BISTRA UPORABA ENERGIJE SONČNA ENERGIJA ENERGIJA IZ ODPADKOV - Bioplin UČINKOVITA RABA ENERGIJE DOMA dr.
Download ReportTranscript BISTRA UPORABA ENERGIJE SONČNA ENERGIJA ENERGIJA IZ ODPADKOV - Bioplin UČINKOVITA RABA ENERGIJE DOMA dr.
Slide 1
BISTRA UPORABA ENERGIJE
SONČNA ENERGIJA
ENERGIJA IZ ODPADKOV - Bioplin
UČINKOVITA RABA ENERGIJE DOMA
dr. Klavdija Rižnar
ZRS Bistra Ptuj
Ptuj, 25. oktober 2012
Slide 2
NAMEN SEMINARSKIH DNI
“BISTRA UPORABA ENERGIJE”
BISTRA
UPORABA ENERGIJE
ENERGIJA IZ
ODPADKOV
BIOPLIN
Ljudje SPREJMEJO samo to, kar RAZUMEJO.
RAZUMEJO pa samo tisto, o čemer KAJ VEDO.
O nečem pa lahko VEDO le, če so o tem INFORMIRANI
ali imajo DOSTOP do INFORMACIJ.
Slide 3
Obnovljivi Viri Energije
ENERGIJA – temeljnega pomena v vsakdanjem življenju
BISTRA
UPORABA ENERGIJE
ENERGIJA IZ
ODPADKOV
BIOPLIN
ODNOS DO ENERGIJE:
- ogrožena varnost oskrbe z energijo,
- vse višje cene,
- podnebne spremembe.
Negativne POSLEDICE dolgotrajne uporabe fosilnih goriv:
povečana koncentracija toplogrednih plinov
povečan učinek tople
grede
segrevanje zemeljskega ozračja
taljenje ledu in snega
spremembe kroženja vode v atmosferi
vplivi na vegetacijske dobe rastlin
Slide 4
Obnovljivi Viri Energije
ZMANJŠANJE negativnih POSLEDIC
BISTRA
UPORABA ENERGIJE
ENERGIJA IZ
ODPADKOV
POVEČANA uporaba obnovljivih virov energije (OVE)
povečamo varnost oskrbe z energijo
ohranimo čistejše okolje
BIOPLIN
OVE
vključujejo
vire iz stalnih naravnih procesov
VODNA energija
SONČNA energija
Energija VETRA
GEOTERMALNA energija
BIOMASA
(les, rastlinska olja, bio-plin, deponijski plin idr)
Slide 5
Biogoriva
predstavljajo najpomembnejšo obliko OVE, pridobljenih iz biomase.
BISTRA
UPORABA ENERGIJE
ENERGIJA IZ
ODPADKOV
BIOPLIN
Obstajajo tekoča in plinska biogoriva:
-Tekoča biogoriva:
- alkoholna (kot dodatek k bencinu v bencinskih motorjih –
bioetanol),
- esterificirana olja (dodatek mineralnemu gorivu v dizelskih
motorjih – biodizel).
-Plinska biogoriva:
- Bioplin (kot gorivo v kogeneracijskih postrojenjih ali
prečiščeno kot nadomestilo zameljskemu plinu – metan).
Slide 6
Bioplin v svetu
-Že v 18. stoletju je poznano, da se z AF lahko dobi plin z visoko
vsebnostjo metana in podobnimi lastnostmi zemeljakega plina.
BISTRA
UPORABA ENERGIJE
ENERGIJA IZ
ODPADKOV
-V 9. stoletju se v Indiji zgradi prvo postrojenje za proizvodnjo bioplina
(danes 4300); Kitajska ima danes 9000 bioplinskih postrojenj.
-Med 1950 – 1960 leta, se je v srednji Evropi inštaliralo več deset
postrojenje in nekatere so še danes v obratovanju.
BIOPLIN
Definicija bioplina (Direktiva 2003/30EC)
Plinsko gorivo, ki se proizvaja iz biomase in/ali iz bio-razgradljivih
odpadkov in se ga lahko prečisti do kakovosti naravnega plina.
Slide 7
BIOPLIN se proizvaja samo ob odsotnosti kisika:
ANAEROBNA FERMENTACIJA (AF) je biokemijski proces,
pri katerem se organska snov razgradi
s pomočjo različnih mikroorganizmov,
ki lahko preživijo le v anaerobnih in
temnih pogojih. Zaradi tega AF
običajno poteka v fermentorjih, ki
so izdelani posebej za ta namen.
Bioplinski fermentorji so hermetično
zaprti pred kisikom in svetlobo.
BISTRA
UPORABA ENERGIJE
ENERGIJA IZ
ODPADKOV
BIOPLIN
Primer AD v naravi:
pri sedimentih v morski vodi,
v želodcu prežvekovalcev.
Slide 8
PREDNOSTI BIOPLINA z energetskega vidika
Tipična (značilna) bioplinska naprava z instalirano el. močjo 500 kW
proizvede do 4 milijone kWh električne energije ter 3,5 milijone
toplotne energije iz 2 milijonov m3 bioplina.
BISTRA
UPORABA ENERGIJE
ENERGIJA IZ
ODPADKOV
BIOPLIN
Teoretično nadomesti 2 milijona litrov kurilnega olja. To omogoča
kmetiji, da proizvede elektriko v svoji lastni energijski napravi v
količini, ki jo porabi 900 družinskih gospodinjstev na leto.
