Nadelen en voordelen van bestaande biogasinstallaties

Aan het einde van de 20e eeuw stond de mensheid voor de acute vraag om nieuwe, alternatieve energiebronnen te vinden. De reden hiervoor was de dreigende brandstof- en energiecrisis en de steeds toenemende vervuiling van het milieu. Het was nodig om nieuwe bronnen van thermische energie te vinden die olie en gas konden vervangen. Naast de ontwikkeling van zonne-energie is er nog een veelbelovende en vooral meer budgettaire richting verschenen: het gebruik van biobrandstoffen.

Biobrandstoffen zijn brandstoffen die worden verkregen uit de verwerking van biomassa op thermochemische of biologische wijze - met behulp van bacteriën. Als biomassa kunnen zowel plantaardige als dierlijke grondstoffen worden gebruikt, maar ook organische productieresten en afval van vee van landbouwhuisdieren. De meest gebruikte bronnen zijn planten en houtafval.

Afhankelijk van de aggregatietoestand worden de volgende soorten biobrandstoffen onderscheiden:

• Massief (hout, houtsnippers, brandstofbriketten, brandstofpellets, brandstof turf);
• Vloeistof (bio-ethanol, biobutanol, biomethanol, biodiesel);
• Gasvormig (biogas, biowaterstof).

Vaste biobrandstoffen

Brandhout wordt, net als eeuwen geleden, nog steeds gebruikt om warmte en elektriciteit op te wekken. Een voorbeeld van de grootste biomassacentrale in Europa is de Oostenrijkse WKK. Het vermogen is 66 MW.

Ondanks dat de wereld actief bezig is met het ontwikkelen en financieren van projecten voor de aanleg van energiebossen waar houtachtige biomassa wordt verbouwd, krijgt het gebruik van verschillende producten van de houtverwerkende industrie voor het verkrijgen van biobrandstof steeds meer aandacht. Dergelijke ondernemingen zijn al vrij goed ontwikkeld en leveren hun producten actief op de markt. Deze omvatten brandstofbriketten en brandstofpellets - pellets.

Om brandstofbriketten te verkrijgen, wordt divers bioafval, zoals vogelpoep en mest, gedroogd en geperst. De resulterende briketten worden gebruikt voor het verwarmen van residentiële en industriële gebouwen.

Brandstofgranulaat - pellets worden op een vergelijkbare manier gebruikt. Ze worden gemaakt van zaagsel, houtsnippers, schors, ondermaats hout, stro, landbouwafval (zonnebloempitten, notendoppen). Om pellets te verkrijgen, wordt de biomassa eerst vermalen tot meel, vervolgens de droger in en van daaruit naar een speciale pers, waar onder invloed van druk en hoge temperatuur de lignine in houtafval plakkerig wordt. Het maakt het mogelijk om aan de uitgang kant-en-klare cilinders biobrandstof te verkrijgen. Een onderscheidende kwaliteit van brandstofpellets is hun lage asgehalte - ongeveer 3%.

De technologie voor het verkrijgen van turfbrandstof die wordt gebruikt voor het verwarmen van woongebouwen, is ook eenvoudig. Grondstoffen worden rechtstreeks van de winningslocatie geleverd aan de turfverwerkingsfabriek, waar de turf wordt ontdaan van onzuiverheden (gezeefd), gedroogd en tot briketten geperst.

Een ander type biobrandstof - houtsnippers - wordt in Europa gebruikt bij grote thermische centrales met een capaciteit van één tot enkele megawatts. De productie van houtsnippers gebeurt direct bij de houtkap of tijdens de productie met behulp van speciale versnipperaars - shredders. Als grondstof worden meestal klein hout en houtafval gebruikt - takken, schors, stronken, enz.

Productie Technologie

Zoals bij de organisatie van elk technologisch proces, wordt in het begin de inkomende controle van de binnenkomende grondstof uitgevoerd. In dit geval wordt een willekeurige controle van de korrels uitgevoerd.De kwaliteit van de zaden wordt gebruikt om de kwaliteit van de gehele zending te beoordelen.

De volgende stap is het verkrijgen van de olie. Waarom de grondstoffen naar de churn worden gestuurd. De cakes die worden verkregen nadat de oliën zijn uitgeperst, worden niet weggegooid, maar worden gebruikt voor de productie van veevoer.

De oliën worden verder verwerkt (de zogenaamde verestering). Het bestaat uit het verrijken van de olie met methylesters. Het totale gehalte aan deze stoffen door het hele volume moet minimaal 96% zijn.

