UNIVERZITET U TUZLI FILOZOFSKI FAKULTET STUDIJSKI ODSJEK: TE
DIPLOMSKI RAD Biomasa kao izvor energije
Tuzla, novembar 2007. godine
MATIKA
Diplomski rad Mentor Rad ima: 41
Biomasa kao izvor energije nl
, prof. stranicu
Redni broj dipomskog rada : 90.
6
Diplomski rad
Biomasa kao izvor energije
REZIME
Primarna prednost biomase kao izvora energije je u njenoj obnovljivosti. Upravo ovakva karkteristika daje suštinsku prednost biomasi u neobnovljiva. s otpadom iz biomase i njegovom materijalnom i energetskom iskorištavanju. U diplomskom radu «Biomasa kao izvor energije» prikupljeni su podaci o svim vrstama i osobinama biomase kao izvora energije, ukazano je na njihove pozitivne i negativne strane te objaš korištenja u energetske svrhe. gija proizvodnje en oplotnu energiju sa posebnim akcentom na kogeneracijske sisteme odnosno istovremenu proizvodnju ele što je dat osvrt na biomasu z nu u rješavanju problema manjka energije i njenim visokim cijenama, korištenjem biomase rješava se i probleme zaštite životne sredine. Osvrt je dat i na potencijale biomase u zemljama E sne i Hercegovine.
7
Diplomski rad
Biomasa kao izvor energije
SUMMARY The growing conscious about influence of human affect on nature and environment and the knowledge about limitation of fosil sources of energy shows us their economical using like searching for the manner for geting the energy from renewal sources. In the beginning, this work is focused on technology of disposal the waste of biomas and its material and energetic exploatation. In this work » biomas like source of energy » are collected the informations about all sorts of biomas and their gualities as source of energy, their positive and negative sides are showed here and described the manner of using in energetic purpose. Also, it is analyzed here the technology of production of energy by thermic treatment of biomas, transformation of biomas into electric and heating energy with special accent on cogeneratious sistem, that means simultaneous production of electric and heating energy. Although, it showed the importance of biomas in solvation of problem of energy deficit and its high prices, using biomas solves the problem of protection of living environment. Here are showed the potentials of biomas in european union countries as possibilities of using biomas on teritory of Bosnia and Herzegovina.
8
Diplomski rad
Biomasa kao izvor energije
SADRŽAJ:
1. 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 2. 2.1. 2.2. 2.2.1 2.2.2 2.3. 2.3.1 2.4. 2.4.1 2.5. 2.6. 2.6.1 2.6.2 2.7. 2.7.1 3. 3.1. 3.1.1 3.1.2 3.1.3 4. 4.1. 4.2. 4.3. 4.3.1 4.4 5. 6.
UVOD …………………………………………………………….. OSNOVNA SVOJSTVA BIOMASE …………………………… Hemijska struktura biomase …………………………………… Prednosti biomase u odnosu na fosilna goriva ……………… Nedostaci biomase kao goriva ………………………………… Svojstva biomase ……………………………………………….. IZVORI BIOMASE ………………………………………………. Poljoprivredni otpaci i ostaci …………………………………… Energija iz drvne mase …………………………………………. Dobijanje energije iz drveta u zemljama EU ……………….. Biobriketi …………………………………………………………. Energetske kulture ……………………………………………… Godišnji prinosi biljnih vrsta ……………………………………. Energija iz komunalnog otpada ………………………………. N getskog korištenja otpada ……….. Bioplin …………………………………………………………….. Alkoholna goriva ………………………………………………… Etanol …………………………………………………………….. Metanol …………………………………………………………… Biodizel …………………………………………………………… Biljke uljarice –sirovine za proizvodnju biodizela ……………. PROIZVODNJA ENERGIJE BIOMASE ………………………………………………………… T biomase ………………………………………………………… Konvencionalni ciklus …………………………………………… Rasplinjivanje (gasifikacija) i drugi napredni postupci ……… -firing) sa fosilnim gorivima ……… ENERGETSKI SISTEMI ………………………………………... Sistemi za proizvodnju toplinske energije ……………………. ……………………
6 7 7 7 7 7 10 10 12 13 14 15 16 16 16 19 20 20 21 22 22
energije …………………………………………………………… Primjena kogeneracijskih sistema …………………………….. Stirlingova mašina ………………………………………………. POTENCIJALI BIOMASE U ZEMLJAMA EU ………………. POTENCIJALI BIOMASE U BOSNI I HERCEGOVINI ……… …………………………………………………………. Literatura ………………………………………………………….
31 33 35 38 39 40 41
24 24 24 25 27 28 28 30
9
Diplomski rad
Biomasa kao izvor energije
UVOD Biomasa je obnovljiv izvor energije (jer biljke koje stvaraju biomasu mogu rasti uvijek iznova). O biljnog i životinjskog porijekla. io biološkim energetskim izvorima proizvode fotosinteze biljaka, ne samo kao hranu nego i kao gorivo. Historijski gledano energija biomase je prvo i osnovno gorivo koje su ljudi koje se koristilo za grijanje i spremanje hrane kao prvog dominantnog izvora za proizvodnju energije, pa sve do 19. vijeka kada , odnosno dok su industrijskom revolucijom primat p i nego u industrijalizovanim zemljama. Energija biljnog porijekla predstavlja procesom fotosinteze akumuliranu svjetlosnu energiju kojom se svjetlost transformisala u hemijsku energiju. U toku fotosinteze biljke koriste ugljen dioksid iz vazduha i vode, u cilju stvaranja ugljenih hidrata biomase. Dakle, energija akumulirana u biomasi je hemijske prirode pa u njenoj eksploataciji nema prekida rada izvorima. Energetski potencijal biomase je skoncentrisan u otpacima iz poljoprivrede (98%), šumske proizvodnje (1,5%) (0,5%). Energije iz biomase Njihova proizvodnja procesima. Postoji mnogo korisnika bioma vrijednosti. Upotreba biomase ili goriva i otpadnih materija dobijenih iz biomase kao izvora energije zahtjeva njihovo sagorij Ona može direktno da sagorijeva i transformiše se u toplotnu energiju. Pored korištenja za sagorijevanje radi lakšeg skladištenja biomasa se može i briketirat, zatim peletirati, što je racionalno. Biomasa se koristi i za pravljenje bioplina, etanola i biljnog ulja. Etanol se koristi kao zamjena za benzin, a biljno ulje kao zamjena za dizel.
10
Diplomski rad
Biomasa kao izvor energije
1. OSNOVNA SVOJSTVA BIOMASE 1.1. Hemijska struktura biomase Hemijski sastav biomase varira u zavisnosti od tipa izvornih materija, mada se prosj om sastoji od: § § §
75% ugljiko 25% lignita 5% manjih molekularnih fragmenata koji se nazivaju ekstraktivima1
Ugljiko lance ili polimere. Dvije velike kategorije ugljikohidrata ko vrijednosti su celuloza i hemi-celuloza. dvodimenzionalne strukture. Priroda koristi duge celulozne polimere koji grade vlakna, a koje daju djeluje kao ljepilo koji drži celulozna vlakna zajedno te ova kombinacija daje tvari potre koju imaju neka stoljetna stabla. celuloza predstavlja strukturu, a lignin cement. Biomasa u vidu flore ne predstavlj vrijednost. 1.2. Prednosti biomase u odnosu na fosilna goriva § § § § § § §
siguran i obnovljiv izvor energije, manja emisija štetnih plinova i otpadnih voda, zbrinjavanje i iskorištavanje otpada i ostataka iz poljoprivrede, zbrinjavanje otpada iz šumarstva i drvne industrije, smanjenje uvoza energenta, , snadbijevanja energijom.