Sočasno kogeneracijski sistem proizvede toploto, ki zadostuje za
oskrbo 150 družinskih gospodinjstev. Del toplote se porabi za
ogrevanje fermentorja, do 50 % pa se je lahko dobavi gospodinjstvom
ali podjetjem.
Slide 9
PREDNOSTI BIOPLINA s socialno ekonomskega vidika
BISTRA
UPORABA ENERGIJE
ENERGIJA IZ
ODPADKOV
BIOPLIN
-Razvoj sektorja bioplina stimulira ustanovitev podjetij, ki povečujejo
dohodke in omogočajo več novih delovnih mest ter povečujejo
ekonomski razvoj območja oz. Podeželja.
-Ker se iz bioplina lahko proizvaja električna energija in toplota ter je
lahko substitut pri gorivih za vozila, njegova proizvodnja prispeva k
zmanjševanju odvisnosti od fosilnih goriv, obenem pa prispeva k
konkurenčnosti in trajnostni oskrbi.
Slide 10
PREDNOSTI BIOPLINSKI NAPRAV
•proizvajajo električno in toplotno energijo,
BISTRA
UPORABA ENERGIJE
•zagotavljajo in povečujejo dohodke iz kmetijskih aktivnosti,
•izkoriščajo potencialno energijo in predstavljajo okoljsko ustrezen način
odstranjevanja organskih odpadkov,
ENERGIJA IZ
ODPADKOV
BIOPLIN
•izboljšujejo možnost črpanja, pretočnosti, sprejem rastlin in konsistenco
gnojevke,
•predelani substrat,ki služi kot gnojilo, vsebuje več amoniakovega dušika,
•zmanjšujejo neprijeten vonj pri nanašanju gnojila na polje,
•zmanjšujejo onesnaževanje okolja (z nadomeščanjem fosilnih goriv, zaprt
tokovni krog ogljikovega dioksida).
Slide 11
BIOPLIN v EVROPI
-V EU od 25 članic – 21 jih proizvaja bioplin (Nemčija, Austrija,
Švedska, Italija, Francija, Belgija, Nizozemska idr.)
-59,5% vseh obnovljivih goriv v svetu je proizvedenih iz biomase
v državah EU.
BISTRA
UPORABA ENERGIJE
ENERGIJA IZ
ODPADKOV
BIOPLIN
Proizvodnja bioplina v EVROPI
V Evropi se trenutno razvijajo tri vrste bioplinskih postrojenj:
-mala in srednja zasebna postrojenja,
-velika zasebna postrojenja z visoko tehnološko in industrijsko gradnjo,
-združena postrojenja, katera zbirajo hlevski gnoj od posameznih kmetij,
prav tako visoko tehnološko in industrijsko grajena.
Slide 12
Država
BISTRA
UPORABA ENERGIJE
ENERGIJA IZ
ODPADKOV
BIOPLIN
Toe/1.000
prebivalcev
Država
Toe/1.000
prebivalcev
Nemčija
29,0
Slovenija
5,9
Velika Britanija
26,7
Francija
4,9
Luxemburg
21,0
Grčija
4,3
Danska
18,0
Estonija
3,1
Avstrija
16,8
Švedska
3,0
Nizozemska
10,6
Madžarska
2,0
Irska
7,8
Poljska
1,6
Češka
7,6
Slovaška
1,6
Belgija
7,4
Portugalska
1,5
Španija
7,4
Litva
0,7
Finska
6,9
Ciper
0,2
Italija
6,9
EU
11,9
Slide 13
BIOPLIN v Sloveniji
-Proizvodnja bioplina se je začela proti koncu 80. let 20. stoletja.
-Prvi bioplinski napravi sta bili na komunalnih napravah – čiščenje
odpadnih vod in velika prašićja farma v Ihanu.
BISTRA
UPORABA ENERGIJE
ENERGIJA IZ
ODPADKOV
BIOPLIN
-Po sprejetju Uredbe o odkupu električne energije leta 2002, ki je
omogočila proizvajalcem el. energije višjo odkupno ceno, se je zanimanje
za postavitev bioplinskih naprav izrazito povečalo.
Stanje bioplinarn v Sloveniji:
BN ANTARES, Šalovci 0,5 MW
BN GJERKEŠ, Dobrovnik 1 MW+ 1MW
BN MOTVARJEVCI (Panvita EKOTEH) 0,775 MW
BN JEZERA, Murska Sobota 0,929 MW
BN KNAUS1, Puconci 0,25MW
BN GINJEVEC-Kolar 2, Ginjevec 1MW
BN ORGANICA NOVA 1 do 4, Bučečovci 1 + 1+ 1+1 MW
BN LOGAROVCI, Kolar 1MW
BN ARNUŠ 1, Dolič 1MW
BN DRAŽENCI, Draženci 0,97 MW
BN ŠIJANEC 1, Ormož 1MW
BN LENDAVA, Ecos 7,093 MW
BN VARGAZON, Sobetinci 1+1 MW
BN JURŠA 1, sREDIŠČE OB dRAVI 1 MW
BN NEMŠČAK, Nemščak (Panvita) 1,459 MW
BN FLERE, Letuš 0,11 MW
BN PETAČ, Zg. Pirniče 1 MW
BN IHAN (Petrol) 0,962 MW
BN LjublJana, Koto 0,381 MW
BN BIO FUTURA, Ilisrka Bistrica 0,814 MW
BN LOKVE, Črnomelj 1,44 MW
Slide 14
BISTRA
UPORABA ENERGIJE
ENERGIJA IZ
ODPADKOV
BIOPLIN
Slide 15
OSNOVNE KARAKTERITIKE BIOPLINA
BISTRA
UPORABA ENERGIJE
ENERGIJA IZ
ODPADKOV
BIOPLIN
- daje energetsko vrednost bioplinu
- variira glede na vrsto surovine
Energetska vrednost proizvedenega bioplina:
1m3 bioplina …
6,5 kWh energije … 2 kWh električne energije … 3kWh toplotne energije
Slide 16
Primerjava bioplina in zemeljskega plina
Komponenta
Bioplin
Zemeljski plin
metan
55-75%
93-98%
BISTRA
UPORABA ENERGIJE
ogljikov dioksid
25-44%
1%
dušik
manj kot 3%
1%
ENERGIJA IZ
ODPADKOV
kisik
manj kot 2%
-
vodik
v sledeh
-
amonijak
v sledeh
-
etan
-
manj kot 3%
propan
-
manj kot 2%
BIOPLIN
Slide 17
VHODNE SUROVINE za proizvodnjo bioplina
-Živalski gnoj in gnojevka.
