Transcript 19_energetika_biomas..

BIOMASA
Biomasa je naraven material proizveden s fotosintezo.
Fotosinteza je naraven proces pretvorbe sončne energije v biomaso.
Fotosinteza je pričela na zemlji pred tremi milijardami let.
Z njo je nastal kisik v atmosferi in fosilna goriva.
Teorija sodelovanja ogljikovega dioksida pri fotosintezi:
Nobelova nagrada za Melvina Calvina leta 1952.
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
FOTOSINTEZA - POENOSTAVLJENI IZRAZI
Nastanek ogljikovih hidratov:
svetloba, klorofil
CO2  H2O 
CH2O  O2
Nastanek glukoze:
svetloba, klorofil
6CO2  6H2O 
C6 H12O6  6O2
Fotorespiracija (obratna reakcija kot fotosinteza):
s fotorespiracijo se porabi cca. 30 % snovi pridobljene
s fotosintezo
CH2O  O2 
CO2  H2O  toplota
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
Fotosinteza
Absorpcija
Absorpcijski spekter za klorofil a in b
Valovna dolžina svetlobe [nm]
+svetloba
6CO2 + 6H2O  C6H12O6 + 6O2
glukoza
FOTOSINTEZA - UČINKOVITOST PRETVORBE
SONČNE ENERGIJE V BIOMASO
Povzročijo jo lahko le fotoni z valovno dolžino
0,38 m    0,76 m
Izvzeta je valovna dolžina zelene svetlobe
  0,55 m
Energetski delež tega spektra je 43 %.
Učinkovitost razgradnje molekule ogljikovega dioksida je 30 %.
Rastline vsrkajo 80 % svetlobe.
Fotorespiracija 30 %.
Največji izkoristek je torej največ 7 %. Povprečni je 0,1-0,2 %.
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
FOTOSINTEZA - UČINKOVITOST PRETVORBE
SONČNE ENERGIJE V BIOMASO
C3 rastline: izkoristek 1 %-2 %, prirastek 20-30 g/kv.m.dan
sladkorna pesa, evkaliptus.
C4 rastline: izkoristek 3 %-4 %, prirastek 40-50 g/kv.m.dan
tropske rastline.
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
Energetske rastline
Bambus
Topoli
Evkaliptus, farma evkaliptusa
Miskantus
POMEN BIOMASE ZA ENERGETIKO
Na zemlji se na leto proizvede 10x več nove biomase
kot so svetovne energijske potrebe.
Do leta 1700 je bila biomasa najpomembnejši energijski vir.
Dandanes s 14 % predstavlja najpomembnejši nefosilni vir
energije.
V nekaterih nerazvitih državah je še vedno primarni vir energije.
Povprečje deleža biomase v primarni energiji v Evropi je 2-5 %,
v nekaterih alpskih in skandinavskih državah do 20 %.
V Sloveniji ogrevamo 100.000 stavb na biomaso, 4,5 % vse primarne
energije.
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
TRI SKUPINE POGLAVITNIH TEHNOLOGIJ ZA
UPORABO BIOMASE
SEŽIGANJE
BIOLOŠKA PRETVORBA
anaerobno vrenje
fermentacija (kvasovke)
kompostiranje
TOPLOTNO-KEMIČNA PRETVORBA
piroliza
utekočinjanje
uplinjanje
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
TRDNA GORIVA IZ BIOMASE
Sežiganje:
spreminjanje goriva v energijo in trdne in plinaste produkte.
Piroliza in uplinjanje:
spreminjanje goriva v vmesne produkte (trdne, kapljevite),
ki jih lahko nadalje uporabljamo za sežiganje.
Piroliza: je postopek sežiganja pri katerem kemijsko
razgradimo organske materiale brez prisotnosti kisika.
Nastane oglje, pirolizno olje (katran) in pirolizni plin.
Uplinjanje: je postopek sežiganja pri katerem kemijsko
razgradimo organske materiale na podlagi kontrolirane količine
kisika. Nastane oglje in plin.
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
TRI SKUPINE GORIV IZ BIOMASE
TRDNA GORIVA
KAPLJEVINASTA GORIVA
PLINASTA GORIVA
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
TRDNA GORIVA IZ BIOMASE
GOZDNA ALI KLASIČNA BIOMASA
V Sloveniji s površino 20.256 kv.km je 53 % pokrite z gozdovi.
