Fizyka procesów

Fizyka procesów

przetwarzania energii

przetwarzania energii

(1)

(1)

Fizyka procesów przetwarzania

Fizyka procesów przetwarzania

energii

energii

Ź

Ź

ródła energii

ródła energii

Przetwarzanie i produkcja energii

Przetwarzanie i produkcja energii

użytkowej

użytkowej

Oddziaływanie na środowisko

Oddziaływanie na środowisko

Perspektywy uzyskiwania energii

Perspektywy uzyskiwania energii

Nowy tytuł

Nowy tytuł

: Energia w środowisku

: Energia w środowisku

Definicja energii

Definicja energii

Kluczowe słowo tytułu wykładu:

Kluczowe słowo tytułu wykładu:

Energia

Energia

Świat potrzebuje energii…

Świat potrzebuje energii…

The terms energy, power and work have a

The terms energy, power and work have a

variety of meanings depending on the frame of

variety of meanings depending on the frame of

reference of the observer

reference of the observer

Energia: skalarna wielkość fizyczna spełniająca

Energia: skalarna wielkość fizyczna spełniająca

ściśle prawo zachowania, służąca do ilościowego

ściśle prawo zachowania, służąca do ilościowego

określenia różnych procesów i rodzajów

określenia różnych procesów i rodzajów

oddziaływania.

oddziaływania.

Zdolność wykonywania pracy

Zdolność wykonywania pracy

Energia pierwotna

Energia pierwotna

Substancje i zjawiska występujące w

Substancje i zjawiska występujące w

przyrodzie, które mogą być wykorzystane

przyrodzie, które mogą być wykorzystane

bezpośrednio lub pośrednio do

bezpośrednio lub pośrednio do

wytworzenia energii użytkowej:

wytworzenia energii użytkowej:

Organiczne paliwa kopalne

Organiczne paliwa kopalne

Energia geotermalna

Energia geotermalna

Ruda uranu, z której produkuje się paliwo

Ruda uranu, z której produkuje się paliwo

jądrowe

jądrowe

Promieniowanie słoneczne

Promieniowanie słoneczne

Inne źródła energii odnawialnej

Inne źródła energii odnawialnej

Energia pierwotna

Energia pierwotna

Substancje (w skończonych ilościach) i

Substancje (w skończonych ilościach) i

zjawiska występujące w przyrodzie:

zjawiska występujące w przyrodzie:

(energia

(energia

odnawialna

odnawialna

i nieodnawialna)

i nieodnawialna)

Organiczne paliwa kopalne

Organiczne paliwa kopalne

Energia geotermalna

Energia geotermalna

Ruda uranu, z której produkuje się paliwo

Ruda uranu, z której produkuje się paliwo

jądrowe

jądrowe

Promieniowanie słoneczne

Promieniowanie słoneczne

Inne źródła energii odnawialnej

Inne źródła energii odnawialnej

Energia finalna (u

ż

ytkowa)

Energia finalna (u

ż

ytkowa)

Jest to energia dostarczana do użytkownika

Jest to energia dostarczana do użytkownika

może to być energia pierwotna (gaz

może to być energia pierwotna (gaz

ziemny, węgiel kamienny, gorąca woda)

ziemny, węgiel kamienny, gorąca woda)

lub energia przetworzona (elektryczna z

lub energia przetworzona (elektryczna z

węgla, benzyna z ropy naftowej, ciepła

węgla, benzyna z ropy naftowej, ciepła

woda

woda

Energia elektryczna najwszechstonniejsza

Energia elektryczna najwszechstonniejsza

forma energii użytkowej

forma energii użytkowej

Jednostki energii

Jednostki energii

Fizyka: 1J

Fizyka: 1J

Świat atomu: 1eV

Świat atomu: 1eV

1eV = 1.6 *10

1eV = 1.6 *10

-

-

19

19

J

J

Energetyka 1kWh

Energetyka 1kWh

1kWh =1000W * 3600s = 3 600 000J

1kWh =1000W * 3600s = 3 600 000J

Jednostki energii cieplnej (fizyka 1cal = 4.184J)

Jednostki energii cieplnej (fizyka 1cal = 4.184J)

