Pobierz prezentację
1
IV DNI ENERGII ODNAWIALNEJ
Praktyczne możliwości wykorzystania biogazu dr inż. Zbigniew Wyszogrodzki POWIAT BRODNICKI Jabłonowo Pomorskie,
2
Klasyfikacja nośników energii
3
Struktura zużycia energii
Struktura zapotrzebowania na paliwa i energię finalną w Polsce.
4
Energia odnawialna Energia odnawialna:
energia słońca, wiatru, wody, geotermalna biomasa biogaz Energia niekonwencjonalna (alternatywna) pompy ciepła ogniwa paliwowe
5
Podstawy prawne Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 14 sierpnia 2008 r. w sprawie szczegółowego zakresu obowiązków uzyskania i przedstawienia do umorzenia świadectw pochodzenia, uiszczenia opłaty zastępczej, zakupu energii elektrycznej i ciepła wytworzonych w odnawialnych źródłach energii oraz obowiązku potwierdzania danych dotyczących ilości energii elektrycznej wytworzonej w odnawialnym źródle energii. (Dz. U. Nr 156, poz. 969 z dnia 28 sierpnia 2008 r.)
6
Obowiązek zakupu energii
Minimalny udział energii odnawialnej w łącznej sprzedaży energii dla odbiorców końcowych – 7,0 % – 8,7 % 2010–2012 – 10,4 % 2013 – 10,9 % 2014 – 11,4 % 2015 – 11,9 % 2016 – 12,4 % 2017 – 12,9 %
7
Koszt energii odnawialnej
Udział kosztów zakupu praw majątkowych (świadectw pochodzenia) w cenie energii elektrycznej: 2009 – 26 zł/MWh 2010 – 32 zł/MWh 2011 – 36 zł/MWh 2012 – 38 zł/MWh
8
Energia z biomasy - definicje
Biomasa: stałe lub ciekłe substancje pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego, które ulegają biodegradacji, pochodzące z produktów, odpadów i pozostałości z produkcji rolnej oraz leśnej, a także przemysłu przetwarzającego ich produkty, a także części pozostałych odpadów, które ulegają biodegradacji (Rozporządzenie Ministra Gospodarki i Pracy z dnia r.)
9
Energia z biomasy - definicje
Biomasa: podatne na rozkład biologiczny frakcje produktów, odpady i pozostałości przemysłu rolnego (łącznie z substancjami roślinnymi i zwierzęcymi), leśnictwa i związanych z nim gałęzi gospodarki, jak również podatne na rozkład biologiczny frakcje odpadów przemysłowych i miejskich (Dyrektywa 2001/77/WE)
10
Energia z biomasy - definicje
Uprawy energetyczne: plantacje zakładane w celu wykorzystania pochodzącej z nich biomasy w procesie wytwarzania energii
11
Energia z biopaliw Biopaliwa:
wszystkie paliwa otrzymywane z biomasy (szczątków organicznych lub produktów przemiany materii roślin lub zwierząt, np. krowiego nawozu).
12
Energia z biomasy - definicje
Biogaz: gaz pozyskany z biomasy, w szczególności z instalacji przeróbki odpadów zwierzęcych lub roślinnych, oczyszczalni ścieków oraz składowisk odpadów
13
Biomasa w Polsce Najważniejsze źródła biomasy:
drewno pochodzące z lasów, przesiek, sadów, specjalnych upraw oraz odpadowe z przemysłu drzewnego, plantacje roślin uprawnych z przeznaczeniem na cele energetyczne, nasiona roślin oleistych przetwarzane na estryfikowane oleje stanowiące materiał pędny, ziemniaki, zboża etc. przetwarzane na alkohol etylowy dodawany do benzyn,
14
Biomasa w Polsce Najważniejsze źródła biomasy:
pozostałości i odpady organiczne , słoma i inne pozostałości roślinne stanowiące materiał odpadowy przy produkcji rolniczej, odpady powstające w przemyśle rolno - spożywczym, gnojowica lub obornik wykorzystywane do fermentacji metanowej, organiczne odpady komunalne, organiczne odpady przemysłowe, np. w przemyśle papierniczo - celulozowym.
15
Biomasa w Polsce w Polsce z 1 ha użytków rolnych zbiera się rocznie około 10 ton biomasy, co stanowi równowartość około 5 ton węgla kamiennego, rolnictwo i leśnictwo zbierają w Polsce biomasę równoważną pod względem kalorycznym 150 mln ton węgla,
16
Biomasa w Polsce szczególnie cenne energetycznie są słomy rzepakowa, bobikowa i słonecznikowa, zupełnie nieprzydatne w rolnictwie, wykorzystanie słomy w 16% daje potencjał 80 PJ energii, najpoważniejszym źródłem biomasy, jako źródła energii odnawialnej w Polsce są słoma i odpady drzewne,
17
Biomasa w Polsce biomasa jest prawdopodobnie najdłużej znaną i najpopularniejszą formą energii odnawialnej znaną człowiekowi, nie wpływa na poziom gazów cieplarnianych w atmosferze, nie uwalnia do niej również szkodliwych produktów spalania, jest to bardzo czyste i dostępne źródło energii,
18
Energia z biomasy Spalanie bezpośrednie: Spalanie biogazu: słoma,
drewno, pelety, rośliny z upraw energetycznych. Spalanie biogazu: biogaz z procesu pirolizy, biogaz z procesu fermentacji.