1.3. Nedostaci biomase kao goriva § § §
hemij i , neorganizovano tržište biomase, nepostojanje organiziranog gorivog ciklusa biomase.
1.4. Svojstva biomase Obnovljivost Sve vrste biomase su obnovljive, bez obzira kako je uzgojena planski ili izrasla divlje,
1
Suad
"Upravljanje enrgijom", Tuzla 2000., str.200.
11
Diplomski rad
Biomasa kao izvor energije arstvu, a 1/3 može biti
iskorištena za energetske potrebe.
Slika 1. Ciklus iskorištavanja biomase
Emisija štetnih plinova pri sagorjevanju Emisija plinova pri sagorjevanju je manje štetna od konvencionalnih goriva jer nema sumpora. Prilikom korištenja otpadaka emisija može biti opasna ako se prethodno iz otpadaka ne izdvoje štetni sastojci.
Slika 2. Emisija štetnih plinova konvencionalnih goriva i biomase
Neutralnost CO2 U lancu od pridobijanja energije, izrade i mo korištenja i zbrinjavanja energije iz biomase ekološki je prihvatljivija od energije iz ijevanjem iz biomase troše biljke u svom rastu. «CO2 je neutralna energija». 12
Diplomski rad
Biomasa kao izvor energije
Tok CO2
Tok energije
Slika 3. CO2 u atmosferi pri korištenju energije iz biomase i iz fosilnih goriva
Biljke koriste i pohranjuju ugljendioksid tokom svog rasta. On se ispusti u atmosferu kada se biljke spale. Druge biljke koje rastu iskorištavaju taj otpušteni ugljendioksid u svom rastu. Dakle, korištenjem biomase, zatvara se krug en dioksida. Ugljen dioksid je plin koji, kad ga ima previše, može lnom zatopljenju. Stoga je upotreba biomase u energetici prihvatljiva za okolinu jer se biomasa smanjuje, reciklira i ponovno upotrebljava. Kod neutralnosti biomase emisija CO2 pri korištenu biomase je jednaka emisiji CO2 pri fotosintezi.
Slika 4. Neutralnost CO2 pri fotosintezi
13
Diplomski rad
Biomasa kao izvor energije
2. IZVORI BIOMASE Da bi se iz biomase dobila energija postoje dva sistema koja moraju sinhronizovano funkcionisati: § §
, energetsko postrojenje koje proizvodi i prodaje energiju.
2
(izvora) koje se razlikuju po svojim osobinama: §
poljoprivredni otpaci i ostaci
§
šumski otpaci: neiskorišteno drvo, ostaci klada i panjeva,itd.,
§
p trska, kukuruz, itd.,
§
energetske kulture: žitarice kao što su vrba ili hibridni platan, itd.,
§
komunalni otpad: industrijski otpad iz industrije koje proizvode organski i sl. Gradski otpad kao što je papir i biljni ostaci koji se mogu iskoristiti kao izvor biomase.
ij
,
2.1. Poljoprivredni otpaci i ostaci Poljoprivredni ostaci su ostaci od dijelova biljaka koji ostaju na poljima i tokom obrade.
Slika 5. Žetveni ostaci od pšenice - slama 2
Mirsa
., str. 236.
14
Diplomski rad
Biomasa kao izvor energije
slame, stabljike biljaka te materijala. energije jako su varijabilne, jer zavise od niza faktora: o vrsti, okruženju, , zatim, dislokacija, odnosno udaljenost transportnih troškova, neisplativosti rada prilikom sakupljanja (odnosi se na efikasnost mašina). 62% žetvenih ostataka u Sjevernoj Americi koji su raspoloživi pojavlju ardecembar), dok zanemarljiv procenat biva proizveden tokom ostalih 6 mjeseci u godini.3 Kvalitet poljoprivrednih otpadaka i ostataka Kvalitet biomase varira sa: § § §
vrstom biljke, njenim dijelom, okruženjem u kojim je rasla.
Poljoprivredni ostaci
HHV* (MJ/kg)
DM** (MJ/kg)
Pepeo (%)
Celulo za
Lignit (%)
Azot (%)
Sumpor (%)
Ugljik (%)
Slama pšenice
17,51
90,1
8,90
50,1
13,7
0,61
0,11
43,2
Stabljika kukuruza
17,65
53,0
55,58
32,8
8,7
0,61
0,01
43,6
Klip kukuruza
18,77
_
1,36
_
_
0,47
0,01
46,5
Stabljika pamuka
18,53
_
17,30
_
_
1,20
0,02
39,5
Stabljika graha
17,46
_
5,93
39,5
13,18
0,83
0,01
42,9
HHV* (MJ/kg)
DM** (MJ/kg)
Pepeo (%)
Celulo za
Lignit (%)
Azot (%)
Sumpor (%)
Ugljik (%)
19,38
_
4,81
_
_
0,96
0,02
45,0
Od prerade pamuka
16,42
86,0
17,60
_
_
2,09
_
39,6
Ljuska kikirikija
18,64
_
5,89
_
_
1,63
0,12
45,8
Ljuska riže
16,14
91,0
17,86
_
_
0,40
0,02
41,0
20,34
45,0
9,48
_
_
1,86
0,03
52,9
21,39
_
3,16
_
_
0,36
0,02
48,8
Otpaci od proizvodnje hrane i vlakana Ljuska lupinastog
Koštice masline
HHV* - (High Heating Vaule) – Gornja toplotna vrijednost DM** - (Dry Marerijal) – Suha materija Tabela 1. Svojstva odabranih poljoprivrednih ostatka i otpadaka
3
, Tuzla 2005.,str.238.
