Pokud jde o obnovitelnou energii, lidé vždy nejprve přemýšlejí o sluneční energii a větrné energii. Dnes Čína energicky podporovala výstavbu ekologické civilizace a využívání biomasy vedlo k novým možnostem rozvoje. Biomasa energie je nízkouhlíková a životní prostředí - přátelské, které mohou zásadně změnit současnou situaci v oblasti spotřeby energie a vytvářet velké bohatství.
1. Celkový odhad zdrojů biomasy
Zdroje biomasy jsou převážně rozděleny do 5 kategorií, jak je uvedeno v tabulce 1.
Tabulka 1 Celkový odhad zdrojů biomasy v Číně
První druh plodin (kukuřičná stonka, sláma, sláma, sláma, plevy apod.), Fazole, bavlněná stonka, tento druh zdrojů biomasy, i když více (7-900 milionů t) rostlinné slámy na zadním poli, krmiva a použití průmyslových surovin atd., zbytek se může použít v oblasti energie z biomasy a chemikálií založených na biologických vlastnostech, tj. 310 milionů tun, což odpovídá 150 milionům tce.
Druhou kategorií je lesní odpad, který činí přibližně 40 milionů tun / rok;
Třetí druh exkrementů hospodářských zvířat a drůbeže je bohatý na zdroje biomasy, dosahuje 500 milionů tun v suchém prostředí a může produkovat 220 miliard m3 methanu.
Čtvrtým typem jsou domácí odpadní vody a průmyslová organická odpadní voda, která obsahuje 25 milionů tun tuhého odpadu.
Pátou kategorií je komunální pevný odpad, který lze použít na zhruba 100 milionů tun.
Společně tvoří tyto pět typů rozdělení hlavních zdrojů biomasy v Číně, přičemž celková částka dosahuje 800 milionů až 1 miliarda tun standardního uhlí.
Důležitými složkami biomasy jsou uhlohydráty, mezi které patří i nadměrný obsah kyslíku jednou z největších vlastností biomasy (tabulka 2).
Tabulka 2 zaznamenává biomasu (v sušině)
Z tabulky 2 vidíme, že produkt fotosyntézy, uhlíkové sloučeniny v poměru kyslíku ve vodě je až 40%, takže přirozený stav hustoty energie sacharidů je nízký, čistá tepelná účinnost (LHV) je pouze asi 16%. Proto při navrhování efektivního využívání zdrojů biomasy je třeba upřednostnit následující dvě otázky:
1. Zdroje biomasy by měly být převedeny na materiály s vyšší energetickou hustotou (nazývané obohacování uhlovodíků nebo proces deoxygenace), které se snadno přepravují a přepravují;
2. Když se biomasa změní z přirozeného stavu na materiálovou formu s vysokou hustotou energie, jsou konverzní kroky a ztráty minimalizovány.
Reálný způsob využití energie z biomasy s vysokou hodnotou
V současné době má lidský rozvoj a využití techniky biomasy šest hlavních kategorií: přímé spalování, anaerobní trávení (metan), fermentace cukru (produkce etanolu), těžba ropy a bionafta, pyrolýzový olej (výroba), zplyňování (syngas) .V současné době existují tři možné způsoby, jak vyvíjet a využívat energii z biomasy s vysokou hodnotou.
1. Produkce biologického metanu (bioplyn) se uskutečňuje procesem fermentace bioplynu, který je v podstatě procesem materiálového metabolismu a přeměny energie mikroorganismů. V procesu rozkladu a metabolismu získávají bioplynové mikroby energii a materiály, které splňují svůj vlastní růst a reprodukce a většina z nich je převedena na metan a oxid uhličitý.
Vědecká analýza ukazuje, že asi 90% organické hmoty je převedeno na bioplyn. 10% bioplynových mikrobů používá pro vlastní spotřebu. Výroba bioplynu z fermentačních materiálů se skutečně dosahuje sérií komplexních biochemických reakcí.
Chcete-li pochopit z pohledu výroby energie, přemýšlejte o tom takto: podstatou procesu fermentace bioplynu je metabolická funkce mikrobiální komunity přes přeskupení molekul a atomů, obsah kyslíku až 40% biomasa (prostřednictvím vzorce je následující: CH1.4 O0.6) na kyslík, uhlík, vodík, dva prvky v procesu obohacování, produkt je hustota energie je mnohem vyšší než výchozí suroviny (biomasa) uhlovodík - metan.
