Реферат на тему биоэнергетика

Биотопливо для транспортных средств

Самым распространённым биотопливом для транспортных средств является биоэтанол. В США более 6 миллионов грузовых и легковых автомобилей заправляются смесью этанола и бензина, 85% и 15% соответственно (Е85).  Этот вид топлива менее «энергоплотен», чем обычный бензин. Это означает, что пробег авто, которые работают на Е85, составляет около 75% от пробега стандартных автомобилей.

В качестве топлива биоэтанол больше всего используется в Бразилии, где даже действует запрет на продажу чистого бензина для заправки авто. Топливо должно быть смесью бензина и этанола, последний при этом должен присутствовать в количестве 20% (Е20). Поскольку стоимость этанола меньше стоимости бензина, часто его добавляют в более высоком процентном соотношении, и он может достигать 40%.

Любые двигатели внутреннего сгорания работают на Е10, однако на чистом этаноле могут работать только так называемые «Flex-Fuel». Их также называют «гибкотопливными» ввиду того, что они могут заправляться обычным бензином или смесью бензина с этанолом в любой пропорции. Считается, что даже незначительная добавка биоэтанола существенно повышает октановое число топлива и снижает токсичные выбросы в атмосферу.

Популярностью пользуется и биодизель. Это второе по распространённости биотопливо для транспортных средств. Активно используется смесь дизеля из нефти и биодизеля.

Биогаз считается наиболее экологичным видом топлива, так как в выхлопных газах практически отсутствуют вредные соединения. Однако для его хранения и использования требуются тяжёлые баллоны. Из-за этого этот вид топлива больше подходит грузовому транспорту.

Преимущества и недостатки

Хотя биоэнергетика представляет собой источник энергии, альтернативный существующей энергетической модели, ее использование и производство имеют некоторые недостатки. Ниже приведены некоторые из этих преимуществ и недостатков:

Преимущества

— Является возобновляемый источник энергии;

— производит меньше загрязняющих веществ по сравнению с использованием невозобновляемых источников энергии;

— Имеет невысокую стоимость и большую емкость для повторного использования отходов;

— Представляет меньший экологический риск;

— Не способствует усилению парниковый эффект.

Недостатки

— вызывает обезлесение обширных территорий, что приводит к потере среды обитания, экологическому дисбалансу и изменению климата;

— Имеет более низкую теплотворную способность по сравнению с другими видами топлива;

— Имеет большие трудности при транспортировке и хранении твердой биомассы;

— снизился КПД;

— Жидкое биотопливо может вызвать усиление кислотных дождей.

Общая характеристика технологий и биоэнергетического потенциала

Биоэнергетика – направление в возобновляемой энергетике, которое основано на использовании энергии органического сырья, включает следующие технологии: прямое сжигание и пиролиз древесного топлива и твердых бытовых отходов; биогазовые технологии; получение жидкого биотоплива для транспортных средств. Исходным сырьем для указанных технологий являются древесина, отходы древесины; бытовой и промышленный мусор; растениеводческая продукция и отходы сельского хозяйства и пищевой промышленности.

Древесная биомасса. Беларусь обладает значительными лесными ресурсами. Возможный среднегодовой объем заготовки древесных топливных ресурсов в лесах Республики Беларусь в 2015 году составил 13,6 млн м3, что эквивалентно 3,7 млн т у.т. (9 % потребления ТЭР в стране). Страна имеет большой неиспользуемый энергопотенциал древесного топлива более 3 млн т у.т. За счет использования всех видов биомассы (древесная биомасса, отходы с/х, коммунальные отходы) возможно покрыть до 15 % потребностей страны в ТЭР.

Перспективным источником древесного биосырья являются быстрорастущие насаждения, прежде всего, ива, тополь (одна тонна ивовой щепы (сырой массы) дает 8,9 ГДж, то есть примерно столько, сколько и одна тонна торфяных брикетов (для сравнения, 1 тонна мазута – 38,5 ГДж) (табл. 1). Ива дает первый урожай спустя 4–5 лет. Затем он снимается каждые три года. Урожайность примерно 45–50 тонн (сырой массы) древесины с 1 га (рис. 1).