Od leta 1947 do 1990 se je lesna biomasa povečala za 87 %.
Posek listavcev da 24 % hlodov in 57 % lesa za kurjavo.
Posek iglavcev da 68 % hlodov in 32 % lesa za kurjavo.
Kurilnost lesa je močno odvisna od vlage.
Sveže posekani iglavci imajo 60 % vlage, listavci 50 %.
Sveže posekan les ima kurilnost 7-8 MJ/kg, suh les 19 MJ/kg.
Če les naravno sušimo eno leto ima kurilnost cca. 12 MJ/kg.
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
TRDNA GORIVA IZ BIOMASE
ODPADKI
Ostanki gozdne biomase.
Ostanki pridelkov (npr. žitaric - kurilnost do 14 MJ/kg).
Uveljavljajo se sekanci, peleti in briketi.
Sekanci: koščki lesa debeline in dolžine od nekaj mm do nekaj cm.
Izdelava s sekatorji in drobilniki.
Skladiščimo jih lahko z manj kot 30 % vlage, da se ne pojavi plesen.
Peleti: majhni valjasti koščki premera nekaj mm.
Izdelava: drobljenje in stiskanje
Briketi: večje kvadraste ali valjaste oblike velikosti nekaj 10cm.
Izdelava: drobljenje in stiskanje.
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
Odpadna rastlinska biomasa
Sekljanje lesa
Lesni sekanci
Lesni peleti
Ostanki sladkornega trsa
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
TRDNA GORIVA IZ BIOMASE
ENERGETSKE RASTLINE
Zaradi presežka hrane v EU bodo kmetijske površine začeli
spreminjati v površine za gojenje biomase – draženje hrane v letu 2008!.
Vrbe in topoli: predelava v hladnejših območjih.
Kitajska trstika (miskantus): v toplejših območjih.
Bambus: zelo topla območja.
Razmerje med energijo, ki se sprosti pri uporabi trdne biomase
in energijo fosilnih goriv (pri predelavi, transportu, gnojenju, žetvi,..)
je od 10:1 do 30:1.
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
TRDNA GORIVA IZ BIOMASE
Rastlina
koruza, miskantus
vrbe, topoli, evkaliptus
grm robinija
artičoka
bambus
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
Pridelek
t/ha/leto
Energija
GJ/ha/leto
> 35
12-15
8-10
15-20
80
450
150-200
110-130
200-240
1200
TRDNA GORIVA IZ BIOMASE
GOJENJE ZELENO - MODRIH ALG
Učinkovitost fotosinteze 3-5 %, pridelek 50 ton/ha/leto.
Gnojila niso potrebna ker alge vsrkajo dušik neposredno iz zraka.
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
TRDNA GORIVA IZ BIOMASE
SEŽIGANJE BIOMASE IN VPLIV NA OKOLJE
Pri sežigu biomase nastali ogljikov dioksid ne upoštevamo,
saj smatramo, da se je enaka količina tega plina porabila pri
fotosintezi s katero je nastala biomasa.
Količine žvepla so med 0,01-0,1 %, zato skoraj ni žveplovega dioksida.
Zaradi nepopolnega zgorevanja lahko nastajajo dušikovi oksidi,
razne organske spojine (CxHy).
Nastajajo manjše količine težkih kovin (Hg,Pb,Cr,Cu,Zn,As,…), ki so
prisotne v lesu.
Vse emisije so običajno manjše kot pri fosilnih gorivih.
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
Sežiganje trdne biomase
Elektrarna s kurjavo na les, Kettle Falls,
Washington, ZDA
Naprava s kurjavo na ostanke sladkornega trsa v Braziliji
Za sežiganje biomase so potrebni posebni za
to prirejeni kotli. Na sliki je kotel z nazivno
močjo 50 MW za sežiganje lesnih sekancev,
riževih lupin in biomase v obliki prahu.
KAPLJEVINASTA GORIVA IZ BIOMASE
BIOETANOL C2 H5OH
Najbolj razširjeno kapljevinasto gorivo iz biomase.