Inne specyficzne jednostki

Inne specyficzne jednostki

Jednostki mocy

Jednostki mocy

Moc

Moc

–

–

zdolność wykonywania pracy w określonym

zdolność wykonywania pracy w określonym

czasie

czasie

(Energia / jednostka czasu)

(Energia / jednostka czasu)

Fizyka: 1J/s = 1W (wat)

Fizyka: 1J/s = 1W (wat)

Energetyka

Energetyka

(też wat ale częściej używa się

(też wat ale częściej używa się

pochodnych jednostek: moc elektrownii 100 MW,

pochodnych jednostek: moc elektrownii 100 MW,

moc żarówki 60W)

moc żarówki 60W)

Inne specyficzne jednostki mocy

Inne specyficzne jednostki mocy

Ile kosztuje energia elektryczna u

ż

ytkownika

Ile kosztuje energia elektryczna u

ż

ytkownika

energii

energii

Cennik: zużycie 1kWh kosztuje około 40

Cennik: zużycie 1kWh kosztuje około 40

groszy

groszy

Przykład 1

Przykład 1

–

–

„herbata”

„herbata”

–

–

zagotowanie 1 litra wody

zagotowanie 1 litra wody

Przykład 2

Przykład 2

–

–

„kapiel”

„kapiel”

–

–

wanna ciepłej wody

wanna ciepłej wody

Przykład 3

Przykład 3

–

–

„ jazda windą”

„ jazda windą”

–

–

podnoszenie ciał na pewną

podnoszenie ciał na pewną

wysokość

wysokość

Przykład 4

Przykład 4

–

–

„oświetlenie”

„oświetlenie”

–

–

używanie lamp w mieszkaniu

używanie lamp w mieszkaniu

Ile kosztuje energia elektryczna u

ż

ytkownika

Ile kosztuje energia elektryczna u

ż

ytkownika

energii

energii

–

–

„herbata”

„herbata”

Koszt zagotowanie 1l wody

Koszt zagotowanie 1l wody

Q=m(t

Q=m(t

k

k

-

-

t

t

p

p

)c

)c

w

w

Do zagotowania 1 litra wody o

Do zagotowania 1 litra wody o

temperaturze 15

temperaturze 15

o

o

C potrzeba

C potrzeba

Q = 1000g * (100

Q = 1000g * (100

-

-

15

15

)

)

C

C

*

*

1cal/g C

1cal/g C

= 8

= 8

5

5

000 cal = 3

000 cal = 3

57

57

000

000

J

J

=

=

0.1 kWh

0.1 kWh

Cennik: zużycie 1kWh kosztuje

Cennik: zużycie 1kWh kosztuje

około 40 groszy

około 40 groszy

Zagotowanie 1l wody kosztuje

Zagotowanie 1l wody kosztuje

ok. 4 grosze

ok. 4 grosze

Ile kosztuje energia elektryczna u

ż

ytkownika

Ile kosztuje energia elektryczna u

ż

ytkownika

energii

energii

–

–

„k

ą

piel w wannie”

„k

ą

piel w wannie”

Koszt podgrzania wody od temperatury

Koszt podgrzania wody od temperatury

15 do temperatury 40

15 do temperatury 40

o

o

C

C

Objętość wody: 110*45*20 cm

Objętość wody: 110*45*20 cm

3

3

= 100l

= 100l

Q=m(t

Q=m(t

k

k

-

-

t

t

p

p

)c

)c

w

w

Do zagrzania 100 litrów wody od

Do zagrzania 100 litrów wody od

temperatury 15

temperatury 15

o

o

C do temperatury 40

C do temperatury 40

o

o

C

C

potrzeba:

potrzeba:

Q = 100

Q = 100

0

0

00

00

g * (

g * (

40

40

-

-

15

15

)

)

o

o

C

C

*

*

1cal/g

1cal/g

o

o

C

C

=

=

2

2

5

5

00

00

00

00

0 cal =

0 cal =

10 500 000

10 500 000

J

J

= 3

= 3

kWh

kWh

Zagrzanie wody na kąpiel kosztuje

Zagrzanie wody na kąpiel kosztuje

około 1zł 20 groszy

około 1zł 20 groszy

Ile kosztuje energia elektryczna u

ż

ytkownika

Ile kosztuje energia elektryczna u

ż

ytkownika

energii

energii

–

–

„o

ś

wietlenie mieszkania”

„o

ś

wietlenie mieszkania”

Oświetlenie mieszkania (pokoju)

Oświetlenie mieszkania (pokoju)

przez 1 wieczór.

przez 1 wieczór.

