Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Біоенергетика





На сьогоднішній день гостро постає проблема забезпечення автомобільного транспорту енергоресурсами. Одним із шляхів вирішення цієї проблеми є заміна традиційних нафтових палив. Зараз у світі все сильніші позиції завойовують альтернативні палива. До найпоширеніших альтернативних палив можна віднести наступні: стиснений та скраплений газ, водень, біодизельне паливо, етанол, біогаз.

У грудні 2006 року Єврокомісія запропонувала до 2020 року довести частку біопалива у загальному обсязі пального, що спалюється в автомобільних двигунах, до 10%. І ця пропозиція була підтримана на саміті Європейського Союзу 8 березня.

Понад 70% відновлювальних джерел енергії походять з біомаси, зокрема, енергетичні культури, відходи дерево переробки та біогазове виробництво. Створення нового сектора сільського господарського виробництва – енергетичного – нині є новим важливим для селян явищем.

Дуже актуальним у цьому напрямку є нове поняття – енергетичний гектар. Що дає енергетичний гектар? Розрахуємо на прикладі ріпаку. Витрачаючи близько 3000 грн/га на вирощування й енергетичну переробку, можна одержати 1200 л дизельного біопалива, 2 т високобілкової макухи та не менше ніж 2 т паливних гранул або брикетів. У сучасних цінах в Україні це складає: 3500+1200+1200=5900 грн. Для Европи дана цифра становить близько 9100 грн. Саме тому зараз так багато іноземців приїжджають до нас із пропозиціями вирощувати в Україні ріпак, біоенергетичні культури тощо.

Біодизель є альтернативним паливом для дизельного двигуна. Він є більш екологічним та поновлюваним в порівнянні з нафтовим дизельним паливом. Звичайно, існують деякі питання щодо його використання (вплив на надійність, техніко-економічні показники двигуна), які необхідно досліджувати та вирішувати.

Біодизель можна виробляти з будь-якої рослинної олії (рапсова, соєва, арахісова, пальмова, відпрацьовані соняшникова та ін.) методом естерифікації. Для цього олію, змішану з метанолом і каталізатором, підігрівають у реакторі, і на виході отримують біодизель та гліцерин. Із 1 т рослинної олії та 0,1 т метанолу можна одержати близько 1 т біодизелю і 0,1 т гліцерину. Властивості біодизелю залежать від процесу виробництва та, що більш важливо, від виду використовуваної рослинної олії. Жирні кислоти, що містяться в олії, також багато в чому визначають його властивості, з яких найважливішою є точка застигання біодизелю. Біодизель із ріпакової олії характеризується найкращими властивостями, передусім найнижчою температурою застигання. Для соєвої, а особливо пальмової олії ця точка – набагато вища. Тому, наприклад, біодизель із пальмової олії може використовуватися лише протягом літніх місяців і тільки як добавка до традиційного палива.



Німеччина виробляє щороку близько 4 млн. т цього палива, що дорівнює майже дворічній потребі АПК України в дизельному паливі.

22 грудня 2006 р. Кабмін Українги затвердив Програму розвитку виробництва дизельного біпалива на 2007-2010 роки, прийнявши відповідну постанову за №1774. Згідно з якою Програмою, Україна планує до 2010 року побудувати не менш ніж 20 заводів з виробництва бюдизелю загальною потужністю не менше за 623 тис тонн на рік. Саме це сприятиме зменшенню імпорту нафти до 1,9 млн тон та дотриманню світових екологічних стандартів. У країнах ЄС біопаливо застосовується як у чистому вигляді, так і в суміші. Найпоширенішим видом дизельного біопалива є метиловий ефір олії ріпаку, який зараз вирощують майже в кожній області України.

Збільшення посівів ріпаку до 10% загальної площі ріллі в Україні та переробка 75% врожаю на дизельне біопаливо розв'яже проблему стабільного постачання енергоресурсів аграрному секторові на основі власного відновлюваного джерела.

Орієнтовні витрати на виробництво 1 тони метилового ефіру становитимуть 3020…3900 гривень залежно від урожайності ріпаку, ринкового попиту на його насіння і технологій його переробки. При цьому вироблятимуться також супутні продукти: до 1,8 тонни шроту та 0,05 тонни гліцерину загальною вартістю до 1260 гривень (усі показники – з урахуванням цін на 1-й квартал 2006 року). Для порівняння: середні витрати на виробництво 1 тони метилового ефіру в країнах ЕС становили у 2005 році від 509 до 688 євро.

Будівництво 23-х біопаливних заводів дасть змогу створити 4,8 тис нових робочих місць. Роботою також буде забезпечено понад 24,4 тис працівників, пов'язаних з вирощуванням рослинної сировини.

Реалізація Програми сприятиме виконанню Україною міжнародних зобов'язань щодо охорони довкілля, зокрема зменшенню викидів вуглекислого газу згідно з вимогами Кіотського протоколу. Адже використання біопалива зменшує викиди вуглекислого газу в атмосферу на 89…91% порівняно з дизельним.

Біоетанол.Одним із замінників нафтового палива є використання продуктів термохімічної конверсії біоетанолу як паливо теплових двигунів.

Біоетанол в основному використовується в автомобільних двигунах з іскровим запалюванням як добавка до бензину або як основне паливо.

Більша частина біоетанолу виробляється з кукурудзи (США) і цукрового очерету (Бразилія). Найбільш доцільним з економічної точки зору сировиною для виробництва біоетанолу в Україні є кукурудза. Біоетанол забезпечує високі антидетонаційні властивості й знижений зміст токсичних речовин у відпрацьованих газах. Недоліками біоетанолу є знижена теплота згоряння (Qh = 26,78 МДж/кг), висока теплота випару (Qh=870 кДж/кг) і низький тиск насичених парів (рн=12,2 кПа).