Vrelišče ima pri 78,4 C, gostoto ima 789 kg/kub.m
Fermantacija: kvasovke v raztopini vode in rastlin, ki
vsebujejo navadni sladkor, porabljajo sladkor in pridelujejo
alkohol in ogljikov dioksid.
C6 H 12 O6  2  C2 H5OH  2  CO2  toplota
glukoza
etanol
Število kvasovk se podvoji vsaki dve uri, delujejo najbolj učinkovito
pri temperaturah 28-30 C. Kvasovke pod 25 C mirujejo, nad 35 C
odmrejo. Ph vrednost raztopine mora biti med 4 in 4,5 (rahlo kisla
raztopina).
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
KAPLJEVINASTA GORIVA IZ BIOMASE
BIOETANOL
Pretvorba škroba v navadni sladkor.
Tehnološki postopek: kuhanje in dodajanje encimov.
toplota , encimi
(C6 H 10 O5 )n  n  H2O 
  n  C6 H12O6
glukoza
Pretvorba celuloze v navadni sladkor.
Tehnološki postopek: hidroliza-reakcija z vodo pri visokih tlakih
in temperaturah ob prisotnosti žveplene kisline ali encimov.
hidroliza
C12 H22O11  H2O 
 2  C6 H12O6
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
glukoza
Tekoča goriva iz biomase - bioetanol
fermentacija
C6H12O6  2C2H5OH + 2CO2
voda + glukoza + kvasovke
sladkorni trs
sladkorna pesa
hidroliza
škrob  glukoza
C6H10O5 + H2O  C6H12O6
voda + visoki tlaki + encimi
Pšenica
Riž
hidroliza
celuloza  glukoza
C12H22O11 + H2O  2C6H12O6
koruza
voda + visoki tlaki + encimi
Tekoča goriva iz biomase - bioetanol
Fermentorji
Naprava za destilacijo etanola
Etanol kot avtomobilsko gorivo
fermentacija
C6H12O6  2C2H5OH + 2CO2
Kvasovke
KAPLJEVINASTA GORIVA IZ BIOMASE
SUROVINE IN POTENCIAL - BIOETANOL
Rastlina
količina
t/ha/leto
količina etanola
lit/t
sladkorni trs
50-90
sladka koruza
45-80
sladkorna pesa
15-80
krmna pesa
100-200
pšenica
4-6
ječmen
2,7-5
riž
2,5-5
koruza
1,7-5,4
sladki krompir
8-30
70-90
60-80
90
90
340
250
430
360
167
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
količina etanola
lit/ha/leto
3500-8000
1750-5000
1350-5500
4400-9350
1350-2050
675-1250
1075-2150
600-1950
1330-5000
KAPLJEVINASTA GORIVA IZ BIOMASE
UPORABA BIOETANOLA V ENERGIJSKE NAMENE
Velike količine se danes uporabijo pri izdelavi zdravil, kozmetike,
čistil in topil.
1876 Nikolaus Otto iznajde štiritaktni motor - pogon bioetanol.
Henry Ford - prvi avtomobili uporabljajo bioetanol (Ford T).
Do 20 % ga lahko dodamo bencinu brez sprememb na motorju.
Kurilnost bioetanola 26,7 MJ/kg.
Kurilnost bencina 42,7 MJ/kg.
Pri motorjih s čistim bioetanolom moramo nastaviti predvžig na
počasnejše izgorevanje.
V Braziliji pridelajo 70 % svetovne proizvodnje. Z bioetanolom je
nadomeščenega 60 % bencina za pogon vozil.
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
KAPLJEVINASTA GORIVA IZ BIOMASE
BIOETANOL - VPLIV NA OKOLJE
Vozila, ki uporabljajo bioetanol so okolju prijaznejša. V ZDA dodajajo
Bencinu 5 % bioetanola (2009).
Med 1978 in 1983 se onesnaženje zraka Rio de Janeira in Sao Paola
zmanjša za 25 % zaradi vpeljave bioetanola.
Emisije CO so se zmanjšale za 65 %.
Bioetanol uporabljajo za gorivo teptalnikov na smučiščih in je
v nekaterih državah (Avstrija, Italija) zakonsko določeno visokogorsko
gorivo.
