Biomasy—obnovitelné zdroje energie z rostlin a zvířat,
Biomasa je obnovitelný organický materiál, který pochází z rostlin a živočichů. Biomasa byla největším zdrojem celkových ročních USA spotřebu energie až do poloviny roku 1800. Biomasa je i nadále důležitým palivem v mnoha zemích, a to zejména pro vaření a topení v rozvojových zemích., Využití paliv z biomasy pro dopravu a výrobu elektřiny se v mnoha rozvinutých zemích zvyšuje jako prostředek k zamezení emisí oxidu uhličitého z používání fosilních paliv. V roce 2019, biomasy, za předpokladu, téměř 5 biliónů Britských tepelných jednotek (Btu) a asi 5% celkové primární energie ve Spojených Státech.
biomasa obsahuje uloženou chemickou energii ze slunce. Rostliny produkují biomasu prostřednictvím fotosyntézy. Biomasa může být spálena přímo za tepla nebo přeměněna na obnovitelná kapalná a plynná paliva různými procesy.,v>
Zdroj: Převzato z Národní Energetické Vzdělávání Projekt (public domain)
Převod biomasy na energii
Biomasa je přeměněna na energii prostřednictvím různých procesů, včetně
- Přímé spalování (hoření) k výrobě tepla
- Termochemická konverze k výrobě pevných, plynných a kapalných paliv
- Chemické konverze k výrobě kapalných paliv
- Biologické konverze k výrobě kapalných a plynných paliv
Přímé spalování je nejčastější metoda pro konverzi biomasy na užitečné energie., Veškerá biomasa může být spálena přímo pro vytápění budov a vody, pro průmyslové procesní teplo a pro výrobu elektřiny v parních turbínách.
termochemická přeměna biomasy zahrnuje pyrolýzu a zplyňování. Oba jsou tepelný rozklad procesů, v nichž biomasa vstupní surovina materiály jsou ohřívány v uzavřených, tlakové nádoby zvané gassifiers při vysokých teplotách. Liší se hlavně v procesních teplotách a množství kyslíku přítomného během procesu přeměny.,
- pyrolýza znamená zahřívání organických materiálů na 800-900oF (400-500 oC) v téměř úplné nepřítomnosti volného kyslíku. Pyrolýza biomasy produkuje paliva, jako je uhlí, bio-olej, obnovitelná nafta, metan a vodík.
- Hydrogenační rafinace se používá ke zpracování bio-olej (produkován rychlá pyrolýza) s vodíkem za zvýšených teplot a tlaků v přítomnosti katalyzátoru k výrobě obnovitelných diesel, obnovitelné benzín, a obnovitelné palivo.,
- Zplyňování zahrnuje topení organické materiály do 1.400–1700oF (800–900 ° c) s injekcí kontrolované množství volného kyslíku a/nebo páry do nádoby produkovat oxid uhelnatý a vodík bohatý plyn zvaný syntézní plyn nebo syntetický plyn. Syngas lze použít jako palivo pro dieselové motory, pro vytápění a pro výrobu elektřiny v plynových turbínách. Může být také ošetřen k oddělení vodíku od plynu a vodík může být spálen nebo použit v palivových článcích. Syngas lze dále zpracovat na výrobu kapalných paliv pomocí procesu Fischer-Tropsch.,
proces chemické přeměny známý jako transesterifikace se používá k přeměně rostlinných olejů, živočišných tuků a tuků na methylestery mastných kyselin (FAME), které se používají k výrobě bionafty.
biologická konverze zahrnuje fermentaci pro přeměnu biomasy na ethanol a anaerobní trávení za účelem výroby obnovitelného zemního plynu. Ethanol se používá jako palivo ve vozidle. Obnovitelný zemní plyn—nazývaný také bioplyn nebo biometan-se vyrábí v anaerobních digestorech v čistírnách odpadních vod a v mlékárenských a živočišných provozech., Také se tvoří a mohou být zachyceny ze skládek pevného odpadu. Správně zpracovaný obnovitelný zemní plyn má stejné využití jako zemní plyn z fosilních paliv.
vědci pracují na způsobech, jak tyto metody zlepšit a vyvinout další způsoby, jak převést a využít více biomasy pro energii.
kolik biomasy se používá pro energii?
v roce 2019 biomasa poskytla téměř 5 kvadrillionů britských tepelných jednotek (Btu), což odpovídá přibližně 5% celkového primárního využití energie ve Spojených státech., Z toho 5%, asi 46% bylo ze dřeva a biomasy odvozené ze dřeva, 45% bylo z biopaliv (hlavně ethanolu) a 9% z biomasy v komunálních odpadech.
částky v bilionu britských tepelných jednotek (TBtu) a procentuální podíly na celkových amerických., biomasa využití energie náročné odvětví v roce 2019
- průmyslová—2,451 TBtu—49%
- doprava—1,410 TBtu—28%
- obytné—529 TBtu—11%
- elektrická energie—448 TBtu—9%
- komerční—146 TBtu—3%
průmyslové a dopravní sektor tvoří největší množství z hlediska energetického obsahu, a největší procentní podíl z celkových ročních USA spotřeba biomasy. Dřevozpracující a papírenský průmysl využívá biomasu v kombinovaných teplárnách a elektrárnách k výrobě tepla a k výrobě elektřiny pro vlastní potřebu., Kapalná biopaliva (nafta na bázi ethanolu a biomasy) představují většinu spotřeby biomasy v odvětví dopravy.
obytný a komerční sektor používá k vytápění palivové dříví a dřevěné pelety. Komerční sektor také spotřebovává a v některých případech prodává obnovitelný zemní plyn vyrobený v komunálních čistírnách odpadních vod a na skládkách odpadu.
odvětví elektrické energie využívá odpady ze dřeva a biomasy k výrobě elektřiny k prodeji ostatním odvětvím.
Poslední aktualizace: 28. srpna 2020