utorak, 1. ožujka 2011.

HCOIE osnove BIOMASE, BIOPLINA, ALKOHOLNA GORIVA, BIODIZELA


HRVATSKI CENTAR OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE



BIOMASA


Biomasa (eng. biomass, njem. Biomasse) je u raznim izvornicima različito određena, ali se kao osnovna može navesti odrednica prema Uredbi o graničnim vrijednostima emisije onečišćujućih tvari u zrak iz stacionarnih izvora (NN 140/97): ‘Biomasa je gorivo koje se dobiva od biljaka ili dijelova biljaka kao što su drvo, slama, stabljike žitarica, ljušture itd.'

Biomasa je obnovljivi izvor energije, a općenito se može podijeliti na drvnu, nedrvnu i životinjski otpad, unutar čega se mogu razlikovati:
■drvna biomasa (ostaci iz šumarstva, otpadno drvo)
■drvna uzgojena biomasa (brzorastuće drveće)
■nedrvna uzgojena biomasa (brzorastuće alge i trave)
■ostaci i otpaci iz poljoprivrede
■životinjski otpad i ostaci.

Danas se primjena biomase za proizvodnju energije potiče uvažavajući načelo održivog razvoja. Najčešće se koristi drvna masa koja je nastala kao sporedni proizvod ili otpad te ostaci koji se ne mogu više iskoristiti. Takva se biomasa koristi kao gorivo u postrojenjima za proizvodnju električne i toplinske energije ili se prerađuje u plinovita i tekuća goriva za primjenu u vozilima i kućanstvima. Postoje razne procjene potencijala i uloge biomase u globalnoj energetskoj politici u budućnosti, no u svim se scenarijima predviđa njezin značajan porast i bitno važnija uloga (tablica 6.1, il. 1). Za usporedbu može poslužiti podatak kako je 1990. godine potrošnja energije u svijetu iznosila 376,8 EJ, a 2050. godine se prema raznim scenarijima očekuje potrošnja od 586 do 837 EJ.

DRVNA MASA
Osnovne su značajke pri primjeni šumske ili drvne biomase kao energenta jednake kao kod svakog goriva:
■kemijski sastav
■ogrjevna vrijednost (ogrjevnost)
■temperatura samozapaljenja
■temperatura izgaranja
■fizikalna svojstva koja utječu na ogrjevnost (npr. gustoća, mokrina i dr).

Temeljna veličina za proračun energije iz određene količine drva jest njegova ogrjevnost (ogrjevna vrijednost). Najveći utjecaj na nju ima mokrina (vlažnost, udio vlage), potom kemijski sastav, gustoća i zdravost drva. Za naše podneblje i vrste drveća važno je za njegovu ogrjevnost utvrditi ubraja li se ono u listače ili četinjače, odnosno u meko ili tvrdo drvo, jer je udio pojedinih sastojaka pri tome različit, a različita je i tvar koja se može koristiti kao gorivo.

Jedan od problema koji se pojavljuje pri određivanju toplinske energije dobivene iz šumske biomase predstavlja pretvorba prostornih u kubične metre.

NEDRVNA MASA

Na ogrjevne vrijednosti nedrvne biomase podjednako utječu udio vlage i pepela. Udio pepela u nedrvenim biljnim ostacima može iznositi i do 20% pa značajno utječe na ogrjevnost. Općenito, supstance koje čine pepeo nemaju nikakvu energetsku vrijednost.Osim ostale nedrvne biomase, u Hrvatskoj bi osobitu važnost mogli imati ostaci žitarica. Iskustva iz razvijenih zemalja, u Europi osobito Danske, pokazuju kako se radi o vrijednom izvoru energije koji se ne bi trebao zanemariti. Ilustrativan je stoga sljedeći primjer. Nakon berbe kukuruza na obrađenom zemljištu ostaje kukuruzovina, stablijika s lišćem, oklasak i komušina. Budući da je prosječni odnos zrna i mase (tzv. žetveni omjer) 53% : 47%, proizlazi kako biomase približno ima koliko i zrna. Ako se razluče kukuruzovina i oklasak, tada je njihov odnos prosječno 82% : 18%, odnosno na proizvedenu 1 t zrna kukuruza dobiva se i 0,89 t biomase kukuruza što čine 0,71 t kukuruzovine i 0,18 t oklaska. Iako je neosporno kako se nastala biomasa mora prvenstveno vraćati u zemlju, preporučuje se zaoravanje između 30 i 50% te mase, što znači da za energetsku primjenu ostaje najmanje 30%.

