Биоенергија

Биоенергија — обновлив извор на енергија достапен од материјали добиени од биолошки извори. Во својата најтесна смисла е синоним за биогориво, што претставува гориво добиено од биолошки извори. Во својат поширока смисла вклучува биомаса, биолошкиот материјал кој се користи како биогориво, како и општествените, економските, научните и техничките полиња поврзани со користењето на биолошките извориза енергија. Ова е често недоразбирање, всушност бионергијата е енергијата извлечена од биомасата, како што биомасата е гориво и биоенергијата е енергија содржана од гориво.
Биомасата е секој органски материјал кој складирал сончева светлина во форма на хемиска енергија. Како гориво може да вклучи дрво, слама, шталско ѓубре, шеќерна репка и многу други биолошки производи од различни земјоделски процеси.
Има мала насока за зборот биоенергија да биде омилен во Европа во споредба со биогоривото во Северна Америка.
1 Цврста биомаса
Биомаса е материјал добиен од неодамна живи организми, што вклучува растенија, животни и нивните биолошки производи. Шталското ѓубре, градинарското ѓубре и житните остатоци се извори на биомаса. Тоа е обновлив извор на енергија врз основа на јаглероден циклус, за разлика од другите природни ресурси како што е нафтата, јагленот и јадрените горива.
Животинскиот отпадок е истраен и неизбежен загадувач, создаден главно од животните сместени во фармите со индустриска големина.
Исто така, има земјоделски производи што се одгледуваат за производство на биогориво. Ова вклучува пченка, високи треви и соја главно во САД, семе од репка, пченица и шеќерна репка главно во Европа, шеќерна трска во Бразил,палмово масло и трајна трева во југоисточна Азија, сирак и маниока во Кина и јатрофа во Индија. Конопот, исто така, е докажано дека работи како биогориво. Биоразградливите производства од индустријата, земјоделството, шумарството и домаќинството може да се искористат за производство на биогориво, користејќи на пример анаеробни варења за да се произведе биогас, гасификација за да се произведе синтетички диоксид или со директно согорување. Примерите од биоразградливи отпадоци вклучуваат слама, дрво, шталско ѓубре, оризови сили, отпадоци и отпадоци од храна. Користењето на биомасни горива може да придонесе во управувањето со отпад, како и за безбедност на горивата и да помогне да се спречат или забават климатските промени, иако самите тие не се сеопфатни решенија за овие проблеми.
1.1 Пелети
Пелети се еден вид на висококвалитетно биогориво. Основните суровини за производство на пелети се:
* Дрвните остатоци кои се создадоа во процесот на обработка на дрвото
* Жетвени остатоци од земјоделието, како и резници од лозовите насади и овоштарници
Исто така за производство на пелети можат да се искористат и шумските отпадоци во вид на гранки. Посебно се интересни шумските отпадоци поради квалитетот на суровината како и можноста за лесно собирање на истите. Денес се во светот за оваа намена се користат мобилни високо ефикасни сецкалици.
Без разлика која суровина ќе ја искористите за производство за пелети (или комбинација од овие суровини) истите морат да поминат ист технолошки процес. Тоа значи да откако ќе ја соберите суровината истата мора да се иситни и да се стави во вртежен дехидратор – сушара. Пластично да ви објасниме ова е исто како и лото барабан – иситните парчиња на суровината ротираат во барабанот и во таа циркулација се сушат под влијание на топлиот воздух или под влијание на топлите ѕидови на дехидраторот.
Осушени покрупни или поситни парчиња на суровината понатаму влегуваат во циклон, каде што се издвојува топлиот воздух коишто излегува низ оџак а суровината паѓа на дното на циклонот. Со помош на транспортниот систем, суровината се понатаму дополнително ситни додека не стани погодна за производство на самите пелети. Сите системи за производство на пелети се во целост автоматизирани, а самиот дехидратор има автономен систем за детекција и за гаснење на пожар.
1.2 Брикети
Денес еден од најефикасните и најекономичните начини за производство на топлина е со помош на брикети. Брикетите како такви можат да бидат изработени од остатоци од дрвен отпад, остатоци од лозарство и овоштарство и други видови на биомаса. Технологијата за изработка на брикети денес е достапна речиси за сите по прифатливи цени. Во време кога цената на сите енергенси за греење оди нагоре, цената на брикетите има тенденција да се намалува. Еден од начините за производство на брикети е со помош на слама која ја има во изобилие во земјоделието, а која најчесто се запалува на полето и не се искористува. Брикетите од слама имаат големи предности во однос на другите видови горива како што е:
* 3,5 помала цена од огревното дрво кое денес е главен начин на греење низ домовите во Македонија (цената на сламата изнесува 0,02 €/кг). Во однос на нафтата е 3,6 пати помала цената, а во однос на електричната енергија таа цена е дури 5 пати помала. Со напомена дека цената на електричната енергија оди постојано нагоре, за разлика од цената на брикетите која има тенденција на намалување.