19
Energia z biomasy Biopaliwa do zasilania silników spalinowych:
olej roślinny surowy i przetworzony (biodiesel) – transport, biogaz (może zastąpić gaz ziemny) – energetyka, alkohole – etanol i metanol - transport
20
Energia z biomasy Rośliny oleiste: bogactwo składu chemicznego
duże możliwości modyfikacji genetycznych zdolność gromadzenia glicerydów kwasów tłuszczowych olej rzepakowy: 50% zawartości stanowi kwas oleinowy estryfikacja kwasów tłuszczowych
21
Energia z biomasy Biopaliwa płynne:
22
Energia z biomasy Zgazowanie biomasy
trudności z zapewnieniem podwyższonej zawartości metanu, problem z oczyszczaniem gazu syntezowego, degradacja pozostałych po pirolizie szkodliwych substancji, wysokie nakłady inwestycyjne, koszty transportu biomasy.
23
Energia z biomasy Układ z silnikiem spalinowym zintegrowanym ze zgazowaniem biomasy
24
Energia z biomasy Gaz z procesów fermentacyjnych
oczyszczalnie ścieków, biogazownie rolnicze. lokalne zagospodarowanie ciepła, sprzedaż energii elektrycznej, bardzo tanie paliwo.
25
Biogaz - powstawanie Fermentacja beztlenowa, mokra, mezofilowa
Temp. 38 – 42 C ph od 7,0 do 7,7 Okres fermentacji >30 dni Źródło: BIONEA
26
Biogaz – własności fizykochemiczne
Skład: CH4 50 – 75% obj. CO2 25 – 50% obj. H2O 2 – 7% obj. H2S 20 – ppm N2 <2% obj. H2 <1% obj. O2 <1% obj.
27
Biogaz – własności fizykochemiczne
Wartość opałowa: 22,2 MJ/Nm3 dla porównania: Wartość opałowa gazu ziemnego: 34,7 MJ/Nm3
28
Substraty – surowce roślinne
zboża: kukurydza, pszenica, żyto, jęczmień, rośliny oleiste: rzepak, słonecznik rośliny wysokobiałkowe: groch, łubin len koniczyna, trawa, lucerna kapusta, burak pastewny nać ziemniaka, nać buraka, słoma ….
29
Substraty – surowce odpadowe
gnojowica bydlęca, świńska, obornik ptasi, odpady żywności (centra hurtowe, restauracje) odpady z przemysłu spożywczego (np. wytłoki) odpady tłuszczowe wywar gorzelniany, wysłodziny browarniane odpady poubojowe ….
30
Produkcja biogazu i energii
Wydajność poszczególnych substratów (ηel = 38%)
31
Energia z biomasy Schemat elektrociepłowni z silnikiem spalinowym zasilanym biogazem
32
Energia z biomasy Odpady organiczne
33
Energia z biomasy Odpady organiczne – Donderen, Holandia Wkład:
obornik bydlęcy, dodatek: obornik kurzy, kukurydza itp. Układ wytwórczy energii: 3 x 340 kWe
34
Energia z biomasy Składowiska odpadów
35
Energia z biomasy Oczyszczalnie ścieków
36
Korzyści z produkcji biogazu
zmniejszenie zużycia paliw kopalnych, redukcja emisji zanieczyszczeń atmosfery, nieprzerwana i stabilna praca układów wytwarzania energii, atrakcyjne ceny energii, produkt uboczny: nawóz azotowy wysoka przyswajalność dla roślin wysoka płynność zmniejszona objętość zmniejszenie emisji zapachów
37
Sposoby wykorzystania biogazu
spalanie w silnikach układów kogeneracyjnych spalanie w kotłach grzewczych Przyszłościowo, po odpowiednim przygotowaniu: paliwo do ogniw paliwowych paliwo do pojazdów podłączenie do sieci gazowniczej
38
Korzyści ekologiczne obniżenie emisji gazów cieplarnianych: dwutlenku węgla (CO2) oraz metanu (CH4), zastąpienie wykorzystania paliw kopalnych, spalanie materiałów odpadowych, niska emisji zanieczyszczeń gazowych do atmosfery: dwutlenku siarki SO2, tlenków azotu NOX, tlenku węgla CO z procesów spalania paliw kopalnych,
39
Korzyści społeczne możliwość uzyskania oszczędności eksploatacyjnych w kotłowniach, poprawa warunków ich obsługi, wykorzystanie lokalnych zasobów paliw oraz stymulowanie rozwoju lokalnego rynku produkcji, pozyskania i dostaw paliwa do kotłowni, tworzenie miejsc pracy oraz wewnętrzny przepływ środków finansowych w obrębie lokalnym (gminy, powiatu)
40
IV DNI ENERGII ODNAWIALNEJ
Praktyczne możliwości wykorzystania biogazu dr inż. Zbigniew Wyszogrodzki POWIAT BRODNICKI Jabłonowo Pomorskie,
