biomasa kao obnovljivi izvor energije - Supeus
biomasa kao obnovljivi izvor energije - Supeus
biomasa kao obnovljivi izvor energije - Supeus
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
BIOMASA KAO OBNOVLJIVI IZVOR ENERGIJE<br />
– sirovine,tehnologije pretvorbe i potencijali<br />
ENERGETSKI INSTITUT HRVOJE POŽAR<br />
Savska cesta 163<br />
10000 Zagreb<br />
Zagreb, 12. prosinca 2012.<br />
1<br />
Mr.Sc. Željka Fištrek,<br />
dipl.ing. biol.
Sadržaj<br />
Biomasa – <strong>izvor</strong>i sirovine i pretvorba u energiju<br />
Derivati i oblici biomase<br />
Biogoriva<br />
Bioplin<br />
Drvna <strong>biomasa</strong><br />
Potencijali <strong>energije</strong> iz biomase<br />
2
DEFINICIJA<br />
Biomasa<br />
Biološko razgradiv dio proizvoda, otpada i ostataka biološkoga podrijetla iz poljoprivrede,<br />
šumarstva i s njima povezanih proizvodnih djelatnosti, uključujući ribarstvo i akvakulturu te<br />
biološko razgradiv dio industrijskog i komunalnog otpada (Direktiva 2009/28/EZ )<br />
RAZLOZI KORIŠTENJA BIOMASE<br />
• proizvodnje obnovljive <strong>energije</strong><br />
• otvaranje novih i zadržavanje postojećih radnih mjesta<br />
• povećanje lokalne i regionalne gospodarske aktivnosti<br />
• ostvarivanje dodatnog prihoda u poljoprivredi, šumarstvu i drvnoj industriji<br />
• uspostavljaju se novčani tijekovi u lokalnoj zajednici (investicije-zarade-porezi)<br />
• pozitivni utjecaj na okoliš (zbrinjavanje otpada, smanjenje emisije stakleničkih plinova)<br />
NEDOSTACI<br />
• niža energetska vrijednost i gustoća<br />
• skupe tehnologije i korištenje<br />
• održivost<br />
3
Poljoprivreda<br />
• otpad i ostaci<br />
• energetski usjevi<br />
Održavanje javnih<br />
površina<br />
• parkovi, ceste, kanali<br />
Mulj iz pročistača voda<br />
IZVORI BIOMASE<br />
Komunalni otpad<br />
• biorazgradiva komponenta<br />
4 4<br />
Šumarstvo<br />
• gospodarenje šumama<br />
• energetske plantaže<br />
Otpad iz industrije<br />
• prehrambeno prerađivačka<br />
• drvna
Izvor: AEBIOM<br />
Koraci pretvorbe biomase u energiju<br />
Izvor: AEBIOM<br />
5
Biogoriva<br />
Količine sirovine potrebne za proizvodnju 1 tone biogoriva<br />
Gorivo<br />
Uljana repica<br />
(mokrina 10%)<br />
Biodizel (1t) Bioetanol (1t)<br />
Soja<br />
(mokrina 15%)<br />
Šećerna repa<br />
(mokrina 76,5%)<br />
6<br />
Kukuruz<br />
(suho mljevenje)<br />
t t<br />
Donja ogrjevna<br />
vrijednost (MJ/kg)<br />
Kukuruz<br />
(mokro mljevenje)<br />
2,45 5,28 12,90 3,26 3,39<br />
Ogrijevane vrijednosti pojedinih goriva<br />
Izvor: JRC, 2008<br />
Donja ogrjevna<br />
vrijednost (MJ/l)<br />
Dizel 43 39<br />
Biodizel (metil-ester proizveden iz biljnog ili životinjskog ulja, koji ima kakvoću dizela) 37 33<br />
Čisto biljno ulje (ulje proizvedeno iz biljaka uljarica prešanjem, ekstrakcijom ili sličnim<br />
postupcima, sirovo ili rafinirano, ali kemijski neizmijenjeno) 37 34<br />
Benzin 43 35<br />
Bioetanol (etanol proizveden iz biomase) 27 21<br />
Izvor: ABCDE Posavina
Biogoriva<br />
Osnovana tehnologija proizvodnje biogoriva<br />
Izvor: ABCDE Posavina<br />
1.generacija 2.generacija 3.generacija<br />
7
