Qayta tiklanadigan energetikaga kelganda, odamlar avvalo quyosh energiyasi va shamol energetikasi haqida o'ylaydilar. Bugungi kunda Xitoy ekologik tsivilizatsiyani qurishni jadal targ'ib qildi va biomassadan foydalanish yangi rivojlanish imkoniyatlarini yaratdi. Biomass energiyasi kam-uglerod va atrof-muhit energiya iste'mol qilishning mavjud holatini tubdan o'zgartirishi va katta boylik yaratishi mumkin.
1. Biomassaning umumiy bahosi
Biomassa resurslari asosan 1-jadvalda ko'rsatilganidek, 5 toifaga bo'linadi.
1-jadval. Xitoyda biomassaning umumiy bahosi
(7-900 mln tonna) bo'lsa-da, birinchi navbatda ekin maydonlari (Misr somoni, somon, somon, jo'xori somon, somon, va hokazo), loviya, paxta tayoq, biomass resurslari, ekinlar orqa sohada somon, em-xashak va sanoat xom ashyo sifatida qo'llanilishi va boshqalar. Qolganlari biomassa energiyasi va 150 mln.
Ikkinchi bo'lim - o'rmon chiqindilari bo'lib, u taxminan 40 mln. Tonnani tashkil etadi;
Uchinchi turdagi chorva mollari va parranda go'shti emirilishi biomassa resurslariga boy bo'lib, quruq muhitda 500 million tonnaga etadi va 220 milliard m3 metan ishlab chiqaradi.
To'rtinchi turdagi - chiqindilarni 25 million tonna qattiq chiqindilar bilan qoplangan mahalliy kanalizatsiya va sanoat organik chiqindi suv.
Beshinchi toifadagi shahar qattiq chiqindilar, bu 100 million tonna uchun ishlatilishi mumkin.
Ushbu beshta turdagi birgalikda Xitoyda asosiy biomassa resurslarining taqsimlanishi bo'lib, ularning umumiy miqdori 800 milliondan 1 milliard tonnaga yaqin standart ko'mirga to'g'ri keladi.
Biomassaning muhim tarkibiy qismlari uglevodlar bo'lib, ular orasida kislorodning ortiqcha tarkibi biomassaning eng katta xususiyatlaridan biri hisoblanadi (2-jadval).
Jadval 2da qayd etilgan biomassa (quruq asos)
Suvdagi kislorod nisbatida uglerod birikmalari 40% gacha, shuning uchun karbongidrat energiyasining zichligi tabiiy holatiga nisbatan kamroq, aniqroq issiqlik samaradorligi (LHV) esa taxminan 16% ni tashkil qiladi. Shuning uchun, biomassa resurslaridan samarali foydalanishni ishlab chiqishda quyidagi ikkita masalaga ustuvorlik berilishi kerak:
1. Biomassa resurslari yuk ko'tarish va tashish oson bo'lgan yuqori energiya zichligi (uglevodorod boyitish yoki deoksigenatsiya jarayoni deb ataladigan) materiallarga aylantirilishi kerak;
2. Biomassa tabiiy holatidan yuqori energiya zichligi bo'lgan moddiy shaklga o'zgarganda, konvertatsiya bosqichlari va yo'qotishlarni kamaytiradi.
Biyokütle energiyasidan yuqori darajada foydalanish mumkin bo'lgan usuli
Hozirgi vaqtda inson rivojlanishi va biomassa resurslari texnikasi ulardan foydalanishning asosiy qismi quyidagilardir: to'g'ri yonish, anaerobik hazm qilish (metan), shakar fermentatsiyasi (etanolni ishlab chiqarish), neftni qazib olish va biodizel, piroliz moyi (ishlab chiqarish), gazlashtirish (syngas) Hozirgi vaqtda biomass energiyasini yuksak qadriyatlar bilan rivojlantirish va ulardan foydalanishning uchta usuli mavjud.
1. Biogazni ishlab chiqarish biogaz fermentatsiyasi jarayoni orqali amalga oshiriladi, bu asosan mikroorganizmlarning moddiy almashinuvi va energiyani qayta ishlash jarayonidir. Ayrışma va metabolizm jarayonida biogaz mikroblari o'zlarining o'sishi uchun energiya va materiallarga ega bo'ladi. va ko'paytirish metan va karbonat angidridga aylanadi.
Ilmiy tahlil shuni ko'rsatadiki, organik moddalarning qariyb 90 foizi biogazga aylanadi. 10% o'z iste'moli uchun biogaz mikroblari tomonidan ishlatiladi. Fermentatsiya materiallaridan biogaz ishlab chiqarish, aslida, kompleks biokimyoviy reaktsiyalar orqali amalga oshiriladi.
Energiya ishlab chiqarish nuqtai nazaridan tushunish uchun, shu tarzda o'ylab ko'ring: biogaz fermentatsiya jarayonining mohiyati mikroblar jamiyatining metabolik funktsiyasi bo'lib, molekulalar va atomlarni qayta tuzish orqali kislorod tarkibining 40% yoki undan yuqori qismini tashkil etadi. uglerod, vodorod, zenginleştirme jarayonida ikkita elementga biomassa (formula bo'yicha CH1.4 O0.6) quyidagicha: mahsulot energiya zichligi boshlang'ich xom ashyo (biomassa) uglevodoroddan - metan.
