Transcript aici
• Biomasa este partea biodegradabilă a produselor, deşeurilor şi reziduurilor din agricultură, inclusiv substanţele vegetale şi animale, silvicultură şi industriile conexe, precum şi partea biodegradabilă a deşeurilor industriale şi urbane. • Biomasa reprezintă resursa regenerabilă cea mai abundentă de pe planetă. Aceasta include absolut toată materia organică produsă prin procesele metabolice ale organismelor vii. Biomasa este prima formă de energie utilizată de om, odată cu descoperirea focului. • CO2 + H2O + lumina + clorofila (CH2O) + O2 • Bioxidul de carbon din atmosfera si apa din sol participa în procesul obținerii glucidelor, care formează „blocurile de construcție” a biomasei. Astfel, energia solara, utilizata la fotosinteza, își păstrează forma chimica în structura biomasei. Daca ardem efectiv biomasa (extragem energia chimica), atunci oxigenul din atmosfera si carbonul din plante reacționează formând dioxid de carbon si apa. Acest proces este ciclic, deoarece bioxidul de carbon poate participa din nou la procesul de formare a biomasei. Valorificarea biomasei • Biomasa poate asigura cu usurinta peste 20% din necesitatile energetice a tarii. Altfel spus, resursele funciare existente si infrastructura sectorului agrar permite inlocuirea completa a tuturor statiilor atomice, fara a influenta preturile la produsele alimentare. De asemenea, utilizarea biomasei la producerea etanolului poate micsora importul petrolului cu 50%. • Energia inglobata in biomasa se elibereaza prin metode variate, care insa, in cele din urma, reprezinta procesul chimic de ardere (transformare chimica in prezenta oxigenului molecular, proces prin excelenta exergonic). Biocarburanti • Biocarburanții sunt carburanții lichizi sau gazoși utilizați pentru transport, produși din biomasă. • Combustibilul din biomasa poate fi utilizat in diferite scopuri – de la incalzirea incaperilor pana producerea energiei electrice si a combustibililor pentru automobile. • Tipuri de biocombustibili: – Biocombustibili solizi – Biocombustibili lichizi Biocombustibilii solizi • Biocombustibilii solizi se obtin cel mai simplu, din biomasa vegetala nevaloroasa. Exista echipamente de producere a brichetelor (peletilor), fixe, sau chiar si mobile, care convertesc deseurile celulozice (rumegus, paie, alte produse vegetale, care nu sunt valorificate in alt mod, sau pur si simplu sunt arse pe camp fara a se folosi acea energie degajata) intr-o marfa vandabila. • Biocombustibilii solizi pot fi folositi ca materie prima pentru centrale termice si pot inlocui carbunele, un combustibil foarte poluant. Biocombustibilii lichizi • Biocombustibilii lichizi sunt biodieselul si bioetanolul. • Biodieselul se obtine foarte simplu din plante oleaginoase. Se poate folosi in substituirea totala sau partiala a petro-dieselului. Biodieselul poate sa se amestece cu motorina care provine din rafinarea petrolului in diferite cantitati. • Biodieselul descompune cauciucul natural, de aceea este necesar substituirea prin elastomeri sintetici in cazul folosirii de amestecuri cu un inalt continut de biodiesel. • In schimb, bioetanolul de generatia a doua, (cel care se obtine din celuloza, si nu din cereale), necesita un proces de fabricatie mai complex. • Bioetanolul se poate amesteca cu benzina, sau se poate folosi in stare pura in motoare special construite pentru a putea functiona pe baza de benzina si/sau de etanol. Forme de valorificare energetica a biomasei (biocarburanti) • arderea directa cu generare de energie termica. • arderea prin piroliza, cu generare de singaz (CO plus H2). • fermentarea cu generare de biogaz (CH4) sau bioetanol (CH3CH2-OH) - in cazul fermentarii produsilor