-Kmetijski ostanki in stranski proizvodi.
-Organski odpadki iz prehrambene in kmetijske
industrije.
-Organske frakcije komunalnih odpadkov in odpadki iz
gospodinjstva.
-Blato čistilnih naprav.
-Namenske energetske poljščine (koruza, sirek, detelja).
Slide 18
VHODNE SUROVINE
PROIZVODNJA BIOPLINA z
anaerobno fermentacijo (AF)
Proces nastajanja bioplina je posledica povezanih procesnih
korakov, pri katerih se prvotna snov stalno deli na manjše
enote.
V vsak korak so vključene specifične skupine mikroorganimov,
ki zaporedno razkrajajo proizvode prejšnjih korakov.
TEHNOLOŠKI PROCES PROIZVODNJE BIOPLINA
Z ANAEROBNO FERMENTACIJO glede na temperaturo v procesu:
- +10 st. C do +20 st. C
do 90 dni
psihrofilni
-+20 st. C do +40 st. C
do 30 dni
mezofilni
-+50 st. C do +60 st. C
do 10 dni
termofilni
Slide 19
VHODNE SUROVINE
PROCES AF spremljajo 4 glavni koraki:
OGLJIKOVI
HIDRATI
SLADKORJI
ALKOHOLI
ORG.
KISLINE
MASTI
MAŠČOBNE
KISLINE
VODIK
OGLJIKOV
DIOKSID
AMONIJAK
PROTEINI
OCETNA
KISLINA
OGLJIKOV
DIOKSID
METAN
OGLJIKOV
DIOKSID
AMINOKISLINE
METANOGENEZA
ACETOGENEZA
HIDROLIZA
ACIDOGENEZA
HIDROLIZA: odvija se s pomočjo hidrolitičnih in fermentacijskih bakterij, ki ogljikove hidrate, beljakovine in
maščobe razgradijo do sladkorjev, aminokislin in maščobnih kislin.
ACIDOGENEZA: sladkorji, aminokisline in maščobne kisline se razgradijo s pomočjo acidogenih bakterij do
hlapnih maščobnih kislin, alkohola, vodika, amonijaka in ogljikovega dioksida.
ACETOGENEZA: produkti acidogeneze se razgradijo v ocetno kislino, vodik, ogljikov dioksid s pomočjo
acetogenih bakterij.
METANOGENEZA: na koncu metanogene bakterije razgradijo nastale produkte v metan in ogljikov dioksid, tj.
bioplin.
Slide 20
VHODNE SUROVINE
GLAVNA PROIZVODA
PROIZVODNJA
BIOPLINA
električna
energija
toplotna
energija
Bioplin
Pregnito blato
Slide 21
VHODNE SUROVINE
PROIZVODNJA
BIOPLINA
električna
energija
toplotna
energija
Bioplin
Uporaba:
-Kombinirano pridobivanje toplote in električne
energije (soproizvodnja).
-Za zagon plinskih Ottovih motorjev.
-Proizvodnja biometana za dovajanje v plinovod z
zemeljskim plinom ali kot pogonsko gorivo za vozila.
Slide 22
SOPROIZVODNJA TOPLOTE IN ELEKTRIČNE ENERGIJE iz BIOPLINA
Pred pretvorbo za kombinirano pridobivanje toplote in
električne energije, bioplin osušimo.
Za večino plinskih motorjev veljajo omejitve najvelje
dovoljene količine H2S v bioplinu.
električna
energija
toplotna
energija
Naprava za sporpoizvodnjo toplote in električne
energije ima izkoristek do 90% in proizvede približno
35% električne energije in 65% toplote.
Električno energijo lahko uporabimo kot pogonsko
energijo za električne naprave kot so črpalke, nadzorni
sistemi in mešalniki.
Običajno se del toplote porabi ponovno v procesu za
ogrevanje fermentorjev, približno 2/3 vse proizvedene
energije pa se lahko uporabi za zunajnje potrebe.
Toplota se lahko uporabi tudi za industrijske procese,
kmetijske dejavnosti ali ogrevanje zgradb.
Slide 23
VHODNE SUROVINE
PROIZVODNJA
BIOPLINA
električna
energija
toplotna
energija
Bioplin
PREDNOSTI BIOPLINA kot ENERGENTA:
-Manjša energetska odvisnost od drugih držav.
