כיצד לממש ערך גבוה ניצול של אנרגיה ביומסה?

כאשר מדובר באנרגיה מתחדשת, אנשים תמיד חושבים על אנרגיה סולארית ועל אנרגיית הרוח first.Nowadays, סין קידמה במרץ את בניית הציוויליזציה האקולוגית, ואת ניצול של ביומסה יש הוביל הזדמנויות פיתוח חדש.ביומסה אנרגיה נמוכה פחמן וסביבה , אשר יכול לשנות באופן מהותי את המצב הנוכחי של צריכת האנרגיה וליצור עושר רב.

1. הערכת ביומסה סך הכל

משאבי ביומסה מחולקים בעיקר ל 5 קטגוריות, כפי שמוצג בטבלה 1.

טבלה 1 סך ביומסה משאב אמידה בסין

הסוג הראשון של גבעולי יבול (גבעול תירס, קש, קש, דורה קש, chaff, וכו '), שעועית, כותנה גזע, זה סוג של משאבי ביומסה, אם כי יותר (7-900 מיליון - t), אלא גם לקחת בחשבון קש היבולים בשדה האחורי, להאכיל, ואת היישום של חומרי גלם תעשייתיים, וכו ', השאר ניתן להשתמש ביומסה אנרגיה ביו כימיקלים מבוססי, 310 מיליון t, שווה ערך ל 150 מיליון TCE.

הקטגוריה השנייה היא פסולת ייעור, חשבונאות של כ 40 מיליון לא / א;

הסוג השלישי של בעלי חיים וצואה עופות עשיר במשאבי ביומסה, להגיע 500 מיליון טון בינוני יבש, והוא יכול לייצר 220 מיליארד מ"ק של מתאן.

הסוג הרביעי הוא שפכים ביתיים ושפכים אורגניים תעשייתיים, אשר מכיל 25 מיליון טונות של שאריות פסולת מוצקה.

הקטגוריה החמישית היא פסולת מוצקה עירונית, אשר יכול לשמש כ -100 מיליון טון.

יחד, אלה חמישה סוגים מהווים את ההפצה של משאבי ביומסה הגדולות בסין, עם הסכום הכולל להגיע 800 מיליון ל 1 מיליארד טון של פחם רגיל.

המרכיבים החשובים של ביומסה הם פחמימות, ביניהם תוכן חמצן מופרז הוא אחד המאפיינים הגדולים ביותר של ביומסה (טבלה 2).

לוח 2 נרשם ביומסה (בסיס יבש)

ראה טבלה 2, תוצר של פוטוסינתזה, תרכובות פחמן בשיעור של חמצן במים הוא גבוה ככל 40%, ולכן המצב הטבעי של צפיפות האנרגיה פחמימות הוא נמוך, יעילות תרמית נטו (LHV) רק על 16%. לכן, כאשר מתכננים ניצול יעיל של משאבי ביומסה, שני הנושאים הבאים יש לתת עדיפות:

1. יש להמיר את משאבי הביומסה לחומרים בעלי צפיפות אנרגיה גבוהה יותר (הנקראת תהליך העשרת פחמימנים או תהליך חמצון), שקל לשאת ולהוביל;

2. כאשר ביומסה משתנה ממצבו הטבעי לצורה חומרית עם צפיפות אנרגיה גבוהה, הצעדים וההמרות של ההמרה מצטמצמים.

הדרך האפשרית של ניצול ערך גבוה של אנרגיה ביומסה

כיום, הפיתוח האנושי ושימוש בטכניקות ביומסה המשאבים יש שש קטגוריות עיקריות, בהתאמה הוא: בעירה ישירה, עיכול אנאירובי (מתאן), תסיסה סוכר (לייצר אתנול), מיצוי שמן ביודיזל, שמן פירוליזה (תוצרת), גיזוז (סינגה) . בהווה, ישנן שלוש דרכים אפשריות לפתח ולנצל אנרגיה ביומסה עם ערך גבוה.

1. ייצור של מתאן ביולוגי (ביוגז) הוא הבין באמצעות תהליך תסיסה ביוגז, שהוא למעשה את חילוף החומרים החומר תהליך המרת האנרגיה של מיקרואורגניזמים.בתהליכי הפירוק והמטבוליזם, חיידקים ביוגז להשיג אנרגיה וחומרים כדי לפגוש את הצמיחה שלהם ואת רבייה, ורובם מומרים מתאן ופחמן דו חמצני.

ניתוח מדעי מראה כי כ 90% של חומר אורגני מומרת ביוגז. 10% משמש חיידקים ביוגז לצריכה שלהם.הייצור של ביוגז מחומרים תסיסה מושגת למעשה באמצעות סדרה של תגובות ביוכימיות מורכבות.

כדי להבין מנקודת המבט של הדור אנרגיה, לחשוב על זה כך: המהות של תהליך תסיסה ביוגז, היא פונקציה מטבולית של הקהילה חיידקים, באמצעות סידור מחדש של מולקולות ואטומים, את תוכן החמצן גבוה ככל 40% בערך של ביומסה (באמצעות הנוסחה היא כדלקמן: CH1.4 O0.6) כדי חמצן, פחמן, מימן, שני אלמנטים בתהליך של העשרה, המוצר הוא צפיפות האנרגיה הרבה יותר גבוה מאשר החל חומרי גלם (ביומסה) פחמימנים - מתאן.