3 żarówki o mocy 75W świecą przez

3 żarówki o mocy 75W świecą przez

6 godzin

6 godzin

E = M * t

E = M * t

E = 75W * 6h * 3 = 1350 Wh = 1,35

E = 75W * 6h * 3 = 1350 Wh = 1,35

kWh

kWh

Oświetlenie pokoju przez 1 wieczór

Oświetlenie pokoju przez 1 wieczór

kosztuje około 55 groszy

kosztuje około 55 groszy

Ziemia w nocy

Ziemia w nocy

Ile kosztuje energia elektryczna u

ż

ywana do

Ile kosztuje energia elektryczna u

ż

ywana do

podnoszenia ci

ęż

arów

podnoszenia ci

ęż

arów

Fizyka:

E = mgh

Energia potencjana samochodu na
podnośniku:
3000kg*g*2m = 60 000 J =
0.017 kWh

Praktyka:

E = M*t

= 2*2.4kW*45s =

4.8*0.0125 kWh = 0.06 kWh

Energia potrzebna do podniesienia
samochodu przez podnośnik kosztuje
około 2 grosze

Ile kosztuje energia elektryczna u

ż

ytkownika

Ile kosztuje energia elektryczna u

ż

ytkownika

energii

energii

Jak można wykorzystać 1kWh energii, która kosztuje

Jak można wykorzystać 1kWh energii, która kosztuje

obecnie około 40 groszy:

obecnie około 40 groszy:

Zagotowanie 10 razy czajnika (1litr) wody

Zagotowanie 10 razy czajnika (1litr) wody

Oświetlenie mieszkania (3 żarówki) przez prawie cały

Oświetlenie mieszkania (3 żarówki) przez prawie cały

wieczór

wieczór

Transport na 1 piętro (h=3m) ciężaru około 120 ton

Transport na 1 piętro (h=3m) ciężaru około 120 ton

Zagotowanie 1litra (1kg) wody kosztuje tyle samo ile

Zagotowanie 1litra (1kg) wody kosztuje tyle samo ile

transport cieżaru 12 ton na 1 piętro. Kosztowne oświetlenie

transport cieżaru 12 ton na 1 piętro. Kosztowne oświetlenie

i ogrzewanie.

i ogrzewanie.

Energia zu

ż

ywana w budynkach

Energia zu

ż

ywana w budynkach

mieszkalnych w Polsce

mieszkalnych w Polsce

4.5%

4.5%

Urządzenia elektryczne

Urządzenia elektryczne

2.5%

2.5%

Oświetlenie

Oświetlenie

7%

7%

Gotowanie

Gotowanie

15%

15%

Podgrzewanie wody

Podgrzewanie wody

71%

71%

Ogrzewanie i wentylacja

Ogrzewanie i wentylacja

Ź

Ź

ródła energii pierwotnej

ródła energii pierwotnej

Hierarchia ważności:

Hierarchia ważności:

aktualne wykorzystywanie

aktualne wykorzystywanie

zasoby czyli perspektywy wykorzystania w

zasoby czyli perspektywy wykorzystania w

przyszłości

przyszłości

Uwaga:

Uwaga:

Wszystkie przedstawiane liczby wynikające ze

Wszystkie przedstawiane liczby wynikające ze

statystycznych informacji należy traktować jako dane

statystycznych informacji należy traktować jako dane

orientacyjne. Brak jest jednolitych danych statystycznych

orientacyjne. Brak jest jednolitych danych statystycznych

we wszystkich krajach. Poza tym dane statystyczne mówią

we wszystkich krajach. Poza tym dane statystyczne mówią

o energii ze sprzedaży komercyjnej. Szacuje się, że poza

o energii ze sprzedaży komercyjnej. Szacuje się, że poza

statystyką pozostaje 12

statystyką pozostaje 12

-

-

15% całkowitego zużycia energii.

15% całkowitego zużycia energii.