-Zmanjšanje emisij toplogrednih plinov, predvsem metana v zrak in
je 21x bolj škodljiv kot ogljikov dioksid.
-Zmanjšanje koncentracije ogljikovega dioksida v atmosferi, ker se
zmanjšuje poraba fosilnih goriv.
Slide 24
VHODNE SUROVINE
PROIZVODNJA
BIOPLINA
Pregnito
blato
Prednosti in uporaba:
-V primerjavi z gnojem zmanjšane vonjave in
izboljšane veterninarska varnost, ker se PB lahko
uporabi za kontrolirano sanacijo, preden se uporabi
kot sredstvo za zemljo.
-PB se lahko uporabi kot substitut za umetna gnojila.
.
Slide 25
DONOS bioplina in metana iz različnih surovin
Surovina
BISTRA
UPORABA ENERGIJE
ENERGIJA IZ
ODPADKOV
BIOPLIN
Donos metana (%)
Donos bioplina
(m3/t svežega substrata)
Goveja gnojevka
60
25
Prašičja gnojevka
65
28
Žitni ostanki iz
destilacije
61
40
Goveji gnoj
60
45
Prašičji gnoj
60
60
Perutninski gnoj
60
80
Pesa
53
88
Organski odpadki
61
100
Sladkorni trs
54
108
Krmna pesa
51
111
Travna silaža
54
172
Pšenična silaža
52
202
Slide 26
NAČRTOVANJE IN GRADNJA BIOPLINSKE NAPRAVE
Običajni pobudniki bioplinskih naprav:
-lokalni kmetovalci in kmetijske organizacije,
-proizvajalci organskih odpadkov,
-občine,
-proizvajalci energije idr.
BISTRA
UPORABA ENERGIJE
ENERGIJA IZ
ODPADKOV
BIOPLIN
Od začetne ideje o BN do konca njene življenjske dobe gre
proces skozi naslednje korake:
-Ideja o projektu,
-Predštudija izvedljivosti,
-Študija izvedljivosti,
-Podrobno načrtovanje BN,
-Pridobivanje dovoljenj,
-Izgradnja BN,
-Delovanje in vzdrževanje,
-Dodatne investicije, prenova in menjava komponent.
Slide 27
VARNOST BIOPLINSKIH NAPRAV
Gradnja in delovanje BN sta povezani s :
-številnimi pomembnimi varnostnimi vprašanji,
-potencialnimi tveganji,
-nevarnostmi za ljudi, živali in okolje.
BISTRA
UPORABA ENERGIJE
ENERGIJA IZ
ODPADKOV
BIOPLIN
Za pridobitev vseh dovoljenj za obratovanje BN je potrebno
izpolniti pomembna varnostna vprašanja:
-Preprečitev eksplozije,
-Preprečitev požara,
-Mehanske nevarnosti,
-Statično trda gradnja,
-Električna varnost,
-Toplotna varnost (izolacija),
-Zaščita pred hrupom,
-Preprečitev zadušitev in zastrupitev,
-Higienska in veterinarska varnost,
-Izogibanje onesneževanju zraka,
-Preprečitev odtekanja v površinske in podtalne vode,
-Izogibanje onesnaževanju med ostranjevanjem odpadkov.
Slide 28
Financiranje bioplinskih projektov
BN zahtevajo visoke investicije. Načini financiranja se razlikujejo,
vendar se v splošnem uporabljajo dolgoročni krediti z nizkon
obrestno mero. Redko se uporabljajo krediti na hipoteko. Doba
vračanja kredita je več kot 20 let. Pomanjlkjivosti kreditov je, da se
zvišujejo z ibičajno prodajo obveznic po tržni ceni na borzi.
BISTRA
UPORABA ENERGIJE
ENERGIJA IZ
ODPADKOV
BIOPLIN
Primer Danske: BN financirajo preko kreditov z indeksiranimi
obrestnimi merami, za katere jamčijo lokalne skupnosti. Večina
projektov pa je prejela tudi vladne subvencije v višini 30% stroškov
investicije.
Slide 29
ZAKLJUČEK
BIOPLIN je prisoten na številnih trgih, vključujoč:
- elektriko,
- toploto in
- goriva za vozila.
BISTRA
UPORABA ENERGIJE
Ker je bioplin energetski nosilec z visoko vrednostjo, se lahko
zlahka preoblikuje v ostale energetske oblike:
ENERGIJA IZ
ODPADKOV
BIOPLIN
SUROVI BIOPLIN
slikaa
Slide 30
http://www.youtube.com/watch?v=RGTVrMTAcTU&playn
ext=1&list=PLDBA316D287C930C2&feature=results_main
http://www.youtube.com/watch?v=POSmvOPHkys
BISTRA
UPORABA ENERGIJE
ENERGIJA IZ
ODPADKOV
BIOPLIN
Slide 31
BISTRA
UPORABA ENERGIJE
ENERGIJA IZ
ODPADKOV
BIOPLIN
Slide 32
BISTRA
UPORABA ENERGIJE
ENERGIJA IZ
ODPADKOV
BIOPLIN
Slide 33
BISTRA
UPORABA ENERGIJE
ENERGIJA IZ
ODPADKOV
BIOPLIN
Slide 34
http://www.youtube.com/watch?v=RGTVrMTAcTU&playn
ext=1&list=PLDBA316D287C930C2&feature=results_main
http://www.youtube.com/watch?v=POSmvOPHkys
BISTRA
UPORABA ENERGIJE
ENERGIJA IZ
ODPADKOV
BIOPLIN
BISTRA UPORABA ENERGIJE
SONČNA ENERGIJA
ENERGIJA IZ ODPADKOV - Bioplin
UČINKOVITA RABA ENERGIJE DOMA
dr. Klavdija Rižnar
ZRS Bistra Ptuj
Ptuj, 25. oktober 2012
Slide 2
NAMEN SEMINARSKIH DNI
“BISTRA UPORABA ENERGIJE”
BISTRA
UPORABA ENERGIJE
ENERGIJA IZ
ODPADKOV
BIOPLIN
Ljudje SPREJMEJO samo to, kar RAZUMEJO.