De essentie van de technologie is vrij eenvoudig: het is noodzakelijk om methanol en een activator van chemische processen (elk alkali) toe te voegen. De bron van methanol is meestal zaagsel. U kunt de taak echter vereenvoudigen. In plaats van methanol af te scheiden, kunt u de olie verdunnen met de benodigde hoeveelheid isopropylalcohol of ethanol.

Om de veresteringsprocessen te laten plaatsvinden, is het noodzakelijk om de olie tot hoge temperaturen te verhitten. Het duurt meestal maximaal twee uur. In dit geval is het noodzakelijk om het proces constant te volgen en niet te worden afgeleid: zelfs een lichte temperatuurstijging kan leiden tot ontbranding van de olie.

De voltooiing van de chemische reactie wordt aangetoond door de ontvangst van een glycerolbezinksel op de bodem en de vorming van twee lagen in de container. Daarom is het wenselijk dat voor deze processen een doorzichtige container wordt gebruikt: in dit geval is het mogelijk om visueel nauwkeurig te bepalen wanneer het proces is voltooid, waardoor latere wijzigingen niet nodig zijn en de ontvangst van afgekeurde producten wordt voorkomen.

Vloeibare biobrandstoffen

Vloeibare biobrandstoffen worden steeds populairder vanwege hun milieuvriendelijkheid en veiligheid. Het wordt voornamelijk gebruikt in verbrandingsmotoren. Dit type brandstof wordt verkregen door verschillende plantaardige materialen te verwerken.

Er zijn de belangrijkste soorten vloeibare biobrandstoffen:

1. Bio-ethanol
2. Biobutanol
3. Biomethanol
4. Biodiesel

Bio-ethanol

Neemt een leidende positie in op de lijst van vloeibare biobrandstoffen. Het toepassingsgebied is in gewone auto's, en de laatste jaren wordt het ook gebruikt als biobrandstof voor haarden in huis. Bio-ethanol gemengd met benzine als brandstof heeft een aantal voordelen ten opzichte van conventionele benzine: het verbetert de prestaties van de automotor, verhoogt het vermogen, oververhit de motor niet, vormt geen roet, koolstofafzettingen en rook.

Bio-ethanol is een geweldig alternatief voor liefhebbers van openhaarden. Omdat het geen rook, roet vormt en een kleine hoeveelheid kooldioxide afgeeft tijdens verbranding. Kan zelfs in appartementsgebouwen worden gebruikt om haarden te verwarmen. Tegelijkertijd is er helemaal geen warmteverlies, zoals meestal het geval is bij de werking van conventionele haarden met schoorsteen.

Het wordt geproduceerd volgens de technologie van alcoholische gisting uit grondstoffen die zetmeel of suiker bevatten: maïs, granen, suikerriet, suikerbieten. Het is economisch verantwoord om ethanol te verkrijgen uit grondstoffen die cellulose bevatten.

Biobutanol

Als brandstof voor motoren verdient het meer de voorkeur dan bio-ethanol: het mengt zich beter met benzine en kan als aparte brandstof worden gebruikt. Om het te verkrijgen, worden traditionele gewassen gebruikt: suikerriet, maïs, tarwe, suikerbieten. Hoewel minder populair dan bio-ethanol.

Biomethanol

De productietechnologie is nog steeds niet perfect en vereist de introductie van veel meer innovatieve ontwikkelingen. Het wordt verondersteld te worden verkregen door biochemische transformatie van marien fytoplankton dat in speciale reservoirs wordt gekweekt. Maar tot nu toe was het niet mogelijk om op industriële schaal te produceren. De toepassingen voor biomethanol zijn dezelfde als voor conventionele methanol. Dit is de productie van een aantal stoffen (formaldehyde, methylmethacrylaat, methylamines, azijnzuur, etc.), als oplosmiddel en antivries.

Biodiesel

Het wordt zowel afzonderlijk als in een mengsel met conventionele dieselbrandstof in automotoren gebruikt.Naast de afwezigheid van de negatieve impact van biodiesel op het milieu, hebben talrijke studies nog een ander voordeel aan het licht gebracht. Door het lage zwavelgehalte zijn de smerende eigenschappen van biodiesel beter, wat de levensduur van seriemotoren helpt verlengen Grondstoffen voor de productie van biodiesel kunnen zowel planten (katoen, sojabonen, raapzaad) als vette oliën (palm, raapzaad, kokos), algen zijn.

NODIGE AANPASSINGEN VAN VOERTUIGSYSTEMEN VOOR WERKING OP BIOETHANOL

Er is ook een puur Russisch probleem. Volgens een lange traditie beschouwt onze staat alcohol als een asociaal middel en beschermt het de burger ertegen met belastingen en beperkingen. In deze situatie is het onwaarschijnlijk dat de kosten van alcoholische brandstof aantrekkelijker zijn dan de gebruikelijke benzine. En mogen ze de klok rond ethanol verkopen? ..

