Слайд 1 Производство и использование биотоплива Слайд

Слайд 1 Производство и использование биотоплива

Слайд 2 Биомасса как источник возобновляемых энергетических ресурсов

Слайд 3 Динамика роста мирового дефицита нефти, связанного с дисбалансом ее добычи и потребления

Слайд 4 Прогноз добычи каменного угля (1), нефти (2) и природного газа (3) в России на период до 2020 г.

Слайд 5 Баланс СО 2 при использовании биомассы для энергетических целей

Благополучие и окружающая среда. Слайд 6

Слайд 7

Слайд 8 Основные преимущества применения топлив из растительной биомассы: • • • решение энергетической проблемы заметное улучшение экологической ситуации создание новых рабочих мест использование брошенных земель экспорт этих топлив за рубеж, где уже сейчас ощущается недостаток растительного сырья.

Слайд 9 Прогноз использования альтернативных топлив: 1 – синтетические топлива (продукты переработки по технологии GTL – Gas to Liquid); 2 – этанол; 3 – биодизельное топливо (метиловый эфир рапсового масла); 4 – МТБЭ (метил-третбутиловый эфир) и др.

Мискантус Слайд 10

Преимущества выращивания быстрорастущих растений на плантациях с коротким оборотом • Возможно значительное снижение интенсивности химичес кой защиты растений и уровня внесения удобрений. • Круглогодичное покрытие почвы предохраняет ее от водной и ветровой эрозии. Только в год закладки плантации весной име ется опасность эрозии. • Бедные ландшафты обогащаются ими, с их помощью мож но связывать ценные биотопы между собой и совершенствовать их структуру в ландшафте. • Обработка почвы проводится только при посадке, так что в период использования плантаций имеется положительное влия ние на плодородие почвы • Плантации короткого оборота положительно влияют на мно гообразие фауны и флоры. По сравнению с площадями, покры тыми сельскохозяйственными культурами, наблюдается повы шенный видовой состав и плотность популяции птиц и беспоз воночной фауны. • Так как уборка проводится зимой, снижается страдное вре мя в вегетационном периоде, что позволяет более равномерно использовать рабочую силу. • Для закладки и уборки не требуется специальной техники. Слайд 11

Недостатки выращивания быстрорастущих растений на плантациях с коротким оборотом • нет классического рынка (торговли) для продуктов уборки • по экономическим причинам плантацию надо использовать, по крайней мере, 15 лет (лучше 25. . . 30 лет) • технология производства пока еще слабо развита и знания о пригодности подходящих для данной местности видов и кло нов древесных пород еще недостаточны; • посадки быстрорастущих древесных пород сильно расходуют почвенные запасы влаги, так что под ними образование грунто вых вод ограничено или совсем не происходит. Слайд 12

Слайд 13 Продуктивность рапса в зависимости от сроков вызревания семян и уровня минерального питания

Теоретический выход биогаза на тонну свежей массы (СМ) Слайд 14

Энергетический потенциал растительной биомассы ЕС К 2010 г. коммерческое освоение биомассы: 1100 ТВтч/год К 2020 г под энергетические культуры будут отведены площади, млн. га: 5. 6 Россия Отходы растениеводства + отходы древесины: 1400 ТВтч/год + В 1995 г. пустовало пахотных земель, млн. га: 15 Слайд 15

Слайд 16 Средний расчетный выход энергии биотоплива с одного гектара земли для различных культур по условиям ЕС-15: 1 – подсолнечник; 2 – рапс; 3 – пшеница; 4 – картофель; 5 – сахарная свекла

Стратегия внедрения топлив на основе рапсового масла в агропромышленный комплекс России Слайд 17

Биотопливо

Виды биотоплива • • • Слайд 19 Растительные масла и продукты их переработки Биоэтанол Биометанол Биодиметиловый эфир Биометил трет бутиловый эфир (био. МТБЭ) Биоэтил трет бутиловый эфир (био ЭТБЭ), Синтетические биотоплива Биогаз Биоводород