15
Diplomski rad
Biomasa kao izvor energije
2.2. Energija iz drvne mase Kada se govori o drvetu kao biomasi odnosno energetskom resursu (ogrevno drvo ili energetsko drvo) onda govorimo o drvetu sa šu koja su neiskoristiva i eksplotaciji drveta, odnosno onoj vrsti drveta koja nemaju tržišnu vrijednost, a to su : drvena masa koja je nastala okresavanjem trupaca te otpad i ostaci od obrade kao što je kora, piljevina, ostaci od tesanja, panjevi itd. Osnovne karakteristike pri primjeni šumske ili drvne biomase kao energenta jednake su kao kod svakog goriva, a to su: § § § § §
hemijski sastav, ogrevna vrijednost (ogrevnost), temperatura samozapaljenja, temperatura izgaranja, fizika
.).
ogrevnost (ogr vlage), potom hemijski s
Stanje drveta
Svježe
Uskladišteno preko ljeta
Uskladišteno 2-3 godine
Vlažnost drveta
50-60%
25-35%
15-25%
Energija (MWh/t)
2,0
3,4
4,0
Tabela 2. Energetska vrijednost drveta u zavisnosti od vlažnosti
Za naše podneblje i vrste ubraja li se ono u listopadno ili udio pojedinih sastojaka pri tome kao gorivo.4
4
evnost utvrditi o, odnosno u meko ili tvrdo drvo, jer je a se može koristiti
www.energetika-net.hr/skola/oie/energija-biomase/biomasa
16
Diplomski rad
Biomasa kao izvor energije
Vrsta drveta Grab Bukva Hrast Jasen Brijest Javor Bagrem Breza Kesten Vrba bijela Vrba siva Joha crna Joha bijela Topola Smreka Jela
kg/m3 830 720 690 690 680 630 770 650 570 560 560 550 550 450 470 450 520
Ogrijevnost pri MJ/kg 17,01 18,82 18,38 17,81 17,51 18,95 19,49 17,85 17,54 18,07 17,26 17,26 19,66 19,49 21,21
Tabela 3. Ogrevnost raznih vrsta drveta
2.2.1. Dobjanje energije iz drveta u zemljama EU U Europskoj Uniji 58% primarne energije dobivene od obnovljivih izvora energije dolazi iz drva. Tu veliki udio ima tradicionalno iskorištavanje potencijala šuma. U Francuskoj se proizvodi najviše primarne energije iz drva. To je u 2000. godini iznosilo 9.8 Mtoe en znatno koriste energiju iz drva. Iako toplinska potrošnja energije iz drveta se pretvara i u elektr
pretvorba u ele
Francuska
9,8 Mtoe
Švetska
8,3 Mtoe
Finska
7,5 Mtoe
Tabela 4. Pregled dobijanja energije iz drveta
17
Diplomski rad
Biomasa kao izvor energije
2.2.2. Biobriketi Pod biobriketima se podrazumijeva proizvod tehnološkog postupka briketiranja kompaktna forma biomase koja i nego što je to zapreminska masa materijala biomase od koga je biobriket napravljen. Našim standardom se pod energetskim briketom podrazumjeva proizvod dobijen postupkom briketiranja lignoceluloznog materijala. Sam postupak briketiranja se sastoji u sabijanju lignoceluloznog materijala u što manju .
Slika 6. Izgled biobriketa
osti za masovniju upotrebu biomasa kao goriva jedno od rješenja je izrada biobriketa. Time se postiže da biomasa prestaje da bude autonomno gorivo. Može biti namijenjena širem krugu korisnika kao što su: poljoprivredna imanja, staklenici i sl. Tehnologija briketiranja Tehnologijom briketiranja može se riješiti proble kojom se zapreminska masa nus kg/m3, a time se zapremina smanjuje 7 dobija se briket kalorijske vrijednosti od 15 - 18 MJ/kg, što je približno drvetu. Biomasa se može briketirati za loženje u energetske svrhe dodavanjem drugog hranjiva, a potom melase, može da se v briket nepogodnijim od standardnog korišt visoka higroskopnost (upija vodu i vlagu), što uslovljava posebne uslove ekonomsku opravdanost primjene ove tehnologije vezani su prvenstveno za troškove sakupljanja i kvalitet biomase. Nizak sadržaj sumpora u briketima, s Njegova je cijena 1,8 euro-centi po kilovat satu i po tome je samo prirodni gas sa cijenom od 1, 7 centi po kilovat casu isplati na energija mnogo skuplji.5
5
www.well.org.yu/Energije%20druge.htm
18
Diplomski rad
Biomasa kao izvor energije
Prednosti briketiranja j § § § § §
smanjuju se troškovi manipulacije i transporta, smanjuje se potrebna zapremina za skladištenje, biološki procesi kvarenja biomasa su manje izraženi, ijevanja u odnosu na sagorijevanje u rinfuznom stanju.
Nedostaci briketiranja Sa druge strane § § § §
u izvj mora se ulagati u novu tehnologiju koja je nužna za odvijanje procesa, neophodna je potrošnja energije.
2.3. Energetske kulture
biomase koja šumskih otpadaka i ostataka.
za razliku od poljuprivrednih i
Slika 7. Zasadi energetskih kultura
površine. Energetske kulture mogu biti jednogodišnje ( sa periodom rotacije od jedne godine) ili višegodišnje biljke (sa periodom rotacije od 3 do 30 godina). Uzgoj energetskih kultura i dalje je predmet istraživanja.
19
Diplomski rad
Biomasa kao izvor energije
2.3.1. Godišnji prinosi biljnih vrsta Energetske kulture Topola
Maksimalni prinosi (t/ha) 25 (zavisno o kvalitetu tla)
Vrba
12
Trska Mischantus
8 40 (zavisno od klime i kvaliteta tla)
Tabela 5. Prinosi nekih energetskih kultura (t/ha)
2.4. Energija iz komunalnog otpada Ubrzani razvitak industrije, a uzrokovali su globalnu "ekološku" krizu koja u razvijenim državama predstavlja problem zbrinjavanja otpada. Nekontrolisan i neodgovorno odložen otpad ugrožava zdravlje ljudi i okolinu, a brojni su primjeri u kojima je dokazano stupanja s otpadom. Svjetska sistemom zbrinjavanja otpada koji polazi od integralnog i cjelovitog koncepta brige o prirodnim vrijednostima, odnosno zaštite okoline. obrade otpada, posebno u urbaniziranim - gusto alisanje štetnih svojstava i obrade otpada, od kojih je sagorijevanje otpada dosad najviše korišteno. Oko u svijetu provedene su brojne rasprave. se tehnologija najviše koristi upravo u razvijenim državama. sistema upravljanja energijom, obuhvata vrednovanje d savremenih deponija, bioplina kod takozvane anaerobne hladne obrade otpada i
Proizvodnja energije iz otpada u svijetu nije rijetkost. Tako se danas u Švedskoj otpad energetski iskorištava u 21 postrojenju za spaljiv se godišnje zbrinjava 1,7 mili
2.4.1.
ni materijalnog i energetskog korištenja otpada
Iskorištavanje materijalnog i energetskog potencijala otpada je jedan od otpadom što ekonomski io sistem. Posebnu pažnju zaslužuju prije svega biološki otpadi koji u sebi sadrže veliki potencijal.
20
Diplomski rad
Biomasa kao izvor energije
U anaerobním uslovima, tj. bez prisustva vazdu a metan, koji je nosilac energetskog potencijala, npr. u zemnom gasu se njegov dio plinu ni cca 50-60 %, a u bioplinu cca 60-70%. Npr. ako pogledamo prosje
razvrstani biološki otpad
nerazvrstani biološki otpad
Slika 9.
zanimljivi su slj § § § § § §
otpad iz poljoprivredne industrije ubrivo, odvodne vode, trava), , otpad od održavanja gradskog zelenila (trava, sijeno i sl), otpad iz prehrambene industrije (otpad iz klanica, proizv ), otpad iz kuhinja ugostiteljskih objekata, otpad od separacije biološke komponente komunalnog otpada.