Er zijn ook wereldwijde obstakels. Een daarvan is het ontbreken van uniforme normen en eisen voor biobrandstoffen. Waar zijn de garanties dat bijvoorbeeld de multi-fuel Opel die door Duitsland reist, gebruik zal maken van biobenzine in buurland Frankrijk gemaakt van andere grondstoffen? Daarom minachten moderne modellen die op biobrandstoffen rijden meestal niet benzine of diesel.

Gasvormige biobrandstoffen

Er zijn twee hoofdtypen gasvormige brandstoffen:

• Biogas
• Biowaterstof

Biogas

Vergistingsproduct van organisch afval, dat kan worden gebruikt als fecaal residu, rioolwater, huishoudelijk afval, slachtafval, mest, mest, maar ook kuilvoer en algen. Het is een mengsel van methaan en kooldioxide. Organische meststoffen zijn een ander product van de verwerking van huishoudelijk afval bij de productie van biogas. De productietechnologie houdt verband met de omzetting van complexe organische stoffen onder invloed van bacteriën die methaanfermentatie uitvoeren.

Aan het begin van het technologische proces wordt de afvalmassa gehomogeniseerd, waarna de voorbereide grondstof met een lader in een verwarmde en geïsoleerde reactor wordt geleid, waar het methaanfermentatieproces direct plaatsvindt bij een temperatuur van ongeveer 35-38 ° C. De massa afval wordt constant gemengd. Het resulterende biogas komt een gastank binnen (gebruikt voor het opslaan van gas) en wordt vervolgens naar een elektrische generator gevoerd. Het resulterende biogas vervangt conventioneel aardgas. Kan worden gebruikt als biobrandstof of er elektriciteit uit opwekken.

Biowaterstof

Het kan worden verkregen uit biomassa door middel van thermochemische, biochemische of biotechnologische methoden. De eerste methode van verkrijgen betreft het verwarmen van houtafval tot een temperatuur van 500-800 ° C, waardoor een mengsel van gassen - waterstof, koolmonoxide en methaan - begint te ontstaan. In de biochemische methode worden enzymen van de bacterie Rodobacter speriodes, Enterobacter cloacae gebruikt, die de productie van waterstof veroorzaken tijdens de splitsing van plantenresten die cellulose en zetmeel bevatten. Het proces vindt plaats bij normale druk en lage temperatuur. Biowaterstof wordt gebruikt bij de productie van waterstofbrandstofcellen voor transport en energie. Het wordt nog niet veel gebruikt.

De voordelen van energie

Biologische en wetenschappelijke interesse in natuurlijke energiebronnen ontstaat door de volgende positieve eigenschappen van het product:

• Economische beschikbaarheid van materiaal​Veel landen geven veel geld uit om olie of aardgas te kopen. De economie van de staat lijdt verlies. Biobrandstof kan in bijna elk land worden verkregen. Lokale brandstofproductie zal de importkosten van buitenlandse energiebronnen verlagen.
• Mobiliteit​Wind- of zonne-installaties zijn uitsluitend bedoeld voor stationair gebruik. Kan niet vervoerd worden. Biologische materialen kunnen, indien nodig, van de ene regio naar de andere worden getransporteerd.
• Biobrandstof is duurzame grondstof​Plantaardig en dierlijk afval zal nooit verdwijnen.
• Natuurlijke hulpbron vermindert de uitstoot van broeikasgassen in atmosfeer. Voorkomt de kans op opwarming van de aarde.
• Het gebruik van biobrandstoffen voor automotoren verlaagt de onderhoudskosten.

In de niet al te verre toekomst zal het gebruik van brandbare brandstof goedkoper zijn dan het gebruik van benzine.

Uitstoot van schadelijke stoffen in de atmosfeer

De verminderde uitstoot van kooldioxide bij verbranding is een groot pluspunt voor biodiesel. Volgens de verzekeringen van wetenschappers die zich met deze kwesties bezighouden, is het volume van de CO2-uitstoot door de verbranding van biodiesel niet groter dan het volume van de kooldioxideverwerking door die fabrieken die als een bron van grondstoffen voor de productie van brandstof hebben gediend in het hele land. levenscyclus.

Er treden echter wel emissies op door verbranding van brandstof. Daarom is het niet helemaal correct om biodiesel een milieuvriendelijke brandstof te noemen. Sommigen geloven echter dat de geproduceerde hoeveelheid kooldioxide zo klein is dat ze kunnen worden verwaarloosd. Deze verklaring is zeer controversieel.