RAZUMEJO pa samo tisto, o čemer KAJ VEDO.
O nečem pa lahko VEDO le, če so o tem INFORMIRANI
ali imajo DOSTOP do INFORMACIJ.
Slide 3
Obnovljivi Viri Energije
ENERGIJA – temeljnega pomena v vsakdanjem življenju
BISTRA
UPORABA ENERGIJE
ENERGIJA IZ
ODPADKOV
BIOPLIN
ODNOS DO ENERGIJE:
- ogrožena varnost oskrbe z energijo,
- vse višje cene,
- podnebne spremembe.
Negativne POSLEDICE dolgotrajne uporabe fosilnih goriv:
povečana koncentracija toplogrednih plinov
povečan učinek tople
grede
segrevanje zemeljskega ozračja
taljenje ledu in snega
spremembe kroženja vode v atmosferi
vplivi na vegetacijske dobe rastlin
Slide 4
Obnovljivi Viri Energije
ZMANJŠANJE negativnih POSLEDIC
BISTRA
UPORABA ENERGIJE
ENERGIJA IZ
ODPADKOV
POVEČANA uporaba obnovljivih virov energije (OVE)
povečamo varnost oskrbe z energijo
ohranimo čistejše okolje
BIOPLIN
OVE
vključujejo
vire iz stalnih naravnih procesov
VODNA energija
SONČNA energija
Energija VETRA
GEOTERMALNA energija
BIOMASA
(les, rastlinska olja, bio-plin, deponijski plin idr)
Slide 5
Biogoriva
predstavljajo najpomembnejšo obliko OVE, pridobljenih iz biomase.
BISTRA
UPORABA ENERGIJE
ENERGIJA IZ
ODPADKOV
BIOPLIN
Obstajajo tekoča in plinska biogoriva:
-Tekoča biogoriva:
- alkoholna (kot dodatek k bencinu v bencinskih motorjih –
bioetanol),
- esterificirana olja (dodatek mineralnemu gorivu v dizelskih
motorjih – biodizel).
-Plinska biogoriva:
- Bioplin (kot gorivo v kogeneracijskih postrojenjih ali
prečiščeno kot nadomestilo zameljskemu plinu – metan).
Slide 6
Bioplin v svetu
-Že v 18. stoletju je poznano, da se z AF lahko dobi plin z visoko
vsebnostjo metana in podobnimi lastnostmi zemeljakega plina.
BISTRA
UPORABA ENERGIJE
ENERGIJA IZ
ODPADKOV
-V 9. stoletju se v Indiji zgradi prvo postrojenje za proizvodnjo bioplina
(danes 4300); Kitajska ima danes 9000 bioplinskih postrojenj.
-Med 1950 – 1960 leta, se je v srednji Evropi inštaliralo več deset
postrojenje in nekatere so še danes v obratovanju.
BIOPLIN
Definicija bioplina (Direktiva 2003/30EC)
Plinsko gorivo, ki se proizvaja iz biomase in/ali iz bio-razgradljivih
odpadkov in se ga lahko prečisti do kakovosti naravnega plina.
Slide 7
BIOPLIN se proizvaja samo ob odsotnosti kisika:
ANAEROBNA FERMENTACIJA (AF) je biokemijski proces,
pri katerem se organska snov razgradi
s pomočjo različnih mikroorganizmov,
ki lahko preživijo le v anaerobnih in
temnih pogojih. Zaradi tega AF
običajno poteka v fermentorjih, ki
so izdelani posebej za ta namen.
Bioplinski fermentorji so hermetično
zaprti pred kisikom in svetlobo.
BISTRA
UPORABA ENERGIJE
ENERGIJA IZ
ODPADKOV
BIOPLIN
Primer AD v naravi:
pri sedimentih v morski vodi,
v želodcu prežvekovalcev.
Slide 8
PREDNOSTI BIOPLINA z energetskega vidika
Tipična (značilna) bioplinska naprava z instalirano el. močjo 500 kW
proizvede do 4 milijone kWh električne energije ter 3,5 milijone
toplotne energije iz 2 milijonov m3 bioplina.
BISTRA
UPORABA ENERGIJE
ENERGIJA IZ
ODPADKOV
BIOPLIN
Teoretično nadomesti 2 milijona litrov kurilnega olja. To omogoča
kmetiji, da proizvede elektriko v svoji lastni energijski napravi v
količini, ki jo porabi 900 družinskih gospodinjstev na leto.
Sočasno kogeneracijski sistem proizvede toploto, ki zadostuje za
oskrbo 150 družinskih gospodinjstev. Del toplote se porabi za
ogrevanje fermentorja, do 50 % pa se je lahko dobavi gospodinjstvom
ali podjetjem.