Na deponijama komunalnog otpada dolazi do širenja deponijskog plina u toku cca 20ijenja u zavisnosti od deponiranja. Pogodan sistem degazacije deponije može da obuhvati maksimalno cca 50% nastalog deponijskog gasa.
21
Diplomski rad
Biomasa kao izvor energije
Legenda: Deponija, Gasne sonde (trnovi),
1. 2. 3. 4. Gasni kolektor, 5. Kompresor za isisavanje gasa, 6. Visokotemperaturna baklja, 7. Kogeneracioni motor, 8. Trafo stanica, 9. Toplovod.
Slika 8. Primjer dobro
e deponije
Sistem raspolaganja sa deponijskim plinom na deponijama obuhvata ara, horizonatalnih drenaža, crpnih plina i završni dio njegove prerade. To može biti recimo kotlana za zagrijavanje ili kogeneraciona jedinica koja proizvodi suštini o klipnom gasnom motoru koji je dna toplota enja tehnologije i izduvnih gasova. Ukupna efikasnost iootpada je enim bioplinskim stanicama. Ove stanice su namijenjene za dobijanje maksimalne energije iz otapda i na dalje korištenje te energije.
Slika 10.
sve vrste bioloških otpada, , biokomponente iz komunalnih otpada i sl. Osnovna tehnološka komponenta ovog postrojena je 22
Diplomski rad
Biomasa kao izvor energije
hidrolizer u kojem na temperaturi cca 70°C dolazi do higijenizacije materijala, zatim slijedi sopstveni reaktor gdje se pri temperaturi cca 335°c-55°C proizvodi sopstveni bioplin. Zatim rezervoar za gas apsorbuje ovaj biogas koji se dalje koristi u kogenercionim jedinicama. Postrojenje s kapacitetom cca 15 000 t materijala (nakon razblaženja na suhu materiju 8-10%) može da proizvede cca 500 000 m3 biogasa godišnje iz kojeg se može kogeneracijom dobiti cca 800000 otpada dobijamo cca 53 KW W toplotne energije. ni proizvod prerade biološkog otpada je produkt koji sadrži cca 50% , a ima optimalnu pH vrijednost, zato je pogodno upotrijebiti ga kao ubrivo u poljoprovredi. Slj Za razliku od prethodnog, u ovom procesu uz prisustvo vazduha (aerobno) dolazi do stabilizacije i higijenizacije biootpada, ali ovdj gija pogodna samo za neke biootpade, prije svega za otpade nastale prilikom održavanja gradskog zelenila, poljoprivredne otpade i sl. Procesom kompostiranja koji može da se vrši jednostavno na gomilama, tzv. „klamfama“ ili upravljanim reaktorima, dobija se rivo npr. u poljoprivredi.
2.5. Bioplin Pojam bioplin odnosi se na metan nastao anaerobnom razgradnjom biomase. CO2. No ako se biomasa stavi u preuzeti anaerobni mikroorganizmi koji djeluju bez prisutstva zraka. sti životinjski izmet, no m uslovi
proizvedeni bioplin se n pogoniti i motor sa unutrašnjim sagorjevanjem Proizvodnja plina – anaerobnom fermentacijom organske tvari (supstrata), kako iz otpada, tako iz biljne mase ciljano uzgajane za dobivanje energije (plina) jedna je od najzanimljivijih opcija. Kao što je gore i navedeneo bioplin nastaje pri bakterijskom razlaganju biološke materije u anaerobnim uslovima (bez prisustva vazduha). Fermentacijom dobiveni “bioplin” je smjesa : § § § § § § § §
metan (CH4), dušik (N2), ugljen dioksid (CO2), vodonik (H2), sumporovodonik (H2S), amonijak (NH4) kisik (O2), voda (H2O). 23
Diplomski rad
Biomasa kao izvor energije
N
,
energije i “otpadne” topline. plina zavisi od sadržaja metana i za prosj 65% metana iznosi 6,4 kWh/Nm3. Za proizvodnju bioplina koriste se digestori - podzemni ili nadzemni se i odvodnju nastalog kod ko mogu podnijeti kapacitete cijelih naselja. Nusprodukt proizvo poljoprivredi koristi kao gnojivo za prihranu tla.6 kontinuirana, neovisna o vremenskim pilikama i doba dana te da se relativno lako regulira. Aparati i oprema koji se koriste u ovom procesu se (u drugim procesima) tupanj automatizacije procesa.
2.6. Alkoholna goriva 2.6.1. Etanol Etanol se može proizvoditi od tri osnovne vrste biomase: § § §
, skroba (od kukuruza), celuloze (od drva, poljoprivrednih ostataka).
entirati direktno u etanol. Sirovine bogate skrobom sadržavaju velike molekule
Ugljikovodici u sirovi enzimatskom hidrolizom. trska, slatki sirak i kukuruz. Osnovne faze u procesu proizvodnje etanola su: § § §
6
priprema sirovine, fermentacija, destilacija etanola.
Bruno Motik "Zelena energija", Zagreb 2005., str. 29.
24
Diplomski rad
Biomasa kao izvor energije
Priprema sirovine je zapravo hidroliza molekula s može fermentirati. Fermentacija kvascem za proizvodnju 8 do 10%-tnog alkohola nakon 24 do 72 h fermentacije. Destilacija dobivenog alkohola vrši se -tni etanol. Za proizvodnju potpuno i za miješanje s benzinom, dodaje se benzin i nastavlja destilacija te se dobiva 99,8%-tni etanol.
sirovina
slatki sirak kukuruz drvo
prinos etanola, l/t 70 86 370 160
prinos sirovine t/ha 50,0 35,0 6,0 20,0
prinos alkohola, l/ha godišnje 3500 3010 2200 3200
energija, GJ/ha godišnje 1350 945 162 540
Tabela 6. Prinos etanola iz raznih vrsta sirovina
eni etanola za vozila je Brazil u kojem se svake godine proizvede više od 15 milijardi l. Oko 15% brazilskih vozila se -tnu smjesu s benzinom. Etanol se -u etanolske smje danas prešla približno 3 trilijo etanolske smjese. 2.6.2. Metanol Za proizvodnju metanola mogu se koristiti sirovine s visokim udjelom celuloze kao što je drvo i neki ostaci iz poljoprivrede. Tehnologija je posve uproizvod iz kojeg se sintetizira metanol. Faza sinteze metanola je dobro poznata i komercijalno dokazana, dok je faza rasplinjavanja još u razvoju. Takva istraživanja se provode u zemljama s velikim drvnim potencijalom kao što su Švedska i Brazil, a primjena takvih postrojenja se
može koristiti u motorima s unutarnjim sagorjevanjem uz dodavanje benzinu ili kao njegova potpuna zamjena. Za dodavanje do 20% etanola u benzin nisu potrebna nikakva
može koristiti kao dodatak benzinu ili kao posebno gorivo. Zbog ponešto
25
Diplomski rad
Biomasa kao izvor energije svojstvo
etanol 789 ogrjevna vrijednost, MJ/kg 21,3 - 29,7 stehiometrijski omjer zraka i goriva, kg/kg 9,0 temperatura vrenja kod 1 bar, °C 7,5 stupanj viskoznosti oktanski broj 106 3
metanol 793 15,6 - 22,3 6,5 65 0,58 112
benzin 720 - 750 32,0 - 46,47 14,6 30,23 0,6 91 - 100
Tabela 7. Usporedba svojstava alkoholnih goriva i benzina
2.7. Biodizel Biodizel je gorivo za motorna vozila koje se dobiva od ulja repe ili drugih biljnih ulja esterifikacijom s metanolom. Pri tome nastaje gorivo koje ima svojstva Hemijski se opisuje kao monoalkoholni ester. Kroz proces esterifikacije biljno ulje reagira s metanolom i natrijevim hidroksidom kao katalizatorom te nastaje ester masnih kiselina zajedno s ostalim nusproduktima: glicerolom, gliceridskim talogom i sapunom. Biodizel pripada skupini derivata srednje dugih, C 16 U sa mineralnim dizelskim gorivom ne sadrži aromate i sumpor, biološki je vrlo razgradiv Može se koristiti u potpunosti kao zamjena za mineralni dizel ili kao smjesa s mineralnim uzrokuje manje trošenje klipova, stijenki cilindara i preciznih dijelova pumpe za ubrizgavanje. , dosadašnja iskustva upozoravaju i na neke probleme u pretvaranje hrane u gorivo, ali tu su i mane koje pokazuje to gorivo. Biodizel je otapalo koje djeluje na neke materijale polimerne i gumene cijevi te stoga se . 2.7.1. Biljke uljarice –sirovine za proizvodnju biodizela
Slika 11.