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
KAPLJEVINASTA GORIVA IZ BIOMASE
BIOMETANOL
CH3OH
Vrelišče ima pri 64,7 C, gostoto ima 792 kg/kub.m
Industrijsko ga pridobivamo sintetično iz naravnega plina.
Pridobivamo pa ga lahko s pirolizo lesne biomase (zato tudi
ime lesni alkohol).
Če ga uporabljamo z bencinom so problemi:
zmanjšanje moči motorja, razslojevanje bencina in lesnega alkohola,
povečanje porabe goriva.
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
KAPLJEVINASTA GORIVA IZ BIOMASE
BIOMETANOL
Pri motorjih na biometanol lahko povečamo kompresijsko
razmerje in moč motorja.
Indy formula v ZDA (Indiannapolis, Daytona):
za gorivo uporabljajo izključno metanol.
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
KAPLJEVINASTA GORIVA IZ BIOMASE
BIODIESEL
Biodiesel:
gorivo, ki ga pridobivamo na podlagi predelave
rastlinskih olj.
Stiskanje semen:
oljne ogrščice
oljne repice
soje
sončnic
arašidov in drugih rastlin, ki imajo v semenih olje.
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
KAPLJEVINASTA GORIVA IZ BIOMASE
BIODIESEL
V Sloveniji najbolj obetavna oljna ogrščica, ki lahko uspeva po
vsej Sloveniji. 1 ha da cca. 3 tone pridelka.
V Franciji in Italiji uporabljajo predvsem sončnice.
V ZDA uporabljajo predvsem sojina semena.
V Maleziji uporabljajo predvsem palmino olje.
Naravno olje lahko dodajamo fosilnemu dieselskemu gorivu.
Za uporabo čistega olja pa ga moramo predelati v estre, na primer
repični metilni ester (RME repeseed oil methyl ester)
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
KAPLJEVINASTA GORIVA IZ BIOMASE
BIODIESEL - VPLIV NA OKOLJE
RME vsebuje do 10 % kisika - zelo nizke emisije.
Kalorična vrednost je cca. 10 % nižja kot pri fosilnem dieslu.
V Sloveniji prototipna proizvodnja v Račah.
Konec 1998 v Zah.Evropi deluje 44, v Vzh.Evropi pa 29 rafinerij
biodiesla.
V Avstriji in Nemčiji je možno kupiti biodiesel na več kot 300
bencinskih servisih.
Dieselske motorje le malenkostno preuredimo (npr. dodatni filter goriva).
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
KAPLJEVINASTA GORIVA IZ BIOMASE
BIODIESEL - VPLIV NA OKOLJE
RME je naravno razgradljiv (okoli 90 % v prvih treh tednih).
Ob razlitju je manjša nevarnost onesnaženja pitne vode in zemlje.
Karakteristike motorjev na biodisel v primerjavi s tistimi na
fosilni diesel:
Bistveno so zmanjšane emisije ogljikovega dioksida.
Ogljikovega monoksida za 20 %.
Žveplovega dioksida za 99 %.
Ogljikovodikov za 32 %.
Trdnih delcev za 39 %.
Za 23 % naraste emisija dušikovih oksidov.
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
Tekoča goriva iz biomase - biodiesel
oljna repica - surovina za proizvodnjo biodiesla
emisije biodiesla v primerjavi s klasičnim dieslom
PLINASTA GORIVA IZ BIOMASE
SINTEZNI PLIN
Suho biomaso s postopkom pirolize uplinimo
Segrevamo do 1300 C v atmosferi z omejeno količino kisika
Postopek tehnološko razdelimo na tri stopnje:
- drobljenje in sušenje biomase
les 5-100 mm vlaga < 60 %
oglje 40-80 mm vlaga <7 %
riževa slama 1-3mm vlaga < 12 %
- piroliza (postopek se odvija hitro, biomasa se sproti dodaja)
pri tem se sproščajo:
CH 4 CO CO2 H 2
smolnata tekočina, trdni delci ogljika, pepel
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
PLINASTA GORIVA IZ BIOMASE
Postopek tehnološko razdelimo na tri stopnje:
- drobljenje in sušenje biomase
les 5-100 mm vlaga < 60 %
oglje 40-80 mm vlaga < 7 %
riževa slama 1-3 mm vlaga < 12 %
- piroliza (postopek se odvija hitro, biomasa se sproti dodaja)
pri tem se sproščajo
CH 4 CO CO2 H 2
smolnata tekočina, trdni delci ogljika, pepel
- mehansko čiščenje plina v ciklonskih filtrih, dogorevanje saj
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
PLINASTA GORIVA IZ BIOMASE
LESNI PLIN
Lesni plin ima kurilnost 4-7 MJ/kg in približno naslednjo sestavo:
CO2 15 %
CO 15 %
H 2 15 %
CH 4 5 %
N2
50 %
Sintezni plin lahko uporabimo za proizvodnjo toplote,
elektrike, itd., podobno kot zemeljski plin.