Vzhledem k tomu, že téměř 90 procent organické hmoty může být převedeno na metan, je to jedna z mála vysoce účinných procesů. Teoretická hodnota účinnosti konverze energie z fermentace bioplynu je přes 65%. To je jeden z nejdůležitějších důvodů, proč technologie byla nedávno povýšena na mezinárodní úrovni.
Biomasa vyrábí elektřinu
Výroba elektřiny na bázi biomasy se týká využití biomasy jako suroviny na náhradu uhlí uhlíku po spalování za pohon agregátů parních turbín tepelných elektráren pro výrobu energie. Biomasa je více využitelná hlavně proto, že může využívat stávající infrastrukturu tepelných elektráren a celkově snížit celkové investice. Výroba energie z biomasy v Číně se především týká biomasy (jako je slaměná, lesní odpadová surovina) při výrobě elektrické energie. V zahraničí jsou suroviny pro výrobu energie z biomasy rozděleny do tří částí:
1) biomasa spaluje přímo jako palivové dřevo;
2) biologický olej získaný z "pyrolýzy" biomasy může být přepravován na jiné místo nebo ho možno spálit na místě, aby poháněl parní turbínu k výrobě elektřiny;
3) syngas (vodík a oxid uhelnatý) vyrobený "zplyňováním" biomasy lze spálit, aby poháněly turbíny k výrobě elektřiny.
3. Nízkonákladová výroba celulózového etanolu
Před nalezením účinné alternativy k chemikáliím v příštích desetiletích je jedním z biologických kapalných etanolů stále první volbou, jakýkoli vyřazený ethanol jako kapalná paliva v současné situaci myšlenky je dětinský, nebo přinejmenším není realistický. rozdělena na první a druhou generaci.
První generace používá jako surovinu především škrob (obilí, brambory a jiná lidská výživa). Z důvodu bezpečnosti potravin se nyní země přecházejí na etanol z druhé generace, který je vyroben z celulózy. V současnosti je největší problém celulózového etanolu že náklady jsou příliš vysoké. Cena za tunu v Číně činí 9 000 juanů a 12 000 juanů. Existují tři příčiny vysokých nákladů (kromě kolísání cen surovin a nákladů na dopravu surovin):
1) vysoké náklady na předúpravu celulózových materiálů;
2) vysoká cena celulázy, až 2000-3500 juanů;
3) nízký obsah cukru v hydrolyzátu celulózy a nízký obsah alkoholu ve fermentované kapalině vedou ke zvýšení ceny destilace.
Iii. Problémy, které je třeba vyřešit při využití vysoké hodnoty energie z biomasy
1. Kontrola efektivity přeměny energie jakékoli formy a využití energie se transformuje z jedné formy na druhou a část energie se ztratí v každém transformačním kroku. Platí to zejména pro energii z biomasy. Základním zdrojem energie z biomasy je zachycování světelné energie organismy.Proto je jedním ze základních problémů energie z biomasy efektivita konverze.
Biomasa může být přeměněna na energii nebo chemické látky. Základní metody transformace jsou dvě: chemické a biologické. Ať už chemické nebo biologické, jádro je katalyzátorem. Katalyzátor je klíčem k úsporám energie a ke zvýšení účinnosti.
Například při výrobě biologického metanu je aktivnější populace metanových bakterií z hlediska enzymů, tím méně enzymů, které používají. Při výrobě celulózového etanolu produkuje zplynování celulózy syngas (směs vodíku a oxidu uhelnatého), který také spoléhá na vysoce účinný a specifický katalyzátor, který se převádí na kapalné palivo.
2. Modifikace rostlinné lignocelulózové struktury a složení složek
Jádrem problému struktury a složení lignocelulózy je, jak zlepšit obsah celulózy a snížit obsah ligninu. To je obzvláště výhodné pro výrobu celulózového etanolu. Změny v relativním obsahu mají pozitivní vliv jak na předúpravu, tak i na produkci alkoholu.
závěr
Využívání a využívání energie z biomasy je novou oblastí výzkumu interdisciplinární a fúze. Energetický průmysl biomasy jako strategicky se rozvíjející průmysl v Číně byl energicky podporován státem charakterizovaným intenzivní technologií, intenzivním kapitálem, intenzivní prací, průmyslovou řetězové továrny a silná hnací síla.