26
Diplomski rad
Biomasa kao izvor energije
Pri primjeni biodizela najviše treba imati na umu slj §
biodizel se može primijeniti gotov za sam pogon vozilo ne zahtijeva nikakve izmjene,
§
cijevi za gorivo i za povrat goriva iz pumpe koje dolaze u dodir s gorivom treba zamijeniti materijalima prikladnima za biodizel kao što je fluorziv Viton), poznat i kao FPM-ECO-ECO, jer agensi u biodizelu, pogotovo pri povišenoj temperaturi, u roku od 6 do 10 mjeseci mogu uzrokovati propuštanje cijevi,
§
biodizel je agresivan prema laku za karoserije pa pri sipanju goriva treba odmah obrisati polivene površine,
§
ako se prethodno koristilo samo konvencionalno dizelsko gorivo, nakon prvih 1 do 2 punjenja spremnika biodizelom valja zamijeniti filter za gorivo, ,
§
da je motor dulje vrijeme bio vo konvencionalnog dizela, dolazi do prodora neizgorenog goriva u motorno ,
§ proporcionalni porast potrošnje goriva, §
7
biodizel je bez aditiva zimi prikladan za primjenu na temperaturama ne nižima od -8 °C.7
www.energetika-net.hr/skola/oie/energija-biomase/biomasa
27
Diplomski rad
Biomasa kao izvor energije
3. PROIZVODNJA
TRETMANOM BIOMASE
Bez obzira na vrstu sirovine energija se proizvodi radi: § § §
proizvodnje topline, proizvodnje eklek
, topline i struje (kogeneracije CHP).8
3.1. T
ela u tri grupe metoda: 1. Konvencionalni ciklus 2. Rasplinjivanje (gasifikacija) i drugi napredni postupci -firing) sa fosilnim gorivima9 3.1.1. Konvencionalni ciklus Konvencionalni ciklus spaljivanja biomase u suvišku zraka koristi se u svrhu proizvodnje topline koja se zatim koristi za proizvodnju pare visokog pritiska
Ako je pro iskorištena para iz turbine ekspandira sve do vrlo niskog pritisak u kondenzatoru, a ako se radi o CHP sistemu tada para kondenzira na vis vode.
1. Gorivo 2. Zrak 3. Dimni plin 4. Prostor kotla 5. Pre 6. Elektrofilter 7. Ventilator 8. Dimnjak
Slika 12. Šematski prikaz postrojenja za spaljivanje biomase
8 9
gija i okolina", Tuzla 2005., str.246.
28
Diplomski rad
Biomasa kao izvor energije
3.1.2. Rasplinjivanje (gasifikacija) i drugi napredni postupci
u odnosu na ostale parne cikluse zasnovanih na spaljivanju
Dobijena toplina se pretvara u druge oblike energije na znatno višim
Postrojenja na bazi konvencionalnih parnih ciklusa mogu ostvariti efikasnost konverzije do oko 25%. Dok rasplinjavanje i pirol na 45% efikasnosti konverzije. U napredne postupke za proizvodnju energije iz biomase svrstavaju se rasplinjivanje (gasifikacija) i piroliza. Rasplinjavane je proces kon ste biomasa u gorivi plin. Rasplinjavanje je, u stvari, jedan oblik nepotpunog sagorijevanja krutog goriva. Uslijed zagrijavanja na visokoj tempraturi kruto gorivo Dakle, biomase proizvesti plin koji se može koristiti kao pogonsko gorivo za motore sa unutar
Slika 13. Tehnološki proces gasifikacije iz drvenog otpada
Rasplinjanjem drveta nastaje mješavina slje plinova: - vodik (20%), - ugljenmonoksid (20%) i - metan (3%). Osim ova tri plina nastaju i dušik i ugljendioksid koji nisu zapaljivi.10
glavna stepena: sušenje, piroliza, rasplinjavanje i oksidacija.
10
Bruno Motik "Zelena energija", Zagreb 2005., str.26.
29
Diplomski rad
Biomasa kao izvor energije :
1. (sušenje za rasplinjavanje biomase, 2. na plinskim turbinama ili gorionicama plina proizvedenom u prvom stepenu.11
1. Biomasa 2. Primarni zrak 3. Rešetka 4. Plin 5. Pepeo 6. Sekundarni zrak 7. Dimni plin
A Rasplinjavanje B.Spaljivanje
Slika 14.
§ - gorivo i zrak imaju suprotan smjer, - gorivo se dovodi odozgo, a zrak dolazi odozdo, - izlaz proizvedenog plina nalazi se na gornjoj srani. § - gorivo i zrak transportiraju se u istom pravcu, - gorivo se dodaje odozgo, a zrak se dodaje na pola puta, - izlaz proizvedenog plina nalazi se na donjoj strani. § - protoci goriva i zraka se ukrštaju, - gorivo se dodaje sa strane, a zrak dolazi pod pritiskom, - izlaz proizvedenog plina je na gornjoj strani
11
.
, Tuzla 2005., str. 259.
30
Diplomski rad
Biomasa kao izvor energije
a) Slika 15.
3.1.3.
b) c) je biomase (protustrujno, istostrujno i fluidizirani sloj)
-firing) sa fosilnim gorivima
goriva.
- za manje
-5%) biomasa se miješa sa ugljem na ulazu u postrojenje,
- z -25%) biomasa treba biti fino usitnjena, te spaljena u zasebnim gorionicama što jne troškove i utrošak energije, - za velike
) icaj na režim rada anje pepela, što uzrokuje potrebu prethodnog rasplinjavanja biomase te spaljivanja proizvedenog plina u zasebnim plinskim gorionicama. Sav en izuzetno velikim troškovima.