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
PLINASTA GORIVA IZ BIOMASE
LESNI PLIN - VPLIV NA OKOLJE
emisije strupenih plinov, npr. CO.
nevarnost požara zaradi visokih temperatur
nastajanje strupenega kondenzata, ki vsebuje katran in fenole
uhajanje v okolico lahko povzroči tudi onesnaženje vode
Vermont Gasifier Project, ZDA
učinkovitost proizvodnje elektrike iz biomase preko lesnega plina
je nad 36 %
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
PLINASTA GORIVA IZ BIOMASE
LESNI PLIN – IMBERTOV GENERATOR 1941-1945
Opel Blitz 1941
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
Opel Blitz 1944
PLINASTA GORIVA IZ BIOMASE
BIO-PLIN
Bio-plin je zmes plinov, ki nastanejo pri anaerobnem vrenju v napravi,
ki jo imenujemo digestor.
Proces v poenostavljeni obliki zapišemo kot:
anaerobno vrenje
2C  2H2O 
CH4  CO2
V naravi je omenjeni proces šoroko zastopan, saj se na ta način
razgrajujejo organski odpadki.
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
PLINASTA GORIVA IZ BIOMASE
BIO-PLIN
Bio-plin ima kurilnost 20 MJ/kg pri 70 % metana. Ima naslednjo
tipično sestavo, ki je odvisna od stopnje anaerobnega vrenja
CO2
10  40 %
CO
 0,1%
H2
1, 0  3, 0 %
H 2 S 0,1  0,5 %
CH 4
N2
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
50  90 %
0,5  2, 0 %
PLINASTA GORIVA IZ BIOMASE
BIO-PLIN: POSTOPEK PRIDOBIVANJA
Postopek pridobivanja bio-plina poteka v treh korakih:
HIDROLIZNI KORAK
razgradnja velikih molekul
KISLINSKI KORAK
razgradnja maščob, ogljikovih hidratov, beljakovin v CO2 H2 NH3
METANSKI KORAK
nadaljna razgradnja z bakterijami v bio-plin
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
PLINASTA GORIVA IZ BIOMASE
BIO-PLIN: POSTOPEK PRIDOBIVANJA
Postopek poteka v ravnotežju med dvema vrstama bakterij:
bakterijami, ki proizvajajo maščobne kisline
bakterijami, ki proizvajajo metan
Postopek je zelo odvisen od temperature, kislosti, itd.
psihofilni postopek: trajanje med 50 in 90 dnevi pri 20 C
mezofilni postopek: trajanje med 30 in 50 dnevi pri 30 C
termofilni postopek: trajanje med 20 in 30 dnevi pri 40 C
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
PLINASTA GORIVA IZ BIOMASE
BIO-PLIN: SUROVINE
fekalije domačih živali in ljudi
poljedelski odpadki (listje, olupki, žitni ostanki, ostanki pri
predelavi sadja in zelenjave)
gojena biomasa (vodna kreša, vodni bršljan, alge)
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
PLINASTA GORIVA IZ BIOMASE
Živalski odpadki:
Žival
SE
krave
svinje
kokoši
konji
priliv gnoja
vsebnost
suhe snovi
kg/dan
kg/dan
45
26
58
32
4,5
3,0
6,4
3,2
vsebnost razmerje količina
dušika
C:N
%
kub.m/kg
1,7
3,8
6,0
2,3
20:1
6:1
7:1
25:1
0,9
0,9
1,9
0,7
1 SE = 500 kg, idealno razmerje za proces nastajanja je C:N je (30-40):1
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
PLINASTA GORIVA IZ BIOMASE
Rastlinski odpadki:
Vrsta
odpadka
vsebnost
suhe snovi
kg/kg
žitarice
trava
sadje
krompir
koruza
alge
1,000
0,250
0,200
0,075
1,000
0,120
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
vsebnost razmerje količina
dušika
C:N
%
kub.m/kg
0,7-1,1
4,0
2,5-4,0
1,5
0,8
1,9
150:1
20:1
11:1
25:1
50:1
100:1
0,2-0,3
0,3-0,5
0,3-0,4
0,3-0,5
0,3-0,4
0,4-0,5
PLINASTA GORIVA IZ BIOMASE
Procesi v digestorju:
Manjši digestorji:
polnijo se enkratno
po dobrih dveh tednih, ko se porabi kisik, se začne metanska faza,
ki traja 75-80 dni.