* Брикетите од слама оставаат значително помалку пепел во однос на дрвото и имаат повисока калорична моќ.
* За брикетите нема потреба од посебни горилници. Тие можат да се користат во повеќето котли и камини како директна замена за дрвото или јагленот.
* Брикетите имаат облик на цилиндар со висина од 14 cm, пречник 7 cm, маса 480 грама, влажност од 8-10% и топлинска моќ од 16 – 17 МЈ.
2 Производство на електрична енергија од биомаса
2.1 Електрична енергија од отпадок од шеќерна трска во Бразил
Сахарозата се вбројува во малку повеќе од 30% од хемиската енергија зачувана во зрелото растение 35 % е во листовите и стеблата, кои се оставени на полињата за време на берењето и 35 % се во влакнестите материјали (отпадокот од шеќерната трска)останати од притискањето.
Процесот на производство на шеќер и етанол во Бразил има целосна корист од енергијата зачувана во шеќерната трска. Дел од отпадокот од шеќерната трска моментално се гори во мелницата за да обезбеди топлина за дестилација и електрична енергија за да управуваат машините. Ова им овозможува на фабриките за етанол да бидат енергетски доволни сами за себе па дури да го продадат вишокот на електрична енергија на комуналните услуги.Моменталното производство е 600 мв за сопствена употреба и 100 мв за продажба. Оваа секундарна активност се очекува да напредне сега кога комуналните услуги се наведени да платат „фер цена“ (околу 10 американски долари по гигаџул или 0.036 американски долари за киловат по час) за 10 годишни договори. Ова е приближно половина од она што Светската Банка го смета за референтна цена за инвестирање во слични проекти.Енергијата е особено важна за комуналните услуги бидејќи се произведува главно со сувата сезона кога хидроелектранските брани послабо работат. Проценките за потенцијално создавање на енергија од отпад од шеќерна трска е во опсег од 1000 до 9000 мв , во зависност од технологијата. Повисоки оценки презема гасификацијата на биомасите,замената на сегашните парни котли и турбини со низок притисок од тие со висок притисок и користењето на ѓубриво од жнеењето моментално оставено на полињата. За пример е бразилската Ангра 1 јадрена фабрика која создава 657 мв.
Во моментов,тое е економски одржливо да се извлечат околу 288 мџ на електрична енергија од остатоците од еден тон на шеќерна трска, од кои околу 180 мџ се користат во самата фабрика. Досега средна дестилерија обработува 1 милион тони шеќерна трска, годишно би можела да продаде околу 5 мв од вишокот на електрична енергија. Според сегашните цени ќе заработи 18 милиони американски долари од продажба на шеќер и етанол и околу 1 милион американски долари од продажба на вишокот на електрична енергија. Со понапредна технологија на бојлери и турбини, производството на електрична енергија може да се зголеми до 648 мџ по тон од шеќерна трска, но моменталните цени на електрична енергија не ја оправдуваат потребната инвестиција.(Според еден извештај,Светската Банка ќе финансира инвестиции за создавање на енергија од отпад од шеќерна трска ако цената е најмалку 19 американски долари по гигаџул или 0.068 американски долари за киловат по час).
Согорувањето на отпадот од шеќерната трска е еколошки во споредба со други горива,како нафтата и јагленот. Неговата содржина од пепел е само 2.5%(наспроти 30-50% од јагленот) и не содржи сулфур.Откако гори на релативно ниски температури, прозиведува ,малку азотни оксиди. Освен тоа,отпадот од шеќерна трска се продава за користење како гориво (заменувајќи го тешкиот мазут) во разни индустрии,вклучувајќи го и концентратот за цитрусов сок, растително масло,керамика и рециклирање на гуми. Државата Саун Пауло самата користи 2 милиони тони, заштедувајќи околу 35 милиони американски долари за увозот на мазут.
Истражувачите кои работат со целулозен етанол се обидуваат да направат екстракт од етанол од отпадот од шеќерна трска или други растенија одржливи на индустриски размер.
Технолошкиот Универзитет Делхи направи пионерски истражувања од областа на истражувањето на биогоривата од третата генерација. Технолошкиот Универзитет Делхи (поранешен колеџ за инженерство Делхи) исто така ја организира првата меѓународна конференција за новите граници во биогоривата. Конференцијата има за цел да засолни платформа олеснувајќи ја замената на идеи и искуство меѓу научниците вклучени во разни делови од истражувањето на биогорива.