Конверсія біоетанолу в синтез-газ може бути здійснена трьома відомими методами: паровою конверсією (паровий риформінг); вуглекислотною конверсією («сухий» риформінг); і розкладанням.

У поршневих ДВС доцільно застосовувати метод парової конверсії. Реакція вуглекислотної конверсії в порівнянні з паровою конверсією має більший эндотермічний ефект, а реакція розкладання має невеликий енергетичний потенціал.

Порівняння теплотворної здатності рідкого етанолу й газоподібних продуктів його конверсії показує, що при згорянні 1 кг рідкого біоетанолу виділяється 26,78 Мдж теплової енергії, а продукти його парової конверсії можуть уже виділити 34,87 Мдж (на 23,2% більше). Збільшення теплотворної здатності отриманого синтез газу в порівнянні з вихідним біоетанолом є наслідком внесення в систему додаткової кількості енергії (теплота реакції конверсії) що не суперечить закону збереження енергії

Біоетанол одержують також із цукру методом спиртового зброджування, в результаті чого утворюється етанол і вуглекислий газ (СО2). У якості сировини для виробництва біоетанолу придатні всі види цукристої сировини або продукти, які можна ферментувати в цукор, такі як зерновий чи картопляний крохмаль або навіть целюлоза.

Після отримання етанолу необхідно організувати його очищення. В результаті первинного очищення виходить продукт із вмістом 95,6% етанолу та 4,4% води. Наступний етап – так зване сухе очищення етанолу вапном або сіллю. Таким чином, етанол може бути безводним або гідратним. Безводний етанол, тобто етанол із вмістом не більше ніж 1% води, можна змішувати з бензином у різних пропорціях, –як для зниження витрати традиційних видів палива, так і для зменшення шкідливих викидів у повітря. Етанол використовується і як окисна добавка до звичайного бензину – у вигляді етил-трет-бутилового ефіру.

Існує можливість використання не зневодненого етанолу в чистому вигляді. Наприклад, у Бразилії транспортні засоби з універсальними паливними системами (Пех-тїіеіесі $у$£ет$) працюють на гідратному етанолі (93% етанолу та 7% води).

У таблиці 1 наведено технічні властивості біодизелю і біоетанолу порівняно з традиційними видами палива. Звичайне паливо й біопаливо відрізняються за густиною і теплотворною здатністю.

 

Таблиця 1.Технічні властивості біодизелю і біоетанолу в порівняно з бензином і дизелем

Показник Дизель Біодизель Бензин Біоетанол
Густина, кг/л Теплотворна здатність, МДж/кг Теплотворна здатність, МДж/л Відношення теплотворної здатності (у МДж/л) для біо- і викопного палива Виробництво біопалива з гектара, л 0,84 43,30 36,37   100% – 0,88 37,61 33,10   91% 0,74 43,50 32,13   100% – 0,79 26,66 21,20   66%

 

В Україні діє близько 70 спиртових заводів. Промислове впровадження виробництва змішаних бензинів може дати 500 тис тонн дешевого біопалива на рік, що істотно поліпшить стан забезпечення сільського господарства паливом. Основою для його виробництва біопалива стануть відходи цукрового буряка виробництва – меляса.

У таблиці 2 наведено розрахунок кошторису при виробництві біоетанолу.

Таблиця 2. Розрахунок максимальної закупівельної вартості кукурудзи

Розрахунок максимальної закупівельної вартості кукурудзи Дол.США
Ціна на нафту, за барель Ціна на бензин, за барель Ціна на бензин, за м3 Максимальна ціна на біоетанол, за м3 Загальні виробничі витрати без вартості кукурудзи, на м3 Прибуток від продажу побічної продукції, за тонну Загальні виробничі витрати мінус прибуток від побічної продукції, на м3 Ціна на етанол мінус виробничі витрати, на м3 Максимальна ціна пропозиції на кукурудзу, за тонну 60,00

 

Біогаз.Його виробництво щорічно може дати з 1 га до 80 тис. КВт/год теплової та електричної енергії.

Наприклад біогаз, що використовується в Пакистані для виробництва енергії, одержують із барди – побічного продукту виробництва етилового спирту з патоки цукрової тростини.

У Німеччині метан з біогазу виробляють з силосу кукурудзи, зеленої маси й зернових відходів.

Біопаливо другого покоління – етанол з целюлози. Перший демонстраційний завод з виробництва етанолу з целюлози, на основі розробок корпорації Logen, відкрито в 2004 р. в Отаві (Канада).

У Бразилії у 80-х роках минулого сторіччя знайшло широке розповсюдження нетрадиційних видів автомобільного палива – біогаз, метанол, і особливо спирт, що виготовляється із цукрової тростини. Щорічно для цієї мети промисловість виробляє 3,3 млрд. л. спирту, що забезпечувало споживання у ньому лише на третину. Автотранспортні фірми застосовують також спирт з цукрового буряка. На практиці у якості автомобільного палива використовуються і суміші бензину зі спиртом. Добавка в бензин 22 % етанолу не потребує переробок звичайного карбюраторного двигуна, крім того мільйони двигунів працюють також на чистому етанолі.





Дата добавления: 2014-01-03; Просмотров: 331; Нарушение авторских прав?


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Рекомендуемые страницы:

studopedia.su - Студопедия (2013 - 2020) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление
Генерация страницы за: 0.004 сек.