BIOPLIN

Bioplin (eng. biogas, njem. Biogas) nastaje procesom anaerobnog truljenja biomase i najčešće se sastoji od oko 60% metana, 35% CO 2 te 5% smjese vodika, dušika, amonijaka, sumporovodika, CO, kisika i vodene pare. Dobiveni se bioplin najčešće koristi za dobivanje toplinske i/ili električne energije izgaranjem u kotlovima, plinskim motorima ili turbinama.

Njegova su svojstva kao goriva u uskoj vezi s udjelom metana. Ogrjevna je vrijednost izravno proporcionalna količini metana, a zbog ugljičnog dioksida manja je količina zraka potrebnog za izgaranje. Ogrjevna vrijednost bioplina kreće se od 25 do 26 MJ/m 3 normnom.

ALKOHOLNA GORIVA

Etanol se može proizvoditi od tri osnovne vrste biomase:
■šećera (od šećerne trske, melase)
■škroba (od kukuruza)
■celuloze (od drva, poljoprivrednih ostataka).

Sirovine bogate šećerima vrlo su pogodne za proizvodnju etanola, budući da već sadržavaju jednostavne šećere glukozu i fruktozu koji mogu fermentirati izravno u etanol. Sirovine bogate škrobom sadržavaju velike molekule ugljikovodika koje treba razložiti na jednostavne šećere procesom saharifikacije. To zahtijeva još jednu fazu u procesu proizvodnje što povećava troškove. Ugljikovodici u sirovinama bogatim celulozom sastavljeni su od još većih molekula i trebaju se konvertirati u šećere koji mogu fermentirati kiselom ili enzimatskom hidrolizom. Najznačajnije biljne vrste koje se uzgajaju za proizvodnju etanola su šećerna trska, slatki sirak, cassava i kukuruz.

Osnovne faze u procesu proizvodnje etanola su:
■priprema sirovine
■fermentacija
■destilacija etanola.

Priprema sirovine je zapravo hidroliza molekula škroba enzimima u šećer koji može fermentirati. Uobičajena tehnologija za proizvodnju etanola je fermentacija u peći s običnim kvascem za proizvodnju 8 do 10%-tnog alkohola nakon 24 do 72 h fermentacije. Nakon toga slijedi destilacija tog alkohola u nekoliko faza čime se dobiva 95%-tni etanol. Za proizvodnju posve čistog etanola, kakav se koristi za miješanje s benzinom, dodaje se benzen i nastavlja destilacija te se dobiva 99,8%-tni etanol.

Vodeća zemlja u proizvodnji i primjeni etanola za vozila je Brazil, u kojem se svake godine proizvede više od 15 milijardi l. Oko 15% brazilskih vozila se kreće na čisti etanol, dok preostala koriste 20%-tnu smjesu s benzinom. Etanol se počeo proizvoditi kako bi se smanjila brazilska ovisnost o inozemnoj nafti i otvorilo dodatno tržište domaćim proizvođačima šećera. U SAD-u etanolske smejse čine oko 9% ukupne godišnje prodaje benzina i pretpostavlja se kako su američka vozila od 1979. godine do danas prešla približno 3 trilijuna km koristeći etanolske smjese.

Za proizvodnju metanola mogu se koristiti sirovine s visokim udjelom celuloze kao što je drvo i neki ostaci iz poljoprivrede. Tehnologija je posve različita od one za proizvodnju etanola. Proizvodnja se odvija u dvije faze. U prvoj se sirovina konvertira u plinoviti međuproizvod iz kojeg se sintetizira metanol. Faza sinteze metanola je dobro poznata i komercijalno dokazana, dok je faza rasplinjavanja još u razvoju. Takva istraživanja se provode u zemljama s velikim drvnim potencijalom kao što su Švedska i Brazil, a primjena takvih postrojenja se očekuje uskoro.