Slide 9
PREDNOSTI BIOPLINA s socialno ekonomskega vidika
BISTRA
UPORABA ENERGIJE
ENERGIJA IZ
ODPADKOV
BIOPLIN
-Razvoj sektorja bioplina stimulira ustanovitev podjetij, ki povečujejo
dohodke in omogočajo več novih delovnih mest ter povečujejo
ekonomski razvoj območja oz. Podeželja.
-Ker se iz bioplina lahko proizvaja električna energija in toplota ter je
lahko substitut pri gorivih za vozila, njegova proizvodnja prispeva k
zmanjševanju odvisnosti od fosilnih goriv, obenem pa prispeva k
konkurenčnosti in trajnostni oskrbi.
Slide 10
PREDNOSTI BIOPLINSKI NAPRAV
•proizvajajo električno in toplotno energijo,
BISTRA
UPORABA ENERGIJE
•zagotavljajo in povečujejo dohodke iz kmetijskih aktivnosti,
•izkoriščajo potencialno energijo in predstavljajo okoljsko ustrezen način
odstranjevanja organskih odpadkov,
ENERGIJA IZ
ODPADKOV
BIOPLIN
•izboljšujejo možnost črpanja, pretočnosti, sprejem rastlin in konsistenco
gnojevke,
•predelani substrat,ki služi kot gnojilo, vsebuje več amoniakovega dušika,
•zmanjšujejo neprijeten vonj pri nanašanju gnojila na polje,
•zmanjšujejo onesnaževanje okolja (z nadomeščanjem fosilnih goriv, zaprt
tokovni krog ogljikovega dioksida).
Slide 11
BIOPLIN v EVROPI
-V EU od 25 članic – 21 jih proizvaja bioplin (Nemčija, Austrija,
Švedska, Italija, Francija, Belgija, Nizozemska idr.)
-59,5% vseh obnovljivih goriv v svetu je proizvedenih iz biomase
v državah EU.
BISTRA
UPORABA ENERGIJE
ENERGIJA IZ
ODPADKOV
BIOPLIN
Proizvodnja bioplina v EVROPI
V Evropi se trenutno razvijajo tri vrste bioplinskih postrojenj:
-mala in srednja zasebna postrojenja,
-velika zasebna postrojenja z visoko tehnološko in industrijsko gradnjo,
-združena postrojenja, katera zbirajo hlevski gnoj od posameznih kmetij,
prav tako visoko tehnološko in industrijsko grajena.
Slide 12
Država
BISTRA
UPORABA ENERGIJE
ENERGIJA IZ
ODPADKOV
BIOPLIN
Toe/1.000
prebivalcev
Država
Toe/1.000
prebivalcev
Nemčija
29,0
Slovenija
5,9
Velika Britanija
26,7
Francija
4,9
Luxemburg
21,0
Grčija
4,3
Danska
18,0
Estonija
3,1
Avstrija
16,8
Švedska
3,0
Nizozemska
10,6
Madžarska
2,0
Irska
7,8
Poljska
1,6
Češka
7,6
Slovaška
1,6
Belgija
7,4
Portugalska
1,5
Španija
7,4
Litva
0,7
Finska
6,9
Ciper
0,2
Italija
6,9
EU
11,9
Slide 13
BIOPLIN v Sloveniji
-Proizvodnja bioplina se je začela proti koncu 80. let 20. stoletja.
-Prvi bioplinski napravi sta bili na komunalnih napravah – čiščenje
odpadnih vod in velika prašićja farma v Ihanu.
BISTRA
UPORABA ENERGIJE
ENERGIJA IZ
ODPADKOV
BIOPLIN
-Po sprejetju Uredbe o odkupu električne energije leta 2002, ki je
omogočila proizvajalcem el. energije višjo odkupno ceno, se je zanimanje
za postavitev bioplinskih naprav izrazito povečalo.
Stanje bioplinarn v Sloveniji:
BN ANTARES, Šalovci 0,5 MW
BN GJERKEŠ, Dobrovnik 1 MW+ 1MW
BN MOTVARJEVCI (Panvita EKOTEH) 0,775 MW
BN JEZERA, Murska Sobota 0,929 MW
BN KNAUS1, Puconci 0,25MW
BN GINJEVEC-Kolar 2, Ginjevec 1MW
BN ORGANICA NOVA 1 do 4, Bučečovci 1 + 1+ 1+1 MW
BN LOGAROVCI, Kolar 1MW
BN ARNUŠ 1, Dolič 1MW
BN DRAŽENCI, Draženci 0,97 MW
BN ŠIJANEC 1, Ormož 1MW
BN LENDAVA, Ecos 7,093 MW
BN VARGAZON, Sobetinci 1+1 MW
BN JURŠA 1, sREDIŠČE OB dRAVI 1 MW
BN NEMŠČAK, Nemščak (Panvita) 1,459 MW
BN FLERE, Letuš 0,11 MW
BN PETAČ, Zg. Pirniče 1 MW
BN IHAN (Petrol) 0,962 MW
BN LjublJana, Koto 0,381 MW
BN BIO FUTURA, Ilisrka Bistrica 0,814 MW
BN LOKVE, Črnomelj 1,44 MW
Slide 14
BISTRA
UPORABA ENERGIJE
ENERGIJA IZ
ODPADKOV
BIOPLIN
Slide 15
OSNOVNE KARAKTERITIKE BIOPLINA
BISTRA
UPORABA ENERGIJE
ENERGIJA IZ
ODPADKOV
BIOPLIN
- daje energetsko vrednost bioplinu
- variira glede na vrsto surovine
Energetska vrednost proizvedenega bioplina:
1m3 bioplina …
6,5 kWh energije … 2 kWh električne energije … 3kWh toplotne energije
Slide 16
Primerjava bioplina in zemeljskega plina
Komponenta
Bioplin
Zemeljski plin
metan
55-75%
93-98%
BISTRA
UPORABA ENERGIJE
ogljikov dioksid
25-44%
1%
dušik
manj kot 3%
1%
ENERGIJA IZ
ODPADKOV
kisik
manj kot 2%
-
vodik
v sledeh
-
amonijak
v sledeh
-
etan
-
manj kot 3%
propan
-
manj kot 2%
BIOPLIN
Slide 17
VHODNE SUROVINE za proizvodnjo bioplina
-Živalski gnoj in gnojevka.