Таблица 1. Сравнительные энергетические характеристики различных видов биомассы

Вид биомассы	Влажность*, %	Теплота сгорания, кВт·ч/кг	Объемная плотность*, кг/м3	Энергетическая плотность, кВт·ч/м3
высшая**	низшая*
Древесные гранулы	10,0	5,5	4,6	600	2756
Древесная щепа твердых пород	50,0	5,5	2,2	450	1009
То же, просушенная***	30,0	5,5	3,4	320	1094
Древесная щепа мягких пород	50,0	5,5	2,2	350	785
То же, просушенная***	30,0	5,5	3,4	250	855
Трава***	18,0	5,1	3,8	200	750
Кора	50,0	5,6	2,3	320	727
Хлебные злаки***	15,0	5,2	4,0	175	703
Древесные опилки	50,0	5,5	2,2	240	538
Солома озимой пшеницы****	15,0	5,2	4,0	120	482

Примечание: * Расчет по массе влажного сырья.

** Расчет по массе сухого сырья.

*** В виде сильно спрессованных брикетов.

**** Сушка проводилась на воздухе в течение 9 мес.

Рис. 1. Выращивание и уборка ивы в качестве древесного топлива

Источником биомассы для биогазовых технологий являются:

• 105 крупнейших свиноводческих комплексов (более 30 тыс. голов);
• 82 комплекса по выращиванию крупного рогатого скота (более 5 тыс. голов);
• 55 птицефабрик (более 200 тыс. голов)
• отходы сельского хозяйства.

В Республике Беларусь находятся в эксплуатации около 2450 канализационно-насосных станций. Годовой пропуск сточных вод через канализационно-насосные станции составляет примерно 593,2 млн м3 (рис. 5).

Рис. 5. Общий вид объектов хранения и захоронения жидких и твердых бытовых отходов

В стране действуют 167 объектов захоронения твердых коммунальных отходов с проектным объемом захоронения 239,8 млн м3 (фактический объем захоронения 206,6 млн м3). Потенциальная энергия, заключенная в этих отходах, равноценна 470 тыс. т у.т. При их биопереработке в целях получения газа эффективность составит 20–25 %, что эквивалентно 100–120 тыс. т у.т.

Получение биотоплива для транспортных средств

В настоящее время в качестве органического биотоплива для транспортных средств применяются:

• биоэтанол (производится в основном из сахарного тростник и кукурузы);
• биометанол (из морского фитопланктона);
• биобутанол (C₄H₁₀O – бутиловый спирт, из сахарного тростника, свеклы, кукурузы, пшеницы и др.);
• диметиловый эфир (из угля, природного газа, из отходов целлюлозо-бумажного производства, так и из биомассы).
• биодизель (производится на основе жиров животного, растительного и микробного происхождения, а также продуктов их этерификации (рапсовое, соевое, пальмовое, кокосовое масло).
• биотопливо второго поколения (различное топливо, полученное методами пиролиза биомассы, водорослей и др.).

Наиболее широкое применение во многих странах находит биодизель – метиловый эфир, обладающий свойствами горючего материала и получаемый в результате химической реакции из растительных жиров. Известно, что молекулы жира состоят из так называемых триглицеридов: соединений трехвалентного спирта глицерина с тремя жирными кислотами. Для получения метилового эфира к девяти массовым единицам растительного масла добавляется одна массовая единица метанола (т. е. соблюдается соотношение 9 : 1), а также небольшое количество щелочного катализатора. Все это смешивается в реакторных колоннах при температуре 60 °С и нормальном давлении. В результате химической реакции образуется метиловый эфир и побочный продукт – глицерин, широко используемый в фармацевтической и лакокрасочной промышленности. Как видно из рис. 23 технология его производства включает операции отжима семян, например, рапса, с получение масла, его очистка (рафинирование) и смешивание с метанолом. Биодизель может применяться в чистом виде или в смеси с обычным дизелем.