Po mnogim su svojstvima etanol i metanol vrlo slični benzinu. Etanol se može koristiti u motorima s unutarnjim izgaranjem uz dodavanje benzinu ili kao njegova potpuna zamjena. Za dodavanje do 20% etanola u benzin nisu potrebne nikakve preinake ni zahvati na motoru, dok za dodavanje većeg udjela ili za pogon samo na etanol treba djelomično modificirati motor što poskupljuje cijenu takvih vozila za oko 5 do 10%. Slično kao etanol, metanol se može koristiti kao dodatak benzinu ili kao posebno gorivo. Zbog ponešto drukčijeg načina izgaranja nego benzin mogu se pojaviti određene poteškoće koje se rješavaju dodavanjem određenih dodataka.

BIODIZEL

Metilni ester repičinog ulja , poznatiji pod trgovačkim nazivom biodizel, dobiva se od ulja uljane repice ili recikliranog otpadnog jestivog ulja. Kemijski se opisuje kao monoalkoholni ester. Kroz proces esterifikacije, biljno ulje reagira s metanolom i natrijevim hidroksidom kao katalizatorom te nastaje ester masnih kiselina zajedno s ostalim nusproduktima: glicerolom, gliceridskim talogom i sapunom. Biodizel pripada skupini derivata srednje dugih, C 16 - C 18 lančanih masnih kiselina. Te molekule pokazuju strukturnu sličnost s molekulama mineralnog dizelskog goriva.

Biodizel je gorivo za motorna vozila koje se dobiva od repičinog ulja ili drugih biljnih ulja esterifikacijom s metanolom. Pri tome nastaje gorivo koje ima svojstva jednaka onima klasičnog dizela iz mineralnog ulja. Može se koristiti u potpunosti kao zamjena za mineralni dizel ili kao smjesa s njim u različitim omjerima. Visoka mazivost biodizela u usporedbi s mineralnim uzrokuje manje trošenje klipova, brtvenih prstenova, stijenki cilindara i preciznih dijelova crpke za ubrizgavanje. Pri primjeni ponajviše treba na umu imati sljedeća osnovna svojstva:
■biodizel se može primijeniti gotovo u svakom dizelskom motoru, pri čemu za sam pogon vozilo ne zahtijeva nikakve izmjene
■cijevi za gorivo i za povrat goriva iz crpke te brtve koje dolaze u dodir s gorivom treba zamijeniti materijalima prikladnima za biodizel kao što je fluor-kaučuk (trgovački naziv Viton), poznat i kao FPM-ECO-ECO, jer agensi u biodizelu, pogotovo pri povišenoj temperaturi, u roku od 6 do 10 mjeseci mogu uzrokovati propuštanje cijevi
■biodizel je agresivan prema laku za karoserije pa pri ulijevanju goriva treba odmah obrisati poškropljene površine
■ako se prethodno koristilo samo konvencionalno dizelsko gorivo, nakon prvih 1 do 2 punjenja spremnika biodizelom treba zamijeniti filtar za gorivo, zbog toga što biodizel može otopiti nečistoće zadržane u njemu
■u pojedinim slučajevima može doći do razrjeđivanja motornog ulja i to kada je motor dulje vrijeme bio vožen samo s malim opterećenjem jer kao i kod konvencionalnog dizela, dolazi do prodora neizgorenog goriva u motorno ulje te slijedi razrjeđivanje, a tada treba skratiti rokove za izmjenu ulja koje proizvođač inače preporučuje
■moguće je smanjenje snage motora za 3 do 5%, što povlači i proporcionalni porast potrošnje goriva
■biodizel je bez aditiva zimi prikladan za primjenu na temperaturama ne nižima od -8 °C.

HRVATSKI CENTAR OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE ( HCOIE )

2 komentara:

  1. *Hrvatski centar obnovljivih izvora energije potiče korištenje alternativnih sustava za opskrbu energijom u zgradarstvu, te gradnji obiteljskih kuća, razvija tržište novih niskoenergetskih objekata i modernizira sektor već postojećih zgrada , te doprinosi ukupnom smanjenju potrošne energije i zaštiti okoliša

    *Cilj udruženja je osim imformiranja javnosti i obrazovanja stručnjaka, potaknuti sve sudionike u gradnji na međusobnu suradnju kako bi se povečao broj objekata koji ostvaruju prednosti energetski učinkovite gradnje i povečavanje broja investicija u obnovljive izvore energije

    *Zbog rasta cijena energije i energenata potrebno je poznavati svoje energetske mogučnosti korištenja energije, troškova iste , te biti u stanju njome upravljati