מאז כמעט 90 אחוז של חומר אורגני ניתן להמיר מתאן, זהו אחד המעטים היעילים ביותר process.The הערך התיאורטי של יעילות ההמרה אנרגיה של תסיסה ביוגז הוא מעל 65%. זוהי אחת הסיבות החשובות ביותר מדוע הטכנולוגיה לאחרונה מקודם בעולם.

ביומסה מייצרת חשמל

ייצור חשמל ביומסה מתייחס לשימוש בחומרי גלם ביומסה להחליף פחמן פחם, לאחר שרפה לנהוג יחידות טורבינת אדים של תחנות כוח תרמיות לייצור חשמל. כוח ביומסה הוא יותר ריאלי בעיקר משום שהוא יכול לנצל את התשתית הקיימת של תחנות כוח תרמיות להפחית את ההשקעה הכוללת באופן משמעותי.ביומסה ייצור חשמל בסין מתייחס בעיקר ביומסה (כגון קש, פסולת משאבים יער) שריפת חשמל הדור.בארצות זרות, חומרי הגלם לייצור חשמל ביומסה מחולקים לשלושה חלקים:

1) ביומסה כוויות ישירות כמו עצי הסקה;

2) ביו שמן המתקבל ביומסה "פירוליזה" יכול להיות מועבר למקומות אחרים או ניתן לשרוף במקום לנהוג טורבינת קיטור לייצור חשמל;

3) סינגות (מימן חד תחמוצת הפחמן) המיוצרים על ידי "גזיפיקציה" ביומסה ניתן לשרוף לנהוג טורבינות לייצור חשמל.

3. ייצור בעלות נמוכה של אתנול תאית

לפני מציאת אלטרנטיבה יעילה כימיים בעשורים הקרובים, אחד האתנול דלק ביולוגי נוזלי הוא עדיין הבחירה הראשונה, כל אתנול מושלך כמו דלקים נוזליים במצב הנוכחי של הרעיון הוא ילדותי, או לפחות זה לא מציאותי.אתרו אתנול מחולק לדור הראשון והשני.

הדור הראשון משמש בעיקר עמילן (תבואה, תפוחי אדמה מזון אנושי אחר) כחומרי גלם.בגלל אבטחת המזון, מדינות כיום לעבור אתנול דלק הדור השני, אשר עשוי תאית.כעת, הבעיה הגדולה ביותר של אתנול תאית היא כי העלות גבוהה מדי. עלות t בסין הוא בין 9,000 יואן ו 12,000 יואן. ישנן שלוש סיבות העלות הגבוהה (למעט תנודות המחירים של חומרי גלם עלות ההובלה של חומרי גלם):

1) עלות גבוהה preaterment של תאית חומרים;

2) עלות גבוהה של cellulase, עד 2000-3500 יואן;

3) תכולת הסוכר נמוכה של hydrolyzate תאית ותכולת המשקאות נמוכה של תסיסה נוזלית מותס תירס עלות זיקוק מוגברת.

.ii בעיות שיש לפתור ב ניצול גבוה ערך של אנרגיה ביומסה

1. השליטה של יעילות ההמרה אנרגיה כל צורה ושימוש באנרגיה ישתנו מצורה אחת לאחרת, וחלק מהאנרגיה יאבדו כל צעד השינוי.זה נכון במיוחד עבור אנרגיה ביומסה.המקור הבסיסי של אנרגיה ביומסה הוא לכידת אנרגיה קלה על ידי אורגניזמים.לכן, אחת הבעיות הבסיסיות של אנרגיה ביומסה היא יעילות ההמרה.

ביומסה ניתן להפוך לאנרגיה או כימיקלים.השיטות הבסיסיות של טרנספורמציה הם שני: כימי וביולוגי.אם כימיים או ביולוגיים, הליבה היא זרז. זרז הוא המפתח לחיסכון באנרגיה ושיפור היעילות.

לדוגמה, בייצור של מתאן ביולוגי, פעיל יותר את האוכלוסייה חיידק מתאן הוא במונחים של אנזימים, פחות אנזימים הם משתמשים. בייצור של אתנול תאית, גיזוז תאית מייצרת סינגה (תערובת של מימן חד תחמוצת הפחמן) כי גם מסתמך על זרז יעיל מאוד ייעודי להמיר דלק נוזלי.

2. שינוי מבנה lignocellulosic צמח הרכב הרכב

הבעיה הליבה של המבנה ואת ההרכב של lignocellulosic היא איך לשפר את תוכן תאית ולהפחית תוכן ליגנין. זה מועיל במיוחד לייצור אתנול תאית. שינויים בתוכן יחסית יש השפעה חיובית על שני preaterment ואלכוהול שיעורי הייצור.

סיכום

ניצול וניצול של אנרגיה ביומסה הוא תחום מחקר חדש של אינטרדיסציפלינרי ו פיוז'ן. תעשיית האנרגיה ביומסה, כמו תעשיית המתעוררים אסטרטגית בסין, כבר קידם במרץ על ידי המדינה, המאופיינת בטכנולוגיה אינטנסיבית, הון אינטנסיבי, עבודה אינטנסיבית, תעשייה מפעלי שרשרת וכוח מניע חזק.