Наряду с биодизелем в мире широко применяется этанол, получаемый из сахарного тростника и других культур.

Можно отметить следующие основные преимущества использования биотоплива:

растительное происхождение и, как следствие, возобновляемость ресурса (сырья для производства биодизеля);
практически полный биологический распад (в почве или в воде микроорганизмы за месяц перерабатывают до 99 % биодизеля, поэтому при переводе водного транспорта на биодизельное топливо можно минимизировать загрязнение водных ресурсов);
уменьшение выбросов СО2 (при сгорании биодизеля выделяется ровно такое же количество углекислого газа, которое было потреблено из атмосферы растением, являющимся исходным сырьем для производства масла, за весь период его жизни);
малое содержание серы (в биодизеле содержится

Основной проблемой в использовании биотоплива является то, что для его производства применяется продукция сельского хозяйства, что может приводить к сокращению продуктов питания. Это в некоторых странах вызывает недовольство населения.

Рис. 23. Технология получения биодизеля

В мире (2016 г.) произведено 135 трлн литров биотоплива, из которого около 100 трлн литров приходится на топливный этанол (74 %). Основные мировые производители биотоплива являются США и Бразилия (рис. 24).

Рис. 24. Мировое производство биотоплива

В Беларуси налажено производство биодизеля (добавка около 5 % в обычный дизель) на следующих предприятиях: ОАО «Гродно Азот», ОАО «Могилевхимволокно», ОАО «Белшина» и некоторых других (рис. 25). Однако широкого применения этот вид топлива в нашей стране не получил, используется в основном сельскохозяйственной техникой.

Рис. 25. Производство биодизеля на Гродно Азот

Просмотров: 1 004

Источники энергии для организмов

Осн. ис­точ­ни­ком энер­гии для ав­то­троф­ных ор­га­низ­мов яв­ля­ет­ся энер­гия сол­неч­но­го све­та, ко­то­рая ус­ваи­ва­ет­ся ими в хо­де фо­то­син­те­за и за­па­са­ет­ся гл. обр. в ви­де вос­ста­нов­лен­ных ор­га­нич. со­еди­не­ний. Ге­те­ро­троф­ные ор­га­низ­мы из­вле­ка­ют не­об­хо­ди­мую для них энер­гию из ор­га­нич. ве­ществ пи­щи. И у ав­то-, и у ге­те­ро­тро­фов ор­га­нич. ве­щест­ва во­вле­ка­ют­ся в об­мен ве­ществ (ме­та­бо­лизм), ко­то­рый скла­ды­ва­ет­ся из двух взаи­мо­свя­зан­ных про­цес­сов – ка­та­бо­лиз­ма и ана­бо­лиз­ма. В хо­де ка­табо­ли­че­ских пре­вра­ще­ний про­ис­хо­дит гид­ро­лиз и окис­ле­ние ор­га­нич. со­еди­не­ний с од­но­вре­мен­ным вы­де­ле­ни­ем энер­гии. Ана­бо­ли­че­ские пре­вра­ще­ния, на­про­тив, свя­за­ны с био­син­те­зом вы­со­ко­мо­ле­ку­ляр­ных со­еди­не­ний ор­га­низ­ма (в т. ч. белков, нук­леи­но­вых ки­слот, уг­ле­во­дов, ли­пи­дов) из бо­лее про­стых и со­про­во­ж­да­ют­ся по­треб­ле­ни­ем энер­гии.