    *Stvorena je infrastruktura za realizaciju projekata korištenjem obnovljivih izvora energije u zgradama i privatnim objektima , kako u novogradnji ,tako i u rekonstrukciji postoječih

    *Korištenjem obnovljivih izvora energije utječe se na smanjenje potrošnje svih oblika energije, ugodniji i kvalitetniji boravak u objektima za život i poslovanje, te doprinosi zaštiti okoliša i smanjenju emisije štetnih plinova, dugoročno je isplativo ulaganje za dobrobit svih nas

    *U sklopu projekta Hrvatskog centra obnovljivih izvora energije, koji ima i službenu podršku U.S. GREEN BUILDING COUNCIL-a, EE COALITION-a, GREEN EUROPEAN FOUNDATION-a, ANNA LINDH FOUNDATION-a, NACIONALNE ZAKLADE ZA RAZVOJ CIVILNOG DRUŠTVA , organizirati će se seminari i radionice koji će sudionicima ponuditi proširenje stečenog znanja iz područja zelene gradnje i implementiranje proizvoda koji smanjuju energetsku ovisnost o skupim energentimai njihovim velikim sustavima

    *Tijekom seminara biti će organizirana predavanja koja će izlagati vodeća imena iz industrije obnovljivih izvora energije, brojni znanstvenici i vodeći ljudi institucija iz Hrvatske i inozemstva kojima je svima "ZELENA ENERGIJA" zajednički predznak

    *Implementacija novih informacija biti će prikazana u praksi ,koja će se realizirati kroz praktične instrukcije, te E-LEARNING module, za što postoji veliki interes kod građevinskih tvrtki kao i kod krajnjih potrošača/korisnika

    *U konačnici, osim znanstveno- tehničkih prednosi , udruženje pridonosi značajnom napretku u primjeni obnovnjivih izvora energije , promjeni uvriježenog načina razmišljanja koje koči širu primjenu alternativnih izvora energije pri izgradnji i rekonstrukciji objekata

    HRVATSKI CENTAR OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE ( HCOIE )


    Željko Serdar
    Voditelj udruženja
    solarserdar@gmail.com
    Centrala: Tehnička služba:
    Tel./Fax. +385 1 387 39 79 Mob. +385 91 511 47 42
    Mob. +385 91 547 50 49 www.solar-serdar.com
    ZAGREB - ZADAR - DUBROVNIK - ČAKOVEC

    CROATIAN CENTER of RENEWABLE ENERGY SOURCES ( CCRES )

    OdgovoriIzbriši
  2. MAIN GOALS FOR 2011

    Much like in the previous years, in 2010 we continued to work on the strengthening of our image and visibility and to cooperate with both individuals and organizations from all tree sectors - civil, business and public.

    The project which undoubtedly marked our last years activity was CCRES - CROATIAN CENTER of RENEWABLE ENERGY SOURCES.A long-term goal of the CCRES project was to achieve sustainable development and environmental protection by increasing the use of RENEWABLE ENERGY SOURCES.

    As part of their contribution to the realization of that goal , the CRECSS partners provided financial support ,whit their help we manage to organize forums and training for interested renewable energy community.

    In addition to that , we organized public presentations and performances at various fairs which were aimed at raising the citizens level of awareness and interest for this field, and we also organized other activities related to the education and the raising of awareness concerning renewable energy sources.

    One of CRECSS main goals is to create a network and entice cooperation between all parties interested in issues concerning sustainable development, especially in the field of energetics.Therefore, CCRES is always ready to cooperate with all similar and complementary organizations.

    We continued our years-long work on blogs and many portals about Renewable Energy.In accordance with the new trends on the internet and with the fast development of social networks, a CCRES fan page was created on Facebook and the number of its fans keeps increasing.

    In 2011 we will continue to work on education and raising of awareness concerning Renewable Energy Sources.All materials are permanently available online, on

    http://solarserdar.blogspot.com/

    http://solarserdar.wordpress.com/

    For additional information, you can check out CCRES web page ,

    blogs, Facebook fan page,or contact us via e-mail:

    solarserdar@gmail.com
    solarserdar@yahoo.com

    phone or in person.

    CROATIAN RENEWABLE ENERGY CENTER SOLAR SERDAR (CRECSS)

    Željko Serdar
    Head of business association

    OdgovoriIzbriši