Večji digestorji:
polnijo se sproti
prostornina med 2 in 3000 kub.m
potrebna je uporaba mešala (prisilna konvekcija)
Bio-plin hranimo v rezervoarjih, ki jih imenujemo plinohrami.
Utekočini se šele pri tlaku 340 bar, zato ga ne utekočinjamo.
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
Bioplin
vodoravni digestor
digestor na prašičji farmi
generator s
pogonom na bioplin
Bioplin
Industrijski digestor
Digestor na farmi
PLINASTA GORIVA IZ BIOMASE
Uporaba bio-plina:
Zelo veliko digestorjev iz kamna ali opeke je na Kitajskem.
9 milijonov digestorjev deluje leta 1996 v Indiji, Mongoliji in
Nepalu (v glavnem živalske fekalije, dnevno 2-3 kub.m bio-plina).
Ostanek (brozga) se uporablja kot kvalitetno gnojilo.
Vse bakterije, ki se nahajajo v izločkih se pri vrenju uničijo.
V Evropi uporaba še ni razširjena.
V Sloveniji pridelujemo bioplin v prašičji farmi Ihan
v čistilnih napravah v Škofji Loki, Domžalah, Kranju in na Jesenicah
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
PLINASTA GORIVA IZ BIOMASE
Uporaba bio-plina:
Prašičja farma Ihan:
betonski digestorji s skupnim volumnom 4900kub.m
mezofilni postopek s temperaturo 37-39C
dnevna proizvodnja 3500kub.m bio-plina s 67% metana in
33% ogljikovega dioksida
plin izgoreva v plinskih motorjih, ki ženejo električne generatorje
proizvodnja 6500kWh/dan ali 2,5GWh/leto
letno pridobijo še 25 ton organskega gnojila
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
PLINASTA GORIVA IZ BIOMASE
EKOLOŠKI VIDIKI UPORABE BIO-PLINA
Iz tone suhih odpadkov poleg bio-plina še 300kg suhega in 80kg
kaplevitega gnojiva
Pri anaerobni digestiji so glavni problem strupeni žveplovodiki
Neprijetne vonjave okoli digestorja
Nekateri plini so strupeni in lahko tvorijo eksplozivno mešanico
(če se nabirajo v prostorih, ki niso ustrezno prezračevani)
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
PLINASTA GORIVA IZ BIOMASE
DEPONIJSKI PLIN
Plin, ki nastaja na deponiji komunalnih odpadkov
Na manjših odlagališčih ga namerno kurimo v baklah (da ne
eksplodira)
Deponija Barje, na leto proizvedejo nad 8500MWh električne en.
dnevno 1000ton odpadkov iz Ljubljane in Kamnika
sistem naluknjanih podzemnih cevi
plin zgori v dveh batnih motorjih, ta poganjata generator
z močjo 0,6MW
vodo, ki se ogreva zaradi hlajenja motorjev uporabijo za
ogrevanje poslovnih prostorov
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
DEPONIJSKI PLIN – ODLAGALIŠČE BARJE
Odplinjevalna sonda
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
DEPONIJSKI PLIN – ODLAGALIŠČE BARJE
Črpalna postaja za deponijski plin
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003
DEPONIJSKI PLIN – ODLAGALIŠČE BARJE
Elektrarna
B.ŠARLER, ENERGETIKA IN ENERGETSKE NAPRAVE, 2002/2003