У мно­го­кле­точ­ных ге­те­ро­тро­фов для дол­го­вре­мен­но­го хра­не­ния в ка­че­ст­ве по­тен­ци­аль­ных ис­точ­ни­ков энер­гии ис­поль­зу­ют­ся по­ли­мер­ные уг­ле­во­ды (крах­мал у рас­те­ний, гли­ко­ген у жи­вот­ных и гри­бов), ли­пи­ды (мас­лá у бак­те­рий, рас­те­ний и гри­бов, жи­ры у жи­вот­ных), бел­ки (ви­тел­лин ооци­тов и др.) и по­лифос­фа­ты (у бак­те­рий и гри­бов). Уг­ле­во­ды от­ли­ча­ет вы­со­кая ско­рость мо­би­ли­за­ции, а ли­пи­ды – наи­боль­шая энер­го­ём­кость. Пе­рио­ды ог­ра­нич. дос­туп­но­сти внеш­них ре­сур­сов мн. ор­га­низ­мы спо­соб­ны пе­ре­но­сить в со­стоя­нии ана­био­за или спяч­ки, ко­гда об­мен­ные про­цес­сы рез­ко за­тор­мо­же­ны.

На­прав­ле­ния ме­та­бо­лич. ре­ак­ций и ве­ли­чи­на мак­си­маль­но по­лез­ной ра­бо­ты оп­ре­де­ля­ют­ся из­ме­не­ния­ми дос­туп­ной сво­бод­ной энер­гии, или энер­гии Гиб­б­са (СЭ). В по­дав­ляю­щем боль­шин­ст­ве слу­ча­ев за­па­са­ние СЭ свя­за­но с пе­ре­ходом од­но­го или двух элек­тро­нов от ве­ще­ст­ва-до­но­ра к ве­ще­ст­ву-ак­цеп­то­ру (с бо­лее вы­со­ким срод­ст­вом к элек­тро­нам); при этом до­нор окис­ля­ет­ся, а ак­цеп­тор вос­ста­нав­ли­ва­ет­ся.

Пер­вич­ны­ми до­но­ра­ми элек­тро­нов у ли­то­тро­фов слу­жат не­ор­га­нич. со­еди­не­ния (се­ра, двух­ва­лент­ное же­ле­зо, ам­ми­ак и его со­ли, нит­ри­ты, во­до­род и ок­сид уг­ле­ро­да), а у ор­га­но­тро­фов – ор­га­нич. ве­ще­ст­ва (бел­ки, уг­ле­во­ды, ли­пи­ды и про­дук­ты их час­тич­но­го рас­ще­п­ле­ния). Ак­цеп­то­ром элек­тро­нов у аэроб­ных ор­га­низ­мов яв­ля­ет­ся ки­сло­род, а у ан­аэроб­ных – нит­ра­ты, нит­ри­ты, суль­фа­ты, ди­ок­сид уг­ле­ро­да и не­ко­то­рые ор­га­нич. ве­ще­ст­ва. Ор­га­низ­мы, спо­соб­ные ути­ли­зи­ро­вать энер­гию све­та (фо­то­тро­фы) вос­ста­нав­ли­ва­ют мо­ле­ку­лы ак­цеп­то­ров элек­тро­на­ми, по­лу­чен­ны­ми от та­ких сла­бых вос­ста­но­ви­те­лей, как се­ро­во­до­род и во­да, за счёт энер­гии кван­тов све­та.

Ко­ли­че­ст­вен­ная оцен­ка срод­ст­ва ве­ществ к элек­тро­нам оп­ре­де­ля­ет­ся стан­дарт­ны­ми окис­ли­тель­но-вос­ста­но­ви­тель­ны­ми по­тен­циа­ла­ми (ре­докс-по­тен­циа­ла­ми), ис­чис­ляе­мы­ми в воль­тах. Зна­че­ния ре­докс-по­тен­циа­лов ве­ществ, уча­ст­вую­щих в Б., на­хо­дят­ся в пре­де­лах от –0,7 В (α-ке­тог­лу­та­рат) до 0,8 В (ки­сло­род). До­но­ры име­ют бо­лее от­рица­тель­ный ре­докс-по­тен­ци­ал, чем ак­цеп­то­ры. Для по­лу­че­ния и по­сле­дую­ще­го за­па­са­ния СЭ ис­поль­зу­ет­ся лю­бая до­нор­но-ак­цеп­тор­ная па­ра, обес­пе­чи­ваю­щая раз­ни­цу ре­докс-по­тен­циа­лов не ме­нее 0,2 В, что по­зво­ля­ет пре­об­ра­зо­вать СЭ раз­но­об­раз­ных со­еди­не­ний в уни­фи­ци­ров. фор­му осн. внут­ри­кле­точ­но­го ак­ку­му­ля­то­ра энер­гии – АТФ.

