Основные положения биоэнергетики

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ В ЭНЕРГЕТИКЕ

8. Основные положения биоэнергетики.

9. Фотосинтез.

10. Получение спирта из биомассы.

11. Биотопливные элементы.

12. Технологии использования биомассы.

13. Биогаз, основные характеристики и технологии получения.

14. Типы и структуры биореакторов для получения биогаза.

Сложный комплекс веществ, из которых состоят растения и животные, принято называть биомассой.

Основа биомассы – органические соединения углерода. Уникальная роль углерода в живой природе обусловлена его свойствами, которыми в совокупности не обладает ни один другой химический элемент. Между атомами углерода, а также между углеродом и другими химическими элементами образуются прочные химические связи, которые могут быть разъединены в сравнительно мягких физиологических условиях.

Органические соединения углерода в процессе соединения с кислородом при сгорании или в процессе естественного метаболизма выделяют тепло.

Следует отметить, что биомасса является основным исходным веществом для образования таких источников энергии, как торф, уголь, нефть, газ.

Одним из таких направлений является превращение биомассы в бурый уголь. Накапливавшийся в течение миллионов лет на поверхности Земли растительный материал в результате биохимического разложения перерабатывается в торф. Торфообразование и торфонакопление завершались перемешиванием торфяника осадками. Биохимические процессы далее приводили к превращению торфа в бурый уголь. В результате длительного воздействия повышенных температур и давления бурые угли преобразуются в каменные угли, а последние в антрацит. Аналогичным образом, нефть образовалась из останков морских животных, низших организмов и растительных остатков, которые также в течение многих лет скапливались и подвергались воздействию давления находящихся над ними пород и тепла.

Из общего количества биомассы только 0,5% употребляется человечеством в виде пищи. Применение биотоплива в виде дров, навоза и ботвы растений имеет существенное значение в домашнем хозяйстве примерно 50% населения планеты.

Удельная энергия, которую можно получить при сжигании, варьируется от 10 МДж/кг (сырая древесина) до 40 МДж/кг (жиры) и
55 Дж/кг (метан). Теплота сгорания сухой биомассы составляет
20 МДж/кг.

Энергетическая программа Республики Беларусь до 2010 года предусматривает ряд мероприятий в области биоэнергетики. Это, в том числе, применение биоэнергетических установок, что позволит не только улучшить экологическую обстановку, но и за счет биогаза обеспечить экономию 11 тыс.т условного топлива в год.

Интересно отметить, в Республике Беларусь ежегодно накапливается около 2,4 млн. тонн твердых бытовых отходов, которые направляются на свалки и мусороперерабатывающие заводы. На них ежегодно вывозится: бумаги – около 650 тыс. тонн, пищевых отходов – около 550 тыс. тонн, текстиля – около 70 тыс. тонн, дерева – около 54 тыс. тонн. Потенциальная энергия, заключенная в них, эквивалентна
470 тыс. тонн условного топлива. В мировой практике получение энергии за счет твердых бытовых отходов, в основном, осуществляется сжиганием и газификацией. В Японии, Дании и Швейцарии сжигается 70 %, в Германии – 30%, Италии – 25%, США – около 14% бытовых отходов.

Дата добавления: 2014-01-07