Biomasa jako źródło energii

Energia biomasy to w rzeczywistości energia słoneczna wykorzystana uprzednio przez rośliny do akumulacji węgla w tkankach.

Pierwotnym źródłem energii zgromadzone...

(DSC0089)

DEFINICJE

Biomasa - substancje pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego, któe ulegają biodegradacji, pochodzące z prouktó, odpadó i pozostałości z produkcji rolnej oraz leśnej a także inne części odpadów , kóre ulegają biodegradacji.

Biopaliwo - biomasa, która została przygotowana do wykorzystania w celach energetycznych...

(dsc00091)

Rodzaje biomasy

-drewno i odpady drzewne (trociny, wióry, kora) brykiety i pelety (granulaty) drzewne

-Rośliny energetyczne uprawiane dla uzyskania biomasy (zboża, konopie, kukurydza, rośłiny oleiste, trzcina, rośłiny drzewiaste np. topola, osika, wierzba)

-Nadwyżki i odpady produkcji rolniczej (słoma, siano, buraki cukrowe, trzcina cukrowa, ziemniaki, rzepak, pozostałośic przero...

(dsc00092)

Rodzaje biopaliw

-stałe - słoma, drewno, siano i inne przetworzone odpady roślinne

-ciekłe - biometanol, bioetanol, biobutanol, bioolej, oleje rośłinne, biodiesel

-gazowe - biogaz, gaz generatorowy (gaz drzewny, wodór).

(dsc00096)

Najstarsza biotechnologia - produkcja etanolu, spirytusu (bimber)

Sposoby konwersji energii biomasy

-bezpośrednie spalanie biopaliw stałych (np. drewno, słoma, osay ściekowe)

-zgazowanie biomasy - temp. 650-1400*C. Otrzymuje sie gaz generatowrowy (gaz drzewny) zawierrający ... (to będzie na kole!)...

(dsc00097)

Sposoby konwersji energii biomacy c. d.

-piroliza - rozszczepienie (w temp. 400-600*C i bez dostępu powietrza) związków chemicznych o dużej masie cząsteczkowej na cząsteczki mniejsze. Otrzymuje się bioolej

-fermentacja beztlenowa biomasy - przeprowadzana przez mikroorganizmy beztlenowe. Powstaje biogaz, metanol, etanol, butanol i inne biopaliwa, np. H2

-fermentacja alkoholowa - uzyskuje się bioetanol

-estryfikacja olejów roślinnych - reakcja chemiczna kwasó organicznych i alkoholi. Estry metylowe kwasów tłuszczowych zwane są biodieslem.

(dsc00100)

(dsc00102)

---------------------------

W: Produkcja biogazu --> fermentacja beztlenowa (metanowa)

Biogaz wykorzystywany jest do:

-ogrzewania domów i obiektów...

(dsc00103)

W krajach rozwiniętych technologicznie (Niemcy, kraje skandynawskie, USA) produkcja biogazu odbywa się na skalę rpzymysłową. Natomiast małe fermentownie na potrzeby pojedynczych gospodarstw są bardzo popularne w Chinach (ok. 6 mln. obiektów), w indiach (ok. 1 mln.), w KOrei Południowej, w Brazylii.

W Szwecji można tankować gaz pozyskany ze ścieków miejskich. Paliwo to jest tańsze niż benzyna czy olej napęowy. LIderzy w wytwarzaniu biogazu - Niemcy, WIelka Brytania (70% całkowitej produkcji UE).

Polska - ponad 1% produkcji biogazu w skali UE. Polski sektor oparty jest gółwnie na biometanie z aktywnego szlamu powstającego w oczyszczalni ściekó oraz gazie wysypiskowym.

Źródła biogazu

Odpady rolnicze

Są to wszystkie organiczne odpady produkcji rolsniczej...

(dsc00107)

Odpady ściekowe

Źródłem biomasy są soady ściekowe powstałę głównie w komunalnych oczyszczalniach biologicznych. Szacuje się, że z 1m3 osadu zawierającego 5% suchej masy powstaje 10-20 m3 biogazu.

(dsc00108)

Komunalne odpady organiczne

Ilość odpadów komunalnych w Polsce - ok. 14ml ton/rok, zawierających 25-40% odpadów organiczych, biodegra...

(dsc00109)

30-40% wysypisk w Polsce oziada instalacje odgazowywania, a tylko niewielka część z odzyskiem energii cieplnej i elektrycznej, pozostały gaz odprowadzany...

(dsc00110)

Proces fermentacji metanowej (beztlenowej)

Fermentacja beztlenowa jest procesem wieloetapowym, w którym produkty metabolizmu jednych mikroorganizmów są substratami dla mikroorganizmó w kolejnym etapie. Podczas mikrobiologicznych reakcji masa organiczna przemienia się w biogaz.

Proces powstawania biogazu

1. hyroliza - rozkład polimerów

2. Acidogeneza - fermentacja kwaśna

(dsc00115)

Poszczególni przedstawiciele mikroorganizmów

Związki i przemiany biochemiczne

Polisacharydy -- białka -- lipidy

| | |

cukry proste aminokw. kwasy tł€szczwe

...

Schemat beztlenowego rozkładu związków organicznych. (schemat wymagany na zaliczenie!)

(dsc00116)

Fazy fermentacji:

-hydroliza - rozkłąd polimerów organicznych do związków o prostszej budowie, obejmująca w szczególności roskład białek do aminokwasów...

(dsc00119)

-acetogeneza - powstaje octan produkowany przez heterotrofy z organicznych produktó acitogeney oraz przez autotrofy...

(dsc00121)

Bakterie biorące udział w fermentacji

-Hydrolizę polimeów organicznych do monomerów prowadzą bakterie saprofityczne (Clostridium, Bacteroides, Bifidobacterium.)

-Faza kwasogenna i octanogenna - za tę faze ...

(dsc00122)

Metanogenezę prowadzą bezwzglęne beztlenowce naoleżące do Archaebacteriales,. Są wrażliwe na odczyn (pH powinno być ok. 7,5), nie znoszą światła i tlenu oraz rozwijają się w wąskim zakresie temperatur.

-Bakterie mezofilne: np. Methanobateriaum bryantii, Methanobacterium formicicum...

(dsc00124)

-Bakterie termofilne: np. Methanobaterium thermoautotrophicum, Methanobacterium ...

(dsc00125)

TABELA

(dsc00127)

Tabela

(dsc00128)

Tabela (czerwona)

(dsc00129)