Biogoriva<br />
o BIODIZEL- 100 % čistog biodizela, korištenje mješavine biodizela s dizelskim gorivom (omjer<br />
miješanja do 5 % , inicijative unutar EU za povećanje na 10 %)<br />
o BIOETANOL<br />
- miješanje sa benzinom mineralnog porijekla do 15 %, nepotrebne preinake na vozilima<br />
- mješavine s 70 do 85 %- SAD, Švedska, potrebne preinake na vozilima<br />
- 100 % etanol- Brazil, posebna vozila na etanol<br />
8
EUROPA - Proizvodnja biodizela<br />
HRVATSKA<br />
• U 2011. god. proizvedeno je 7 551 t biodizela<br />
• 34,4 % plasirano na domaće tržište.<br />
Biogoriva<br />
9
-- mješavina plinova koja nastaje prilikom truljenja organske tvari bez prisustva zraka<br />
– anaerobna digestija<br />
10<br />
(mokra) Biomasa<br />
Gnoj, gnojovka, organske<br />
tvari, energetski usjevi<br />
Bioplin<br />
Bioplin (CH4, CO2)<br />
Mikro(biološki)proces<br />
Plin Donja ogrjevna vrijednost<br />
MJ/m3 kWh/Nm3<br />
Prirodni plin 36 9,9<br />
Bioplin (60% CH4) 21,6 6<br />
Biometan (95 % CH4) 36 9,5<br />
Potpuno fermentirani supstrat<br />
Hranjive tvari
Bioplin<br />
Proizvodnja bioplina ovisno o vrsti supstrata<br />
11
Bioplin<br />
Shematski prikaz proizvodnje bioplina na poljoprivrednom gospodarstvu<br />
12
Bioplin<br />
Postrojenje za proizvodnju bioplina se uvijek podešava sirovini koju koristi<br />
Učinkovitost pretvorbe <strong>energije</strong> – 85- 90%<br />
Tehnologija pretvorbe Toplinski kotao Ko-generacija<br />
Učinkovitost proizvodnje (%)<br />
Toplina 95 38-45<br />
Električna energija 45-40<br />
13
Bioplin<br />
fermentor<br />
spremnik za<br />
bioplin<br />
14
Bioplin<br />
Bioplinsko postrojenje PZ Osatina (1 MW el)<br />
- 3000 grla<br />
15
Direktno spaljivanje i<br />
korištenje topline<br />
BIOMETAN- u<br />
prometu<br />
Bioplin<br />
PRIMJENE<br />
BIOPLINA<br />
Utiskivanje<br />
stlačenog bioplina u<br />
mrežu prirodnog<br />
plina<br />
16<br />
Plin za kuhanje<br />
Plinski motor<br />
- kogeneracija
• Europa (EU 27) (2009. god.)<br />
- proizvedeno 25.2 TWh el. <strong>energije</strong> iz bioplina<br />
- 18% povećanje u odnosu na proizvodnju 2008. godine<br />
- proizvodnja električne <strong>energije</strong>, biomatana<br />
- prosječna veličina bioplinskog postrojenja 300 kW<br />
- Njemačka je vodeći proizvođač – danas preko 7000 postrojenja<br />
• Hrvatska<br />
- 9 postrojenja na poljoprivrednu biomasu- 8,135 MW<br />
- pročistač otpadnih voda grada Zagreba- 2,5 MW<br />
o Investicije:<br />
– Za 300 kW oko 2 milijuna €<br />
– Za 1 000 kW 3-5 milijuna €<br />
Bioplin<br />
17
Proizvodnja na razini EU<br />
Bioplin<br />
18
DRVO ZA ENERGIJU<br />
o Drvo iz šume<br />
o Drvo iz energetskih plantaža<br />
o Drvni ostatak iz drvno prerađivačke<br />
industrije<br />
o Drvo iz polja,cesta, vjetrobrana, urbanih<br />
sredina<br />
o Naplavno drvo kod brana i<br />
hidroelektrana<br />
Drvna <strong>biomasa</strong><br />
19<br />
Vrsta drvne<br />
biomase<br />
Drvna<br />
sječka/energet<br />
ske kulture<br />
Svježe drvo<br />
(nedavno<br />
porušeno)<br />
Drvna sječka<br />
(osušena)<br />
Udio vode<br />
%<br />
Ogrjevna<br />
vrijednost<br />
(MJ/kg)<br />