Слайд 20 Основные технологии Исходное сырье Древесина, солома, лузга, костра и т. п. Отходы растительного и животного происхождения Используемые Основные продукты процессы Гранулирование (пеллетирование) Механическая и Твердое топливо неглубокая (брикеты, гранулы) термическая обработка Биогазовая технология Ферментизация Газообразное топливо, гумус Биоэтанол Растения с Ферментизация + Жидкое топливо высоким ректификация, (этиловый или содержанием гидролиз метиловый спирт сахаров, клетчатка Биодизельное топливо Растительные Этерификация с Биодизельное топливо жиры, этанол использованием (диметиловый эфир) катализатора Пиролиз (термолиз) Любое сырье, Термохимические Газообразное, жидкое, содержащее процессы при т ре твердое топливо, зола органику > 300 С Энергетическое применение Прямое сжигание для производства тепла Производство тепла и пара Частичное или полное замещение бензина Частичное или полное замещение ДТ Производство тепла и электроэнергии, в качестве моторного топлива

Слайд 21 Биомасса для производства топлива

Схема синтеза топлив из биомассы Слайд 22

Слайд 23

Слайд 24 Упрощенная схема образования биогаза

Условия и требования к растительному материалу при ферментации в биогазовой установке • субстрат — высокоперевариваемый, с достаточным содержанием сухой массы; • гарантированное одинаковое качество субстрата (жидкий навоз, кукуруза); • добавка косубстратов для повышения образования биогаза и метана; • оптимальный выбор компонентов косубстратов для обеспечения равномерного высокого производства качественного газа; • стабильная подача субстрата для создания устойчивых жизненных условий для метаногенных бактерий; • не допущение краткосрочной замены субстрата; Слайд 25

Синтетические моторные топлива (BTL-топливо ) • аналогичны топливам нефтяного происхождения: дизельному топливу, керосину, а при дополнительных операциях для повышения октанового числа — бензину • получают из биомассы путем ее газификации паром при t=1000. . . 1200°C и дальнейшего синтеза из синтез газа (t = 200°C, P = 1 МПа) Слайд 26

Слайд 27 Преимущества BTL-топлива • его можно производить из различного возобновляемого сырья (древесина, солома, растительная масса специально выращенных культурных растений, зеленая масса сенокосов и пастбищ а также залежей и пустошей); • его можно легко приспосабливать к разным конструкция двигателей, не требуется их переоснащение; • изменяя давление, температуру и катализаторы при синтезе и последующей переработке можно производить бензин и дизельное топливо с желаемыми свойствами; • благодаря химическим свойствам углеводородов BTL топливо сжигается очень эффективно и полностью с маленьким количеством эмиссий выхлопного газа.

Снижение эмиссий выхлопных газов при производстве Sun. Fuel по способу фирмы Choren по сравнению с использованием минерального ДТ (от производства исходного сырья до применения топлива в двигателе) Слайд 28

Биоэтанол

Слайд 30 Выход этанола из разных видов биомассы

Слайд 31 Требования к культурам и особенности их выращивания для производства биоэтанола

Табло АЗС в Германии Слайд 32

Получение биодизельного топлива (ДМЭ) Исходные компоненты Свободные жирные кислоты (СЖК) Вода Спирты (метанол) Катализатор Na. OH KOH, Na. Me. O, H 2 SO 4, PTSA, MSA, H 3 PO 4, Ca. CO 3 Слайд 33

Блок-схема технологии производства биотоплива – дизойла с использованием ДИВЭ-экстрагирования Слайд 34

Схема завода по производству биодизеля Слайд 35

Биодизельный завод Слайд 36

Характеристика биодизеля Положительные моменты • Сопоставимые с ДТ термическая стабильность, цетановое число и приемлемая температура самовоспламенения, • Снижение дымности и токсичности выхлопов • Нейтральность в отношении CO 2 • Быстрая биодеградация Отрицательные моменты • Высокая температура застывания, что критично зимой (ТЗ рапсового и льняного -20º, пальмового +5 º) • Высокая коксуемость и как следствие повышенное нагарообразование • Высокая кинематическая вязкость, как следствие затруднение в прокачивании по системе топливоподачи, фильтрации и организации процесса подачи в камеру сгорания. • Более низкая теплота сгорания, как следствие больший расход топлива. • Разрушение резиновых частей Слайд 37

Комплексное использование рапса Слайд 38

Схема технологии переработки маслосемян Слайд 39

Схема переработки семян рапса и производства рапсового масла и моторных топлив на его основе Слайд 40

Затраты на производство 1 кг рапсового масла Слайд 41

Дальность езды (км/га) при использовании биоэтанола из сахарной свеклы, ржи и пшеницы (расход бензина 8 л/100 км, 1, 4 л биоэтанола = 1 л бензина). Слайд 42

Биотопливо: за и против