Ź

Ź

ródła energii pierwotnej

ródła energii pierwotnej

Aktualne (1999 rok) zużycie energii komercyjnej:

Aktualne (1999 rok) zużycie energii komercyjnej:

Źródło Zużycie [M toe] Procent

Źródło Zużycie [M toe] Procent

(

(

1999)

1999)

(1989)

(1989)

Ropa naftowa 3 462 40.6%

Ropa naftowa 3 462 40.6%

39.7%

39.7%

Gaz ziemny 2 064 24.2%

Gaz ziemny 2 064 24.2%

22.3%

22.3%

Węgiel 2 129 24.9%

Węgiel 2 129 24.9%

29.2%

29.2%

Energia jądrowa 651 7.6%

Energia jądrowa 651 7.6%

6.5%

6.5%

Hydroenergia

Hydroenergia

227

227

2.7%

2.7%

2.3%

2.3%

Całkowite zużycie energii w sprzedaży komercyjnej

Całkowite zużycie energii w sprzedaży komercyjnej

Razem

Razem

8533 Mtoe

8533 Mtoe

(W 1989 roku

(W 1989 roku

7782 Mtoe

7782 Mtoe

)

)

Jednostka [toe] to 1 tona wzorcowej ropy naftowej (ton of oil

Jednostka [toe] to 1 tona wzorcowej ropy naftowej (ton of oil

equivalent)

equivalent)

1 toe = 42 GJ = 11.67 MWh

1 toe = 42 GJ = 11.67 MWh

Ź

Ź

ródła energii: aktualnie wykorzystywane i

ródła energii: aktualnie wykorzystywane i

mog

ą

ce by

ć

wykorzystane w przyszło

ś

ci

mog

ą

ce by

ć

wykorzystane w przyszło

ś

ci

Kopalne paliwa organiczne:

Kopalne paliwa organiczne:

Węgiel kamienny i brunatny

Węgiel kamienny i brunatny

Ropa

Ropa

Gaz ziemny

Gaz ziemny

Łupki bitumiczne

Łupki bitumiczne

Energia jądrowa

Energia jądrowa

:

:

Wykorzystanie zjawiska rozszczepienia jąder

Wykorzystanie zjawiska rozszczepienia jąder

atomów

atomów

Wykorzystanie syntezy termojądrowej

Wykorzystanie syntezy termojądrowej

Energia geotermalna (Rozpad radioaktywnych

Energia geotermalna (Rozpad radioaktywnych

izotopów we wnętrzu Ziemi)

izotopów we wnętrzu Ziemi)

Ź

Ź

ródła energii: aktualnie wykorzystywane i

ródła energii: aktualnie wykorzystywane i

mog

ą

ce by

ć

wykorzystane w przyszło

ś

ci

mog

ą

ce by

ć

wykorzystane w przyszło

ś

ci

Odnawialne źródła energii:

Odnawialne źródła energii:

Biomasa

Biomasa

Hydroenergia

Hydroenergia

Energia wiatru

Energia wiatru

Energia maremotoryczna (fale i prądy morskie)

Energia maremotoryczna (fale i prądy morskie)

Energia maretermalna (ciepło oceanów)

Energia maretermalna (ciepło oceanów)

Bezpośrednie wykorzystanie energii słonecznej

Bezpośrednie wykorzystanie energii słonecznej

Energia geotermalna

Energia geotermalna

Biomasa

Biomasa

Biomasa to drewno opałowe, słoma, nasiona i

Biomasa to drewno opałowe, słoma, nasiona i

inne części roślin a także resztki zwierzęce i

inne części roślin a także resztki zwierzęce i

odpadki komunalne.

odpadki komunalne.

Wartość opałowa:

Wartość opałowa:

Słoma żółta 14,3 MJ/kg

Słoma żółta 14,3 MJ/kg

Słoma szara 15,2 MJ/kg

Słoma szara 15,2 MJ/kg

Drewno opałowe 13,0 MJ/kg

Drewno opałowe 13,0 MJ/kg

Trzcina 14,5 MJ/kg

Trzcina 14,5 MJ/kg

(Węgiel 29,3 MJ/kg

(Węgiel 29,3 MJ/kg

–

–

jeden kilogram

jeden kilogram

wysuszonej biomasy jest równoważny około

wysuszonej biomasy jest równoważny około

0,5 kg węgla

0,5 kg węgla

)

)

Biomasa

Biomasa

Tworzenie się biomasy to

Tworzenie się biomasy to

naturalny (realizowany w

naturalny (realizowany w

przyrodzie) sposób

przyrodzie) sposób

magazynowania energii

magazynowania energii

słonecznej. W procesie tym

słonecznej. W procesie tym

rośliny pobierają z

rośliny pobierają z

atmosfery CO

atmosfery CO

2

2

, który

, który

podczas spalania biomasy

podczas spalania biomasy

wraca do atmosfery.

wraca do atmosfery.