§ § § §
smanjeni kapitalni troškovi, visoka efikasnost konverzije, smanjena emisija azotnih oksida (NOX), smanjena emisija sumpornog dioksida (SO2).12
§
iskoriš g velike udaljenosti postrojena (nije isplativa ako udaljenost iznosi 50-80 km), prednosti Co-Firing u ekonomskm smislu mogu se ostvariti samo izbjegavanjem , u .
§ §
12
"Energija i okolina", Tuzla 2005., str. 263.
31
Diplomski rad
Biomasa kao izvor energije
4. ENERGETSKI SISTEMI K osnovu term
cima. U
Energetski sistemi ovog tipa se mogu podijeliti na: § § §
, , sistemi za kombinov sistemi).13
Ove tri kategorije sistema se u suštini razlikuju po efikasnosti iskorištenja Y 1
0,8-0,9
0,8-0,9
A: Proizvodnja topline A 0,5
C: CHP sistemi
B C 0,15-0,3
Y: Efikasnost
0 A
Slika 16. E
B
C
gori
eme
4.1. Sistemi za proizvodnju toplinske energije Sistemi za proizvodnju toplinske energi biomase koriste se najviše za zagrijavanje prostorija. Njihovi kapaciteti su od nekoliko KW th, pa sve do 100 MW th. Sistemi tog tipa industrijskih razmjera koji proizvode veliku toplinsku energiju distribuiraju je kroz mreže daljinskog grijanja. O najbolje pokazuje prednosti, kako u ekonomskom, tako i u ekološkom smislu, nad sistemima baziranih na fosilnim gorivima. Pored ekološkog tako i sa ekonomskog stanovišta faktor efikasnosti jest tor za izbor tehnologije pri obradi raspoložive biomase. Pod pojmom daljinskog grijanja grijanja može se koristi ili temima koristi topla voda koja O C do 130OC ( pritisak u kotlu od 5 bari ),a povratna 13
Mirs
"Energija i okolina", Tuzla 2005., str. 267.
32
Diplomski rad
Biomasa kao izvor energije
temperatura vode je od 45OC do 70OC. Primjena vodene pare kao nosioca topline
(sl.1.), - postrojenje sa injekcionim spaljivanjem (sl.2.), - namjenska postrojenja za spaljivanje slame (sl.3.).14
1. Biomasa 2. Pepeo 3. Dimni plin
Slika 1.
1. Biomas i primarni zrak 2. Zrak 3. Sekundarni zrak 4. Dimni plin 5. Izgaranje 6. Toplinska izmjena
Slika 2.
1. Bale slame 2. Dimni plin
Slika 3. Slika 17.
14
ki tretman biomase
"Energija i okolina", Tuzla 2005., str. 269.
33
Diplomski rad
Biomasa kao izvor energije
4.2. Sistemi za pro Sistemi za proi odgovaraju za režim tzv režim tzv -6 000 h godišnje). Ali i pored ove fleksibilnosti ovi sistemi su veoma rijetki jer ne zadovoljavaju ekonomsko-ekološki koncept implementacije, odnosno, imaju nisku efikasnost. Niska efikasnost, Kod ovih sistema para koja napušta turbinu odaje svoju toplinu razhladnoj vodi koja se odvodi u vodenu akumulaciju, dakle, biva izgubljena, neiskorištena, odnosno u kra razmjera.
1. Gorivo 2. Kotao 3. Vodena para 4. Turbina 5. Generator 6. Kondenzator 7. Rezervoar napojne vode 8. Predgrijavanje napojne vode
Slika 18. Principijelna šema kondenzacione elektrane
energetski energije pri kraju je radnog vijeka je bazirana na upotrebi fosilnih goriva, mada se u novije vrijeme pokušavaju modificirati u smislu efikasnosti prerade u CHP sisteme. Jedan od takvih primjera je Termoelektrana u Tuzli koja grijanja. Razlog za izgradnju ovog tipa sistema može biti nedostatak kapaciteta , dok u isto vrijeme imaju na raspolaganju izvore biomase pogodne za upotrebu u energetske namjene. elektrana Mortagua (Portugal). Instalirani kapacitet elektrane je 10 MWe, a snaga We, za svoj rad troši 8,7 t/h goriva od šumskih otpadaka. Proizvodi 40 t/h pare od 42 bar 420OC uz temperaturu napojne vode koja iznosi 143OC. Parna turbina je kondezatorskog tipa. Sistem godišnje uz efikasnost od 26,5%.15 Razlozi izgradnje ovog tipa elektrana su: § § § §
15
Mirs
, ekološki faktor, dostupan izvor rashladne vode, pogodan teren za izgradnju elektrana.
"Energija i okolina", Tuzla 2005., str. 271.
34
Diplomski rad
Biomasa kao izvor energije
Pored navedenenih postoje i dodatni motivi socijalnog karaktera za zaustavljanje iseljavanja i stvaranje uvjeta za zapošljavanje lokalnog stanovništva u elektrani, šumskom gazdinstvu, transportu goriva, prethodnom tretmanu biomase te drugim indirektnim poslovima.
4.3. Sistemi za kombinovanu proizvodnju
toplinske energije
U energetskim sistemima, pod kogeneracijom podrazumijeva se istovremena proizvodnja toplinske i ele esta oznaka u literaturi za sisteme kogeneracije je “CHP”-Combined heat and power production) Prema Drugom zakonu termodinamike, da bi u jednom teh kom sistemu dobili ki rad (Lm), potrebno je tom sistemu i dovesti toplinsku energiju (Qd) i od njega odvesti toplinsku energiju (Qod). Razlika dovedene i odvedene topline ki rad. Loša posljedica Drugog zakona termodinamike ajan dio topline odvesti od sistema. Dilema je šta ura inom topline: d inu topline korisno upotrijebiti. Kogeneracija koristi otpadnu toplotu koja uvijek nastaje prilikom dobijanja o ispuštanje u atmosferu. Prilikom gotovo energetsk te ( orištenost nergetskoj uštedi od 20 do 40%.16 Kogeneracija može biti: Centralizirana, kada je kogenerativno postrojenje udaljeno od korisnika ne energije. Zbog smanjenja transportnih gubitaka toplinskog i nog dalekovoda potrebno je vršiti transformaciju energije sa nižeg na viši potencijal i obrnuto, što izaziva dodatne gubitke energije. Decentralizirani, mali sistemi kogeneracije podrazumijevaju kogenerativno postrojenje na istoj ili bliskoj lokaciji sa bez transformacije i daljinskog transporta. Ovo je samo jedna od prednosti decentraliziranih malih sistema kogeneracije.
Slika 19. Šema kogeneracije
16
www.cogeneracija.co.yu
35
Diplomski rad
Biomasa kao izvor energije
Kogeneracija obezbj ekonomski najefikasniju opciju za proizvodnju kada se u obzir uzmu uštede od korištenja toplote. U može razvijati mnogo slobodnije nego na tržištima sa upravljanim tarifama. za dvije do pet godina. ij kogeneraciono postrojenje radi bar deset godina neophodno je u obzir uzeti
Efikasnost nas standardna postrojenja koja proizvode samo ij korištenjem ove otpadne toplote efikasnost kogeneracionog postrojenja dostiže i preko 90%.
je u elektrani na ugalj (lignit) i toplotne energije iz kotlova na zemni plin proizvodnje za visinu gubitaka u prenosnoj i distributivnoj mreži do krajnjeg korisnika.