-Kmetijski ostanki in stranski proizvodi.
-Organski odpadki iz prehrambene in kmetijske
industrije.
-Organske frakcije komunalnih odpadkov in odpadki iz
gospodinjstva.
-Blato čistilnih naprav.
-Namenske energetske poljščine (koruza, sirek, detelja).
Slide 18
VHODNE SUROVINE
PROIZVODNJA BIOPLINA z
anaerobno fermentacijo (AF)
Proces nastajanja bioplina je posledica povezanih procesnih
korakov, pri katerih se prvotna snov stalno deli na manjše
enote.
V vsak korak so vključene specifične skupine mikroorganimov,
ki zaporedno razkrajajo proizvode prejšnjih korakov.
TEHNOLOŠKI PROCES PROIZVODNJE BIOPLINA
Z ANAEROBNO FERMENTACIJO glede na temperaturo v procesu:
- +10 st. C do +20 st. C
do 90 dni
psihrofilni
-+20 st. C do +40 st. C
do 30 dni
mezofilni
-+50 st. C do +60 st. C
do 10 dni
termofilni
Slide 19
VHODNE SUROVINE
PROCES AF spremljajo 4 glavni koraki:
OGLJIKOVI
HIDRATI
SLADKORJI
ALKOHOLI
ORG.
KISLINE
MASTI
MAŠČOBNE
KISLINE
VODIK
OGLJIKOV
DIOKSID
AMONIJAK
PROTEINI
OCETNA
KISLINA
OGLJIKOV
DIOKSID
METAN
OGLJIKOV
DIOKSID
AMINOKISLINE
METANOGENEZA
ACETOGENEZA
HIDROLIZA
ACIDOGENEZA
HIDROLIZA: odvija se s pomočjo hidrolitičnih in fermentacijskih bakterij, ki ogljikove hidrate, beljakovine in
maščobe razgradijo do sladkorjev, aminokislin in maščobnih kislin.
ACIDOGENEZA: sladkorji, aminokisline in maščobne kisline se razgradijo s pomočjo acidogenih bakterij do
hlapnih maščobnih kislin, alkohola, vodika, amonijaka in ogljikovega dioksida.
ACETOGENEZA: produkti acidogeneze se razgradijo v ocetno kislino, vodik, ogljikov dioksid s pomočjo
acetogenih bakterij.
METANOGENEZA: na koncu metanogene bakterije razgradijo nastale produkte v metan in ogljikov dioksid, tj.
bioplin.
Slide 20
VHODNE SUROVINE
GLAVNA PROIZVODA
PROIZVODNJA
BIOPLINA
električna
energija
toplotna
energija
Bioplin
Pregnito blato
Slide 21
VHODNE SUROVINE
PROIZVODNJA
BIOPLINA
električna
energija
toplotna
energija
Bioplin
Uporaba:
-Kombinirano pridobivanje toplote in električne
energije (soproizvodnja).
-Za zagon plinskih Ottovih motorjev.
-Proizvodnja biometana za dovajanje v plinovod z
zemeljskim plinom ali kot pogonsko gorivo za vozila.
Slide 22
SOPROIZVODNJA TOPLOTE IN ELEKTRIČNE ENERGIJE iz BIOPLINA
Pred pretvorbo za kombinirano pridobivanje toplote in
električne energije, bioplin osušimo.
Za večino plinskih motorjev veljajo omejitve najvelje
dovoljene količine H2S v bioplinu.
električna
energija
toplotna
energija
Naprava za sporpoizvodnjo toplote in električne
energije ima izkoristek do 90% in proizvede približno
35% električne energije in 65% toplote.
Električno energijo lahko uporabimo kot pogonsko
energijo za električne naprave kot so črpalke, nadzorni
sistemi in mešalniki.
Običajno se del toplote porabi ponovno v procesu za
ogrevanje fermentorjev, približno 2/3 vse proizvedene
energije pa se lahko uporabi za zunajnje potrebe.
Toplota se lahko uporabi tudi za industrijske procese,
kmetijske dejavnosti ali ogrevanje zgradb.
Slide 23
VHODNE SUROVINE
PROIZVODNJA
BIOPLINA
električna
energija
toplotna
energija
Bioplin
PREDNOSTI BIOPLINA kot ENERGENTA:
-Manjša energetska odvisnost od drugih držav.
-Zmanjšanje emisij toplogrednih plinov, predvsem metana v zrak in
je 21x bolj škodljiv kot ogljikov dioksid.