Organik moddalarning qariyb 90 foizi metanga aylantirilishi mumkinligi sababli, bu juda yuqori samarador jarayonlardan biridir. Biogaz fermentatsiyasining energiya almashinuvi samaradorligining nazariy qiymati 65 foizdan ortiqdir .Bu texnologiyaning eng muhim sabablaridan biri hisoblanadi Yaqinda xalqaro miqyosda targ'ib qilingan.
Biomass elektr energiyasi ishlab chiqaradi
Biomassaning energiya ishlab chiqarilishi elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun issiqlik elektr stantsiyalarining bug 'turbin agregatlarini yoqish uchun yoqilgandan keyin, ko'mir uglerodini almashtirish uchun biomassa xom ashyolaridan foydalanishni nazarda tutadi. Biomassaning kuchi asosan issiqlik elektr stantsiyalarining mavjud infratuzilmasidan va Xitoyda elektr energiyasini ishlab chiqarish asosan energiya ishlab chiqaradigan biomassa (masalan, somon, o'rmon chiqindilari) ga tegishli. Xorijiy mamlakatlarda biomassani ishlab chiqarish uchun xom-ashyo uch qismga bo'linadi:
1) biomassa o'tin kabi to'g'ridan-to'g'ri yonadi;
2) "piroliz" biomassasidan olingan biofizolani boshqa joylarga ko'chirish mumkin yoki bug' turbinasini elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun joyida yoqish mumkin;
3) biomassaning "gazlashtirilishi" natijasida ishlab chiqarilgan syngalar (vodorod va karbon monoksit) elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun turbinalarni ishlatish uchun yondirilishi mumkin.
3. Selülozik etanolün arzonligi
Kelgusi o'n yilliklarda kimyoviy vositalarni samarali muqobil topib olishdan oldin, biologik suyuq yoqilg'ining etanollaridan biri birinchi tanlovdir, hozirgi holatdagi suyuq yoqilg'ilar sifatida olib tashlangan har qanday etanol bolalarnikidir yoki hech bo'lmaganda haqiqiy emas. birinchi va ikkinchi avlodga bo'lingan.
Birinchi avlod asosan kraxmal (don, kartoshka va boshqa oziq-ovqat mahsulotlari) xom-ashyo sifatida ishlatilgan. Oziq-ovqat xavfsizligi tufayli mamlakatlar hozir tsellyulozadan ishlab chiqariladigan ikkinchi avlod yoqilg'i etanoliga o'tmoqda. Hozirgi vaqtda selülozik etanol xarajat juda yuqori. Xitoyda bir t harajati 9000 yuan va 12000 yuan orasida. Yuqori xarajatlarning uchta sababi bor (xom ashyo narxining o'zgarishi va xom ashyoning transport xarajatlari bundan mustasno):
1) tsellyuloza materiallarining yuqori oldingi xarajati;
2) sellyulaza narxi 2000-3500 yuanga qadar yuqori;
3) tsellyuloza gidrolizatining past shakar miqdori va fermentlangan mash suyuqligining past likvidli tarkibi distillash narxining oshishiga olib keladi.
Iii. Biokazm energiyasidan yuqori darajada foydalanishda hal qilinishi kerak bo'lgan muammolar
1. Energiyani konversiyalash samaradorligini boshqarish har qanday shakl va energiyadan foydalanish bir shakldan ikkinchisiga o'zgartirilishi va energiyaning bir qismi har bir transformatsiya bosqichida yo'qolishi kerak. Bu ayniqsa biomass energiyasi uchun to'g'ri keladi. Biomassaning asosiy manbasi organizmlar tomonidan nur energiyasini qo'lga kiritishdir. Shuning uchun biomassa energiyasining asosiy muammolaridan biri konversiyalash samaradorligi.
Biomass energiya yoki kimyoviylarga aylantirilishi mumkin. Qayta ishlashning asosiy usullari ikkitadir: kimyoviy va biologik. Kimyoviy yoki biologik bo'lsa, yadro katalizator hisoblanadi. Katalizator energiya tejash va samaradorlikni oshirishning kalitidir.
Masalan, biologik metan ishlab chiqarishda metan bakteriya populyatsiyasining faolligi fermentlar, ular foydalanadigan kam fermentlar jihatidan farq qiladi. Selülozik etanol ishlab chiqarishda tsellyuloza gazlanishi synglarni (vodorod va karbon monoksid aralashmasi) hosil qiladi. suyuq yoqilg'iga aylantirish uchun juda samarali va bag'ishlangan katalizatorga asoslangan.
O'simlik lignoselulosik strukturasi va tarkibiy qismlarining modifikatsiyasi
Lignoselülozik tuzilish va tarkibiyasining asosiy muammo - bu tsellyuloza tarkibini yaxshilash va lignin tarkibini kamaytirishdir. Bu ayniqsa, selülozik etanol ishlab chiqarish uchun foydalidir. Nisbatan tarkibdagi o'zgarishlarni oldingi davolash va spirtli ichimliklar ishlab chiqarish stavkalari ijobiy ta'sir ko'rsatadi.
Xulosa
Biyokütle energiyasini ekspluatatsiya qilish va ulardan foydalanish, disiplinlerarası va füzyonun yangi tadqiqot sohasi. Xitoyda strategik rivojlanayotgan sanoat sifatida biomass energiya sanoatining jadal texnologiya, intensiv kapital, intensiv mehnat, sanoat zanjirli fabrikalar va kuchli harakatlanish kuchlari.