Slika 20.
52% uštede primarne energije i 72% smanjenja emisije CO2
Koristi koje se mogu imati korišt § § § §
smanjenje troškova z sigurnost protiv promjne cijene struje, obezbj saglasnost sa ekološkim zakonima,
, ,
36
Diplomski rad § §
Biomasa kao izvor energije
l smanji rizik da potroša energije, dodatno smanjenje upotrebe fosilnih goriva i korištenje obnovljivih izvora energije -
Ekološka korist Kogeneracija doprinosi znatn ist je smanjenje emisije ugljendioksida. Kogeneracija može da smanji emisiju CO2 i korist je i smanjenje emisije sumpordioksida i drugih štetnih gasova. ij poboljšati energetsku efikasnost i znatno smanjiti emisiju CO2 energ kogeneracija je najbolje standardno rješenje za sektore proizvodnje struje, odnosno toplote. Razlozi nedovoljnog korištenja kogeneracija Postoji nekoliko razloga za sadašnju relativno nisku zastupljenost kogeneracije. mnogim zemljama, stvorili su nekonkurentne tržišne uslove za alternativne izvore im evropskim zemljama je i snažno umrežena birokratija. koji ne žele kogeneraciona postrojenja kao znatno isplativiju opciju u odnosu na kupovinu
4.3.1. Primjena kogeneracijskih sistema otne energije (kogeneracijom) "otpadna" toplota koja se stvara tokom rada motora iskorištava
energije od oko 40% korištenjem kogeneracionih sistema sa plinskim motorima (u 17
Toplotna energija se može koristiti za dobijanje tople vode ili pare, kao i za anja. Kogeneracioni sistemi sa plinskim motorima 2
17
www.eniteh.hr/opis
37
Diplomski rad
Biomasa kao izvor energije
Dobijanje tople vode Toplota u obliku tople vode može da se koristi za lokalne i centralne sisteme daljinskog grijanja, kao i za snadbij (kao što su, primjera radi, kogeneracioni sistemi se koriste za pokrivanje osnovnih potreba za toplotnom energijom. Vršne potrebe
Slika 21. Dobijanje tople vode
dioksidom Kroz hemijski proces fotosinteze biljke sa hlorofilom kao katalizatorom preuzimaju CO2 iz vazduha i iz njega stvaraju ugljik, koji je izvor rasta biljke. U prirodnom okruženju se po pravilu nalazi oko 350 ppm CO2. Optimalni udio CO2 koji biljke mogu konzumirati je oko 800atmosfere u staklenicima na ovaj nivo sadržaja CO2 rast biljaka se, na prirodan i a i do 40%. Ova tehnika se naziva "CO2 2 u staklenicima se obavlja sagorjevanjem zemnog plina u tzv. CO2-gorionicima. Za istu namj ipremu, koristiti izduvne plinove iz plinskih motora. Nezavisno od metode dobijanja CO2 nastaje oko 0,2 kg CO2 na svaki kWh dovedene energije plina. Koncentracija CO2 u izduvnom plinu plinskog motora je 5 do 6 vol.%.
Slika 22. Šema «
sa CO2»
38
Diplomski rad
Biomasa kao izvor energije
2" u staklenicima primjenom plinskih motora uz istovremenu proizvodnju toplotne energije za gri distributivnu mrežu. Ukupni stepen korisnog dejstva ovakvog koncepta primjene kogeneracije je oko 95%.
Primjena u ciglanama U ciglanama sa proizvodnjom opeka od 150 T/dan kapaciteta sistema z
ni Na smanjuje potrošnja goriva za 30% uz bolji kvalitet opeka te se
Primjena u procesima sušenja Topli zrak iz turbine može se direktno koristiti u procesima sušenja (sušenje vlažne piljevine u proizvodnji briketa i peleta , sušenje drvne mase u proizvodnji drvenih Situacija u Evropi sa kogeneracijom Korištenje i prihvatanje kogeneracije u Evropi direktno zavisi od stepena oju, zemlja u Evropi po pitanju kogeneracije. Velika Britanija, sa nedavno liberalizovanom ED mrežom, može se posmatrati kao još jedan dobar primjer. Britanska vlada je nedavno obznanila svoju kogeneracionu politiku. Finski kao što je kogeneracija. Industrijski eksperti vj i evropskih zemalja u narednim godinama. protokolom, jedan je alja Evropskoj uniji i opstanak u Evropskoj strujnoj interkonekciji. S obzirom na globalne klimatske promj u modernizaciju industrijskih i energetskih postrojenja i smanjenje emisije ugljendioksida i drugih plinova sa efektom staklene bašte na teritoriji nerazvijenih i zemalja u razvoju.
4.4. Stirlingova mašina
ala tehnologija parnih turbina i nakon izuma Ottovog ciklusa. 39
Diplomski rad
Biomasa kao izvor energije sistem s klipom koji koristi inertni radni jum
ili
vodoni
pa tako koristi fosilna goriva, biomasu, solarnu, geotermalnu i nuklearnu energiju. Kada se koristi i fosilno gorivo i biomasa izbjegava temperaturne skokove, što ima za posljedicu vrlo niske emisije koje se mogu kontrolisati malih snaga koje su u rasponu od 1 kW do 25 kW, koristi se kao efikasnost
%. Stirlingov motor s dobrom tehnologijom efikasnost %, jer se in iskoristi sva toplinska energija (grijanje vode ili prostora). U komercijalnoj upoterbi je tek odnedavno i to u UK, dok se u SAD koristi u svemirskoj industriji i mornarici. Prednosti Stirlingove mašine § § § § §
mala buka i vibracije, velika pouzdanost i jednostavno održavanje,
Nedostaci Stirlingove mašine § § §
visoka cijena (jer su još u rijetkoj upotrebi), niska energet potrebe u kogeneraciji sa biomasom kao gorivom), renutnog starta, promjene broja okretaja, jer je potrebno 18 vremena da se zagrije
Slika 23. Blok šema Stirlingovog procesa 18
www.hrote.hr/hrote/znati/kogeneracija/Stirlingov.aspx
40
Diplomski rad
Biomasa kao izvor energije
Slika 24. Model Stirlingove mašine 1. rezervoar za gorivo (alkohol, biodizel), 2. kompresjski klip, 3. k 4. obrtno kolo (rotor), 5. osovina rotora sa remenicom, 6. aktivni klip, 19 7. aktivni cilindar
dnje toplote Kada Stirlingova mašina djeluje kao toplotna mašina tada se radi o konverziji toplotne e tirlingova mašina ima dva O : Aktivni klip (6), koji komprimira plin tijesno je vezan sa aktivnim cilindrom (7) . Uloga mu je da prenese plin kompresijskog klipa i kompresijskog rebrastog ipa i kompresijskog rebrastog cilindra. 19
www.fs.uni-lj.sikesLTEEStrojiOpis-StirlingovMotor
41
Diplomski rad
Biomasa kao izvor energije