Dlatego przyjmuje się, że

Dlatego przyjmuje się, że

stosowanie biomasy nie

stosowanie biomasy nie

przysparza atmosferze

przysparza atmosferze

dodatkowego dwutlenku

dodatkowego dwutlenku

węgla

węgla

Biomasa

Biomasa

Zastosowanie biomasy:

Zastosowanie biomasy:

Bezpośrednie spalanie

Bezpośrednie spalanie

(podnosi się argument, że

(podnosi się argument, że

jest to wprowadzanie do atmosfery dwutlenku

jest to wprowadzanie do atmosfery dwutlenku

węgla, który pochodzi z atmosfery. Proces ten nie

węgla, który pochodzi z atmosfery. Proces ten nie

zwiększa koncentracji dwutlenku węgla bo to nie

zwiększa koncentracji dwutlenku węgla bo to nie

jest spalanie węgla odłożonego przed milionami

jest spalanie węgla odłożonego przed milionami

lat. Jednak wydajność procesu spalania w

lat. Jednak wydajność procesu spalania w

palenisku jest mała stąd spalanie w specjalnych

palenisku jest mała stąd spalanie w specjalnych

kotłowniach)

kotłowniach)

Przetwarzanie na paliwo płynne

Przetwarzanie na paliwo płynne

lub gazowe (aby

lub gazowe (aby

ułatwić transport energii z miejsca wytworzenia

ułatwić transport energii z miejsca wytworzenia

biomasy do miejsca wykorzystania energii

biomasy do miejsca wykorzystania energii

finalnej.)

finalnej.)

Technologie wykorzystania

Technologie wykorzystania

biomasy

biomasy

Sposoby wykorzystania biomasy do

Sposoby wykorzystania biomasy do

wytwarzania energii:

wytwarzania energii:

Spalanie

Spalanie

Gazyfikacja

Gazyfikacja

Pyroliza

Pyroliza

Kogeneracja

Kogeneracja

Procesy biochemiczne

Procesy biochemiczne

Technologie wykorzystania

Technologie wykorzystania

biomasy

biomasy

-

-

spalanie

spalanie

Spalanie wykorzystywane jest do produkcji energii

Spalanie wykorzystywane jest do produkcji energii

cieplnej i elektrycznej. Spalanie odbywa się przy

cieplnej i elektrycznej. Spalanie odbywa się przy

użyciu specjalnych kotłów.

użyciu specjalnych kotłów.

Efektywne i przyjazne dla środowiska spalanie

Efektywne i przyjazne dla środowiska spalanie

powinno odbyć się w 3 fazach:

powinno odbyć się w 3 fazach:

Suszenie i odgazowanie materiału drzewnego

Suszenie i odgazowanie materiału drzewnego

(kawałki drewna, zrębki, trociny, słoma….)

(kawałki drewna, zrębki, trociny, słoma….)

Spalanie gazu drzewnego w temperaturze 1200

Spalanie gazu drzewnego w temperaturze 1200

o

o

C

C

Dopalanie gazu i oddawanie ciepła w wymienniku

Dopalanie gazu i oddawanie ciepła w wymienniku

Wysoka temperatura, dostęp tlenu i długi czas

Wysoka temperatura, dostęp tlenu i długi czas

spalania powodują stosunkowo niską emisję CO,

spalania powodują stosunkowo niską emisję CO,

węglowodorów i węglowodorów aromatycznych

węglowodorów i węglowodorów aromatycznych

Technologie wykorzystania

Technologie wykorzystania

biomasy

biomasy

-

-

spalanie

spalanie

Specyfika spalania biomasy:

Specyfika spalania biomasy:

Nielotne związki węgla stanowią:

Nielotne związki węgla stanowią:

Ok. 20% masy drewna

Ok. 20% masy drewna

45

45

-

-

60% masy węgla

60% masy węgla

brunatnego

brunatnego

60

60

-

-

80% masy węgla

80% masy węgla

kamiennego

kamiennego

Ponad 95% masy koksu

Ponad 95% masy koksu

Kocioł do spalania drewna (biomasy) musi zapewnić warunki do

Kocioł do spalania drewna (biomasy) musi zapewnić warunki do

efektywnego spalania lotnych produktów rozpadu termicznego drewn

efektywnego spalania lotnych produktów rozpadu termicznego drewn

a.

a.