zaharati; biogazul se poate arde direct, iar bioetanolul, in amestec cu benzina, poate fi utilizat in motoarele cu combustie interna. • transformarea chimica a biomasei de tip ulei vegetal prin tratare cu un alcool si generare de esteri, de exemplu, metil esteri (biodiesel) si glicerol. |n etapa urmatoare, biodieselul purificat se poate arde in motoarele diesel. • degradarea enzimatica a biomasei cu obtinere de etanol sau biodiesel. Biocarburanti • a) bioetanol - etanol produs din biomasă și/sau fracția biodegradabilă a deșeurilor, în vederea utilizării ca biocarburant; • b) biodiesel - ester metilic, de calitatea motorinei, produs din ulei vegetal sau animal, în vederea utilizării ca biocarburant; • c) biogaz - carburant gazos produs din biomasă și/sau din partea biodegradabilă a deșeurilor, care poate fi purificat până ajunge la calitatea gazului natural, în vederea utilizării ca biocarburant sau gaz de lemn; • • • • • d) biometanol - metanol extras din biomasă, în vederea utilizării ca biocarburant; e) biodimetileter - dimetileter extras din biomasă, în vederea utilizării ca biocarburant; f) bio-ETBE (etil-tert-butil-eter) - ETBE produs pe bază de bioetanol. g) bio-MTBE (metil-tert-butil-eter) - carburant produs pe bază de biometanol. h) biocarburanți sintetici - hidrocarburi sintetice sau amestecuri de hidrocarburi sintetice, care au fost extrase din biomasă; • i) biohidrogen - hidrogen extras din biomasă și/sau din partea biodegradabilă a deșeurilor, în vederea utilizării ca biocarburant; • j) ulei vegetal pur - ulei produs din plante oleaginoase prin presare, extracție sau procedee comparabile, brut ori rafinat, dar nemodificat din punct de vedere chimic. Avantajele utilizarii bioetanolului • • • • • • • • • Bioetanolul este biodegradabil si mult mai putin toxic decit combustibilii fosili. Prin combinarea etanolului cu benzina se imbunatateste considerabil cifra octanica motor si se obtine un amestec oxigenat cu ardere mai buna care reduce emisiile poluante. Prin utilizarea bioetanolului se reduc emisiile gaze cu efect de sera; emisiile de CO2 scad cu aproximativ 50% fata de combustibilii obtinuti din titei, o parte din CO2 degajat prin combustie fiind absorbit de culturile materie prima. Prin utilizarea bioetanolului in motoarele vechi se reduce cantitatea de CO, imbunatatindu-se astfel calitatea aerului. Pentru obtinerea combustibililor ecologici de tip bioetanol nu este necesar sa se consume alti combustibili. Producerea etanolului necesita numai energia solara si energia necesara procesului de fermentatie. Bioetanolul este produs din surse regenerabile, astfel ajuta la extinderea duratei de exploatare a zacamintelor fosile care sint in curs de epuizare si la independenta energetica a statelor care il produc. Prin incurajarea utilizarii bioetanolului se consolideaza economia rurala. Bioetanolul poate fi integrat usor in sistemul existent de transport si distributie a carburantilor. In procent pina la 5% poate fi amestecat cu carburant conventional, nefiind necesare modificari ale motorului. Fabricare biodiesel • Procesul de transesterificare este reactia unei trigliceride (grasime / ulei) cu un alcool din care rezulta esteri si glicerina. Triglicerida are ca baza molecula de glicerina la care sint atasate trei lanturi lungi de acizi grasi. Ulei vegetal (Trigliceride) Metanol Glicerina Biodiesel Avantajele utilizarii Biodieselului • • • • • Este o sursă regenerabilă de energie; Poate fi folosit în autovehicule fără să fie necesare modificări la motor; Are cifră cetanică mare şi o lubricitate bună; Nu conţine sulf ; Reduce substanţial emisiile poluante (B100 – Biodiesel pur; B20 – amestec 80% motorina + 20% Biodiesel)