5. POTENCIJALI BIOMASE U ZEMLJAMA EU U ukupnoj energiji dobijenoj iz obnovljivih resursa u 2003. godini u EU %. Sve je to u skladu i sa Direktivom broj 77 Evropske unije iz 2001. godine koja je postavila kao cilj da 12% ukupne utrošene energije u EU do 2010. godine bude porijeklom iz obnovljivih izvora, kao i sa savremenom energetskom politikom razvijenih zemalja koja teži ka smanjenju emisije štetnih materija i postizanju održivog razvoja. Evropska unija je 2001. godine post e obnovljivih % u 2002. godini, na 22,1 % do 2010. godine. Magistar Matias Efenberger sa bavarskog Instituta za poljoprivredni inženjering, izgradnju farmi i tehnologiju koja štiti životnu sredinu, razvoj koji proizvodnja bioplina ima posljednjih godina u Nj Broj postrojenja za proizvodnju bioplina u Nj no kratkom j bioplin približiti cifri od 4 500 do kraja ove godine i imati instalisanu snagu od oko 9,50 MW. Prošle godine je u sektoru obnovljivih energenata bilo oko 120 hiljada e do 2020. godine biti otvoreno još 400 hiljada novih radnih mjesta. U Nj koj je jena 5% 20 ergije u postrojenjima na bioplin. Zemlje EU -15 Belgija Danska Finska Ftrancuska Velika Britanija Italija Irska Austrija Portugal Švetska Španija Holandija Luxemburg Ukupno: Tabela 8. Proizvodnja e
20
TWh 5,3 11,1 64,8 67,2 67,2 11,1 11,9 23,4 11,9 37,8 30,3 61,1 45,1 6,72 0,2 487,2 2002.godine u zemljama EU -15
www.well.org.yu/Energije%20druge.htm
42
Diplomski rad
Biomasa kao izvor energije
6. POTENCIJALI BIOMASE U BOSNI I HERCEGOVINI energets e energije iz obnovljivih izvora na teritoriji Bosne i Hercegovine posljedica je i priprema BiH za ratifikaciju Kyoto protokola.U BiH se posljednih godina jako puno govori i radi na deregulaciji tzv. energetskog ,ali sigurno i sektora potrošnje. U skladu s tim mnogo više pažnje se mora posvetiti efikasnosti pos Na osnovu analize iz 2003. godine koja pokazuje da se u BiH godišnje generiše oko 2 000 000 m3 drvnog otpada, što predstavlja oko 5 200 GWh toplotnog ekvivalenta. Naime, da se radi o energetskom potencijalu od oko
toplotnom i
Palama, Rogatici Kneževu i Kotor Varoši, koji je radi strukture pogodan za korištenje u pirolizi , za proizvodnju od 4 000 -10 000 t bioulja. , ali nimalo zanemarljiv potencijal leži i u poljoprivrednim ostacima i otpacima koji ostaju na njivama i ne koriste se u ishrani stoke i može da bude veoma koristan energent. Pošto je BiH uglavnom ruralna zemlja u pojedinim njenim dijelovima korištenje konvenkcionalnih oblika predstavlja ekonomski problem, proizvodnja bioplina na farmama jedan je od oji se uklapa u koncept održivog razvoja.
to u mnogome zavisi od strategije razvoja energetskog sektora. U centralnoj Bosni I Hercegovini 253.857 m3 drvenog otpada se ne iskoristi. Oko 75 000 m3 drvenih ostataka se iskoristi za loženje i proizvodnju peleta ili biobriketa što je jako malo. Krajem 2004. godine za ogrev je iskorišteno oko 688 000 m3 drveta s obzirom da cijena ogr BiH. Može se procijeniti da godišnja potražnja za briketima može biti od 50 000100 000 t. nosti proizvodnje bioobnovljivih goriva su velike, kako od sirovina iz , tako i od rasploživih sirovina iz okruženja.
43
Diplomski rad
Biomasa kao izvor energije
Danas energija predstavlja bitan faktor u razvoju društva zbog toga jer ima svoju tržišnu vrijednost. Snadbjevanje energijom danas je pretežno bazirano na fosilnim gorivima (uga . Upravo ovakva karkteristika daje suštinsku prednost biomasi u vremenskom periodu neobnovljiva. Dakle, trebalo bi koristiti energiju iz biomase (biodizel, bioplin,peleti, hemijski produkti) i izbj prirodnih izvora koji se ne obnavljaju. Eksploatacija za trenutno rješavanje problema manjka energije i njene visoke cij ješavanje problema zaštite životne sredine. Korištenje biomase kao energetskog izvora predstavlja proces koji, nesumnjivo, Upotrebom energhetskih postrojenja mogu ješiti problemi otpadne biomase i problemi energetskog goriva. Tehnološkim procesom se otpadna biomasa iz poljoprivrede, šumarstva, ali i iz ostalih grana proizvodnje iskorištava u energetske svrhe. Mnoge zemlje imaju relativno visoku stopu rasta potrošnje energije, a to -tehno Ovakve okolnosti jasno nalažu enje biomase kao izvora za dobijanje energije. anje energetske efikasnosti, kao mjera za smanjenje emisije CO2, je koja se pominje u projektima rangiranim u sam svjetskih vrh. Jedna od anja energetske efikasnosti predstavljaju kogeneracijski sistemi koji istovremeno proizvode el lokalno korištenje topline, kao i drugih produkata koje prizvodi plinski motor,a to su postrojenja ak dok emisije koje stvaraju koje se ne iskoroštavaju . Ista ova otpadna biomasa organizovano se može iskoristiti primjenom alternativnih tehnologija koje se razvijaju i dostižu takav nivo koji Korištenje energije iz biomase tr i Hercegovini s obzirom na potencijale šuma i poljoprivrednog zemljišta. U Bosni i Hercegovini, prema pokazateljima iz 2003. godine udio biomase u ukupnom energetskom snabdijevanju iznosi 4,2%. Oko 2 miliona m3 drvenog jske prerade drveta što je toplotnog ekvivalenta ili 600 MW energetskog potencijala te primjenom kogeneracijskih sistema moglo bi se proizvesti oko 410 MW toplotne i 200 MW elekt ajna energetska vrijednost.
44
Diplomski rad
Biomasa kao izvor energije
Literatura "Energija i okolina", Tuzla, 2005. god. "Upravljane Energijom", Tuzla, 2000.god. 3. Bruno Motik "Zelena energija", Zagreb ,2005. god. 4. Grupa autora "Regionalan razvojna agencija za Centralnu BiH", Zenica, 2006. 5. www.energetika-net.hr/skola/oie/energija-biomase/biomasa 6. www.well.org.yu/Energije%20druge.htm 7. www.energetika-net.hr/skola/oie/energija-biomase/biomasa 8. www.cogeneracija.co.yu 9. www.eniteh.hr/opis 10. www.hrote.hr/hrote/znati/kogeneracija/Stirlingov.aspx 11. www.fs.uni-lj.sikesLTEEStrojiOpis-StirlingovMotor 12. www.well.org.yu/Energije%20druge.htm
45