerģija sadegšanas procesā.
Pirmkārt, biomasas enerģijas reģenerācijas iekārtā jābūt biomasas pirmapstrādes sistēmai, kuras galvenie mērķi ir samazināt tajā esošo mitrumu, pielāgot biomasas lielumu un viendabīgumu, lai standartizētu apstākļus. Iekļūšana katlā un sasniegt augstāko sadedzināšanas sistēmas efektivitāti.
Kad siltumenerģija ir izdalīta piemērotā krāsnī, sadegot izdalītās gāzes, kas sastāv no CO2 un H2O, lielākoties kopā ar citām cietām un gāzveida vielām, apmainās ar savu siltumu katlā, caur kuru cirkulē ūdens, un kurš parasti tiek pārveidots par tvaiku. noteiktu spiedienu un temperatūru.
Biomasas degšanas gāzes iziet cauri katlam, dažādos posmos enerģiju dodot ūdenim / tvaikam: ūdens sienas, pārkarsētājs, iztvaicētāja sija, ekonomaizers un gaisa priekšsildītāji.
Pēc tam katlā izveidojies tvaiks zem spiediena tiek transportēts uz turbīnu, kur tas izplešas, radot jaunu enerģijas transformāciju, ar kuras palīdzību pārveido zem spiediena esošajā tvaikā esošo enerģiju vispirms kinētiskajā enerģijā un pēc tam rotācijas mehāniskajā enerģijā.
Tiesiskais regulējums biomasas termoelektrostacijām Spānijā
Elektroenerģijas ražošana Spānijā atbilst privātiem ieguldītājiem, lai gan tā ir valsts stingri regulēta darbība.
Dažādi likumi un dekrēti regulē šo darbību, un ikvienam tehniķim, kurš strādā biomasas elektrostacijās, ir svarīgi zināt šo tiesisko regulējumu.
Dažādas darbības, kas saistītas ar elektrisko enerģiju, ir pakļautas noteiktai valsts iejaukšanās, ņemot vērā šo darbību nozīmīgumu.
Tradicionāli tiek izmantots sabiedriskā pakalpojuma raksturs, un valsts ir atbildīga par elektroenerģijas ražošanu, transportēšanu, sadali un komercializāciju.
Šodien tas vairs nav valsts dienests, jo šīs darbības ir pilnībā liberalizētas.
Pašlaik tiek saglabāta valsts iejaukšanās, jo tās ir darbības, kuras pakļautas stingram regulējumam. Vispirms būs interesanti izpētīt, kā atšķiras normas, kas var ietekmēt darbības, kas saistītas ar elektroenerģijas ražošanu, transportēšanu un pārdošanu.
Biomasa mājas lietošanai
Lai gan esmu vairāk koncentrējies uz enerģijas iegūšanu elektroenerģijai, ir pieminēta arī biomasas izmantošana siltuma ražošanai apkures lietošanai, un vēl labāk - sadzīves līmenī ar katliem un krāsnīm, kas veltītas tikai tai.
Ja vēlaties uzzināt vairāk, varat izlasīt mana kolēģa Germāna rakstu Viss, kas jums jāzina par granulu krāsnīm
Tādā veidā nebūs neviena, kas tevi apturētu biomasas jautājumā, un kas zina, varbūt tu uzdrīksties kādu no šīm krāsnīm uzstādīt savās mājās.