-Zmanjšanje koncentracije ogljikovega dioksida v atmosferi, ker se
zmanjšuje poraba fosilnih goriv.
Slide 24
VHODNE SUROVINE
PROIZVODNJA
BIOPLINA
Pregnito
blato
Prednosti in uporaba:
-V primerjavi z gnojem zmanjšane vonjave in
izboljšane veterninarska varnost, ker se PB lahko
uporabi za kontrolirano sanacijo, preden se uporabi
kot sredstvo za zemljo.
-PB se lahko uporabi kot substitut za umetna gnojila.
.
Slide 25
DONOS bioplina in metana iz različnih surovin
Surovina
BISTRA
UPORABA ENERGIJE
ENERGIJA IZ
ODPADKOV
BIOPLIN
Donos metana (%)
Donos bioplina
(m3/t svežega substrata)
Goveja gnojevka
60
25
Prašičja gnojevka
65
28
Žitni ostanki iz
destilacije
61
40
Goveji gnoj
60
45
Prašičji gnoj
60
60
Perutninski gnoj
60
80
Pesa
53
88
Organski odpadki
61
100
Sladkorni trs
54
108
Krmna pesa
51
111
Travna silaža
54
172
Pšenična silaža
52
202
Slide 26
NAČRTOVANJE IN GRADNJA BIOPLINSKE NAPRAVE
Običajni pobudniki bioplinskih naprav:
-lokalni kmetovalci in kmetijske organizacije,
-proizvajalci organskih odpadkov,
-občine,
-proizvajalci energije idr.
BISTRA
UPORABA ENERGIJE
ENERGIJA IZ
ODPADKOV
BIOPLIN
Od začetne ideje o BN do konca njene življenjske dobe gre
proces skozi naslednje korake:
-Ideja o projektu,
-Predštudija izvedljivosti,
-Študija izvedljivosti,
-Podrobno načrtovanje BN,
-Pridobivanje dovoljenj,
-Izgradnja BN,
-Delovanje in vzdrževanje,
-Dodatne investicije, prenova in menjava komponent.
Slide 27
VARNOST BIOPLINSKIH NAPRAV
Gradnja in delovanje BN sta povezani s :
-številnimi pomembnimi varnostnimi vprašanji,
-potencialnimi tveganji,
-nevarnostmi za ljudi, živali in okolje.
BISTRA
UPORABA ENERGIJE
ENERGIJA IZ
ODPADKOV
BIOPLIN
Za pridobitev vseh dovoljenj za obratovanje BN je potrebno
izpolniti pomembna varnostna vprašanja:
-Preprečitev eksplozije,
-Preprečitev požara,
-Mehanske nevarnosti,
-Statično trda gradnja,
-Električna varnost,
-Toplotna varnost (izolacija),
-Zaščita pred hrupom,
-Preprečitev zadušitev in zastrupitev,
-Higienska in veterinarska varnost,
-Izogibanje onesneževanju zraka,
-Preprečitev odtekanja v površinske in podtalne vode,
-Izogibanje onesnaževanju med ostranjevanjem odpadkov.
Slide 28
Financiranje bioplinskih projektov
BN zahtevajo visoke investicije. Načini financiranja se razlikujejo,
vendar se v splošnem uporabljajo dolgoročni krediti z nizkon
obrestno mero. Redko se uporabljajo krediti na hipoteko. Doba
vračanja kredita je več kot 20 let. Pomanjlkjivosti kreditov je, da se
zvišujejo z ibičajno prodajo obveznic po tržni ceni na borzi.
BISTRA
UPORABA ENERGIJE
ENERGIJA IZ
ODPADKOV
BIOPLIN
Primer Danske: BN financirajo preko kreditov z indeksiranimi
obrestnimi merami, za katere jamčijo lokalne skupnosti. Večina
projektov pa je prejela tudi vladne subvencije v višini 30% stroškov
investicije.
Slide 29
ZAKLJUČEK
BIOPLIN je prisoten na številnih trgih, vključujoč:
- elektriko,
- toploto in
- goriva za vozila.
BISTRA
UPORABA ENERGIJE
Ker je bioplin energetski nosilec z visoko vrednostjo, se lahko
zlahka preoblikuje v ostale energetske oblike:
ENERGIJA IZ
ODPADKOV
BIOPLIN
SUROVI BIOPLIN
slikaa
Slide 30
http://www.youtube.com/watch?v=RGTVrMTAcTU&playn
ext=1&list=PLDBA316D287C930C2&feature=results_main
http://www.youtube.com/watch?v=POSmvOPHkys
BISTRA
UPORABA ENERGIJE
ENERGIJA IZ
ODPADKOV
BIOPLIN
Slide 31
BISTRA
UPORABA ENERGIJE
ENERGIJA IZ
ODPADKOV
BIOPLIN
Slide 32
BISTRA
UPORABA ENERGIJE
ENERGIJA IZ
ODPADKOV
BIOPLIN
Slide 33
BISTRA
UPORABA ENERGIJE
ENERGIJA IZ
ODPADKOV
BIOPLIN
Slide 34
http://www.youtube.com/watch?v=RGTVrMTAcTU&playn
ext=1&list=PLDBA316D287C930C2&feature=results_main
http://www.youtube.com/watch?v=POSmvOPHkys
BISTRA
UPORABA ENERGIJE
ENERGIJA IZ
ODPADKOV
BIOPLIN