Niezupełne spalanie powoduje zwiększoną emisję szkodliwych

Niezupełne spalanie powoduje zwiększoną emisję szkodliwych

substancji do atmosfery i pogarsza sprawność procesu spalania.

substancji do atmosfery i pogarsza sprawność procesu spalania.

Do spalania słomy stosuje się jeszcze inne specjalne kotły bo sł

Do spalania słomy stosuje się jeszcze inne specjalne kotły bo sł

oma

oma

daje mało energii na jednostkę objętości (spalanie całych lub

daje mało energii na jednostkę objętości (spalanie całych lub

rozdrobnionych bel słomy).

rozdrobnionych bel słomy).

Urz

ą

dzenia do spalania biomasy

Urz

ą

dzenia do spalania biomasy

Przykłady kotłów dla indywidualnych gospodarstw rolniczych

Przykłady większych kotłownii (Trzcianka k. Wałcza – kotłownia
spalająca wierzbę z własnej plantacji, Borne Sulinowo – kotłownia
miejska spalająca zrębki drewna)

Biomasa

Biomasa

Koszt ogrzewania przy uzyciu biomasy:

Koszt ogrzewania przy uzyciu biomasy:

Biomasa jest tanim źródłem energii cieplnej, jeśli jest używana na miejscu,
bez konieczności transportu

Technologie wykorzystania

Technologie wykorzystania

biomasy

biomasy

-

-

gazyfikacja

gazyfikacja

Gazyfikacja biomasy to proces przetwarzania biopaliw stałych w g

Gazyfikacja biomasy to proces przetwarzania biopaliw stałych w g

az,

az,

który poprzedza późniejsze spalanie w kotłach

który poprzedza późniejsze spalanie w kotłach

Proces gazyfikacji przebiega dwustopniowo:

Proces gazyfikacji przebiega dwustopniowo:

W komorze z niedoborem powietrza, w temperaturze 450

W komorze z niedoborem powietrza, w temperaturze 450

-

-

800

800

o

o

C

C

paliwo zostaje odgazowane. W wyniku powstaje gaz palny i

paliwo zostaje odgazowane. W wyniku powstaje gaz palny i

mineralna pozostałość (wegiel drzewny)

mineralna pozostałość (wegiel drzewny)

W drugim etapie w komorze dopalania w temperaturze około

W drugim etapie w komorze dopalania w temperaturze około

1200

1200

o

o

C w obecności nadmiaru tlenu spala się powstały gaz

C w obecności nadmiaru tlenu spala się powstały gaz

Zaletą takiej technologii gazyfikacji jest wysoka efektywność ok

Zaletą takiej technologii gazyfikacji jest wysoka efektywność ok

oło

oło

35%. Kotły do jednostopniowego spalania biomasy mają

35%. Kotły do jednostopniowego spalania biomasy mają

efektywność 15

efektywność 15

-

-

20%.

20%.

Technologie wykorzystania

Technologie wykorzystania

biomasy

biomasy

-

-

pyroliza

pyroliza

Pyroliza biomasy to proces rozszczepienia cząstek związków

Pyroliza biomasy to proces rozszczepienia cząstek związków

chemicznych o dużej masie cząsteczkowej na cząsteczki mniejsze.

chemicznych o dużej masie cząsteczkowej na cząsteczki mniejsze.

Prowadzony jest w temperaturze 600

Prowadzony jest w temperaturze 600

o

o

C bez dostępu powietrza.

C bez dostępu powietrza.

Produktem jest ciekłe biopaliwo zwane olejem pyrolitycznym

Produktem jest ciekłe biopaliwo zwane olejem pyrolitycznym

będącym mieszaniną utlenionych węglowodorów. Zaletą jest

będącym mieszaniną utlenionych węglowodorów. Zaletą jest

późniejsza łatwość transportu tego ciekłego produktu. Technologi

późniejsza łatwość transportu tego ciekłego produktu. Technologi

a

a

produkcji oleju jest ciągle w stadium badań. Produktem

produkcji oleju jest ciągle w stadium badań. Produktem

wyjściowym jest na ogół drewno.

wyjściowym jest na ogół drewno.