Sadržaj<br />
<strong>energije</strong><br />
(kWh/kg)<br />
50-55 7,56 2,1<br />
50 7,92 2,2<br />
30 12,24 3,4<br />
Peleti 10 18 5
Peleti<br />
2 kg peleta = 1 litra lož ulja<br />
1,85 kg peleta = 1m3 zemnog plina<br />
650kg peleta zauzima 1m3 prostora<br />
3m3 peleta = 1000 litara lož ulja<br />
Potrošnja 1kg/h peleta = 5kW snage<br />
- efikasnost kotlova kreće se između 85% i 95% termalne konverzije.<br />
- cijena peleta neovisna o godišnjem dobu ili vremenskim uvjetima<br />
- prelaskom na pelet početna investicija moguće je isplativa u razdoblju od samo 5 do 10 godina<br />
20<br />
Drvna <strong>biomasa</strong><br />
Izvor: Svijet kamina
PELETI<br />
EUROPA - najveći proizvođači su Švedska i Njemačka, svaka oko 2 mil. t/god<br />
- 60% se koristi kod grijanja kućanstava, ostatak kod područnog grijanja i kogeneracija<br />
- godišnja potrošnja u Italiji 15 kg/st.<br />
REPUBLIKA HRVATSKA - 10 pogona za proizvodnju peleta, kapacitet 249,500t /god, izvoz 98%<br />
• Kućanstva- stambene jedninice<br />
Raspoloživi sistemi 7 -35 kW<br />
Trošak ulaganja 2 do 12 000 €, automatizirano doziranje<br />
Povrat investicije (ovisi o prethodnom obliku grijanja- struja, lož ulje prirodni plin)<br />
• Javne zgrade<br />
Standardni sustavi raspoloživi u rasponu snaga130 - 300kW<br />
Trošak ulaganja: 25 – 30 000 €<br />
21<br />
Drvna <strong>biomasa</strong>
Drvna <strong>biomasa</strong><br />
Tržišni status i raspon primjene različitih tehnologija korištenja biomase<br />
u kogeneraciji<br />
22
Drvna <strong>biomasa</strong><br />
Kogeneracijsko postrojenje na biomasu s protutlačnom parnom<br />
turbinom i kotlom za izgaranje na rešetki<br />
23
Kogeneracija na biomasu STRIZIVOJNA Hrast<br />
• Kapacitet kotla = 20 t/h pregrijane pare pritiska 40 bar i temperature 400 oC<br />
• Proizvodnja toplinske <strong>energije</strong> 15 MW<br />
• Proizvodnja električne <strong>energije</strong> 3,3 MW<br />
• Sirovina: 42 000 t god (38 000t otpada iz vlastite proizvodnje)<br />
• Investicija : 113,9 milijuna kuna<br />
• Zarada od prodaje + ušteda= 19,7 mil god<br />
• Povrat investicije = 5,78 god<br />
24<br />
Drvna <strong>biomasa</strong>
Potencijali <strong>energije</strong> iz biomase<br />
25
BIOPLIN iz poljoprivrede<br />
Potencijali <strong>energije</strong> iz biomase<br />
26
Potencijali <strong>energije</strong> iz biomase<br />
Teoretski potencijali proizvodnje <strong>energije</strong> iz otpada (MWh/god.)<br />
27
Potencijali <strong>energije</strong> iz biomase<br />
Teoretski energetski potencijal (GWh) planiranog godišnjeg etata prostornog drva<br />
(uključujući četinjače)<br />
28
Projekti EIHP-a vezani uz biomasu<br />
i dodatna literatura<br />
http://www.abcde-posavina.org/<br />
http://www.biogasin.org/<br />
http://www.greengasgrids.eu/<br />
http://www.bio-methaneregions.eu/<br />
http://www.urbanbiogas.eu/hr/<br />
29<br />
http://oie.mingo.hr/UserDocsImages/BI<br />
OCHP_HR.pdf
ENERGETSKI INSTITUT HRVOJE POŽAR<br />
Savska cesta 163<br />
10000 Zagreb<br />
zfistrek@eihp.hr<br />
Hvala na pažnji!<br />
Zagreb, 12. prosinca 2012.<br />
30<br />
Željka Fištrek
Change language