Глава IV Технологічні оцінки

В основному це лігноцелюлозні культури (приклад очерету з Провансу: короткоротаційна деревина, 10000 гектарів, з 3000 рослин на гектар, з 5-річним ротацією, що забезпечує електростанцію потужністю 35 МВт), цукристі ферментативні та олійні культури (які забезпечують рослинними оліями які можна подавати безпосередньо на пальники або двигуни).

Щорічне світове виробництво біомаси:

Це становить 200 мільярдів тонн нафтового еквівалента.

У помірних зонах рослина перетворює 0,5-1% сонячної енергії, що уловлюється, у вуглеводневі продукти, джерела теплових або харчових калорій.

Використання: термохімічний шлях:

1 - Пряме згоряння:

Використовуються: деревина та її відходи, солома, інші побічні продукти сільського господарства, побутові відходи (папір, харчові відходи).

Устаткування для горіння: каміни (ефективність від 10 до 20%), котли на дровах (70%), печі, промислові установки (80%)

2 - Піроліз або карбонізація:

Стосується всіх рослинних речовин. Нагріваючи деревину, ми отримуємо твердий залишок (деревне вугілля), горючу газову суміш і рідину (вода і смола).

100 кг деревини дає близько 30 кг деревного вугілля (виробництво у Франції на рік: 60 000 тонн)

Рослинні та харчові відходи, побутові відходи.

Техніка, подібна до піролізу, але вимагає більше тепла та повітря. Дає нежирний газ, суміш окису вуглецю та водню (вихід 80%). Неповне згоряння (від 900 до 1500 ° C).

Матеріал горіння: газ можна спалювати на виході з газифікатора в модифікованому котлі (міський газ).

Використання: дизельний двигун (10% дизеля, 90% нежирного газу); гірша продуктивність у бензиновому двигуні; ізольована ділянка електроенергії; комунальне опалення.

Біогаз: біохімічний шлях:

Біогаз отримують шляхом (анаеробного) бродіння біомаси. Він утворюється в природі (смужки на болотах) або з тваринних або рослинних відходів (випарів, винокурних виноробів).

Для його формування потрібна вологість і відсутність повітря. При 37 ° C або 55 ° C розвиваються бактерії (анаеробні), які спричиняють бродіння: біогаз, що містить від 50 до 65% метану (CH 4) і від 35 до 50% CO 2 .

Калорійність неочищеного газу становить від 5000 до 60000 кілокалорій на м 3 .

Приклад соломи котла:

Еквівалентність: 1 кг соломи при вологості 15% і залишку 5% золи еквівалентно 3500 ккал., 1 літр мазуту при 8500 ккал. Якщо загальний коефіцієнт корисної дії соломи становить 50%, а мазуту - 75%, це буде потрібно за такою формулою: n літрів мазуту * 8500/3500 * 0,75/0,50 3,64 кг соломи на літр раніше спожитого палива.

ВИРОБНИЦТВО ЕНЕРГІЇ З БІОМАСИ: ПРОГНОЗИ НА 2025 РІК:

(a) тверде паливо

рідке паливо

Енергетична установка

Енергетична культура

Джерело:

(а): зазначені виробничі показники вираховуються за рахунок різних власних витрат виробничої системи; споживання плантацій та енергетичних культур оцінюється у 0,3 ТОЕ/га/рік.

(b): в даний час чиста продуктивність 1 га буряків, перетворених на спирт, становить близько 1 TOE/га/рік.

ДЕРЕВО, ДЖЕРЕЛО ТЕПЛА ТА ЕНЕРГІЇ:

"Теплотворна здатність інтер’єру" = p.c.i. = кількість теплоти, що виділяється на одиницю маси без конденсації води під час згоряння або виділяється паливом (випадок згоряння на відкритому повітрі). (Джерело: Quid 1990)

Деякі значення p.c.i. в кілокалоріях:

безводна деревина: Від 4000 до 5000 ккал (4 або 5 термів)/кг деревини

хвойні породи: від 4400 до 5000 ккал/кг деревини

листяних порід: від 4000 до 4800 (на м3, т. д. листяних порід, більш щільний, вищий, ніж у хвойних порід)

брикети з тирси та стружки: від 4000 до 4200 термо/т

ДРУГОВЕ вугілля:

Вихід деревного вугілля в традиційних умовах становить від 10 до 15% за вагою: з 1 тонни деревини, поміщеної у кам'яновугільний камінь, у середньому виробляється 100 кг деревного вугілля в місцевих системах виробництва.

Оскільки деревне вугілля має теплотворну здатність удвічі більшу, ніж деревина в печі, валовий вихід енергії становить близько 20%.

Порівняння енергетичних цінностей:

ПОРІВНЯННЯ „ЕФЕКТИВНИХ ЕНЕРГІЙ” ВІД ВИКОРИСТАНОГО ПЕЧІ І ПАЛИВА:

Тут ми враховуємо, що "Ефективна енергія" = теплотворна здатність * відсоток використаного тепла (PHU = відсоток використаного тепла)

Тип плити

Тип палива

Калорійність МДж/кг

Ефективна енергія МДж/кг

Плита на відкритому вогні

Покращена піч на дровах

Традиційна металева плита

Вугілля

Покращена керамічна плита

Вугілля

Проста газова плита

Гасова плита (модель з гнітом)

ПЕРЕВАГИ ДРУГОМАШТАБНОГО ВИГОТОВЛЕННЯ ДРУГОГО вугілля:

Понад 2 мільярди людей у всьому світі використовують деревину для приготування їжі та опалення. На початок 1980 р. Споживання біомаси становило 47% всієї деревини, вирубаної у світі, тобто загалом 1,3 млрд. М 3 .

Оскільки частка промислово розвинених країн у цьому загальному становить лише 12%, очевидно, що Третій Світ, який споживає решту 88%, стає залежним від деревини як палива, і це на довгий час. І цим він відіграє важливу роль у знищенні лісів тропіків та субтропіків.

Більше деревного вугілля виробляється із відходів, що виникають при вирубці деревини та вирубці лісів для інших видів використання. Калорійність деревного вугілля приблизно вдвічі більше, ніж деревного. Таким чином, завдяки своєму низькому обсягу теплотворної одиниці він має суттєві переваги з точки зору транспортування та зберігання і може використовуватися в широкому діапазоні застосувань.

Існує 3 основних способи її виробництва: "земляні та шахтні печі", "цегляні та сталеві печі та великі заводи або реторти". Різниця полягає у інвестиційних витратах, тривалості карбонізації, виробництві та трудомісткості.

Відносні викиди ІСП (продукти неповного згоряння), наслідки для здоров’я та загальний потенціал зрідженого газу, гасу, деревного вугілля, поліпшення біомаси та дров