W wyniku pyrolizy powstaje:

W wyniku pyrolizy powstaje:

Produkt ciekły

Produkt ciekły

–

–

olej pyrolityczny (do 75%)

olej pyrolityczny (do 75%)

Produkt stały

Produkt stały

–

–

wegiel drzewny (ok..12%)

wegiel drzewny (ok..12%)

Mieszanina gazów palnych (ok.. 13%)

Mieszanina gazów palnych (ok.. 13%)

Technologia pyrolizy może być pierwszym etapem przeróbki biomasy

Technologia pyrolizy może być pierwszym etapem przeróbki biomasy

.

.

Kolejne etapy to gazyfikacja i spalanie.

Kolejne etapy to gazyfikacja i spalanie.

Technologie wykorzystania biomasy

Technologie wykorzystania biomasy

–

–

procesy biochemiczne

procesy biochemiczne

Niektóre formy biomasy zawierają zbyt dużo wody by można je skut

Niektóre formy biomasy zawierają zbyt dużo wody by można je skut

ecanie

ecanie

spalać. Ich wykorzystanie na cele energetyczne jest możliwe dzię

spalać. Ich wykorzystanie na cele energetyczne jest możliwe dzię

ki

ki

procesom biochemicznym

procesom biochemicznym

Fermentacja alkoholowa

Fermentacja alkoholowa

–

–

proces rozkładu węglowodanów

proces rozkładu węglowodanów

zachodzący po dodaniu drożdży bez dostępu tlenu. Surowce do

zachodzący po dodaniu drożdży bez dostępu tlenu. Surowce do

fermentacji to: zboża, winigrona, ziemniaki, buraki cukrowe.

fermentacji to: zboża, winigrona, ziemniaki, buraki cukrowe.

Produktem jest alkohol

Produktem jest alkohol

Estryfikacja oleju

Estryfikacja oleju

–

–

przemiana oleju zawartego w roślinach (rzepak,

przemiana oleju zawartego w roślinach (rzepak,

soja, gorczyca) w estry metylowe. Powstaje biodiesel.

soja, gorczyca) w estry metylowe. Powstaje biodiesel.

Fermentacja metanowa

Fermentacja metanowa

–

–

proces rozkładu wielkocząsteczkowych

proces rozkładu wielkocząsteczkowych

substancji organicznych (białka, tłuszcze…) do alkoholi, kwasów

substancji organicznych (białka, tłuszcze…) do alkoholi, kwasów

organicznych, metanu. Produktem jest biogaz (metan i CO

organicznych, metanu. Produktem jest biogaz (metan i CO

2

2

).

).

Wykorzystuje się odchody zwierzęce, odpady komunalne i odpady

Wykorzystuje się odchody zwierzęce, odpady komunalne i odpady

przemysłu spożywczego

przemysłu spożywczego

Produkcja biogazu i etanolu w Europie

Produkcja biogazu i etanolu w Europie

Produkcja

Produkcja

biogazu

biogazu

Produkcja

Produkcja

etanolu

etanolu

Produkcja energii elektrycznej z biomasy w

Produkcja energii elektrycznej z biomasy w

Europie

Europie

Ile energii biomasy zu

ż

ywa ludzko

ść

w

Ile energii biomasy zu

ż

ywa ludzko

ść

w

postaci

ż

ywno

ś

ci

postaci

ż

ywno

ś

ci

Normalna dieta dzienna człowieka to

2400 kcal

2400 kcal równoważne jest energii około 10 000 000 J

Na Ziemi żyje około

6 mld ludzi

Zapotrzebowanie roczne na energię w postaci żywności
wynosi:
10 MJ * 6 10

9

* 365 dni = 2.2 * 10

19

J

Energia biomasy, która zapewniałaby żywność dla 6 mld
ludności świata, powinna wynosić rocznie 2.2 * 10 19 J czyli
520 Mtoe.

Energia biomasy przeznaczanej na żywność stanowi

około

6% energii

zużywanej obecnie przez ludzi na wszystkie

inne potrzeby

Ziemia w nocy

Ziemia w nocy