Биоэнергетика в Бразилии

Производство биоэнергии в Бразилии связано с использованием первичных источников, таких как жмых сахарного тростника и древесина. По данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций, Бразилия занимает вторую позицию по производству биоэтанола в мире.

Биомасса также широко используется для производства электроэнергии в Бразилии, уступая только гидроэлектроэнергии. Около 43% энергии, производимой в стране, поступает из возобновляемых источников. Сегодня сахарный тростник составляет примерно 17% энергетической матрицы Бразилии.

Одним из основных источников, используемых для производства биотоплива в Бразилии, является жом сахарного тростника.

В 2016 году Министерство горнорудной промышленности и энергетики объявило, что биомасса является вторым по важности источником производства энергии в Бразилии. Данные, опубликованные Resenha Energética Brasileira в том же году, показали, что биоэнергетика составляет 29,9% энергетической матрицы страны

Наибольший потенциал для производства энергии из биомассы находится в юго-восточном регионе, особенно в штате Сан-Паулу.

Биомасса и биоэнергетика

THE биомасса, органическое вещество, используемое для производства энергии, может быть растительного или животного происхождения. Это органическое вещество производит биоэнергетика, возобновляемая, чистая, недорогая энергия, которая не выбрасывает в атмосферу загрязняющие газы.

Несмотря на высвобождение углекислого газа, сжигание биомассы для производства биоэнергии не меняет атмосферу, поскольку этот газ используется растениями в процессе фотосинтеза.

Есть три класса биомассы:

1. твердая биомасса: продукты и отходы сельского хозяйства, лесного хозяйства и биоразлагаемые остатки промышленных и городских территорий.

2. Жидкая биомасса: поступает из «энергетических культур», в результате получается жидкое биотопливо, такое как этанол и биодизель.

3. газообразная биомасса: можно найти в сельскохозяйственных сточных водах промышленных предприятий и городских территорий.

Использование биомассы стало больше присутствовать в энергетических матрицах из-за исчерпания некоторых невозобновляемые источники энергии, став альтернативой глобальной энергетической матрице.

Кроме того, производство биоэнергии представляет собой ответ на призыв научного сообщества относительно негативного воздействия на окружающую среду.

Такие виды топлива, как этанол и биодизель, являются одними из основных продуктов биомассы. Это биотопливо не только более экономично, но и является устойчивым, поскольку при его производстве не выделяются загрязняющие газы в атмосферу.

Однако стоит отметить, что использование биомассы для производства энергии связано с некоторыми экологическими проблемами, такими как интенсификация вырубки лесов для обеспечения жизнеспособности сельскохозяйственного производства. Такое удаление растительного покрова вызывает несколько проблем, таких как экологический дисбаланс, потеря среды обитания животных и изменение климата.

Современные биоэнергетические технологии

Технологии биоэнергетики позволяют получать энергию физическим, химическим или микробиологическим методом. Основные технологии можно представить следующим образом:

• прямое сжигание (производство тепло- и электроэнергии);
• синтез (получение спиртов и масел);
• газификация, или пиролиз (получение сингаза, водорода, тепло- и электроэнергии). Исходное сырьё нагревается до высоких температур без кислорода, преобразуется в твёрдое вещество и синтез-газ, применяемый вместо природного газа для производства электроэнергии;
• анаэробная ферментация представляет собой разрушение органического сырья бактериями без доступа кислорода. Образуется биогаз и дигестат – органический остаток, используемый в качестве удобрения. После удаления диоксида углерода и сероводорода газ уплотняют, после чего он превращается в биометан.

Что такое биометаногенез

Биометаногенез осуществляется в три этапа: растворение и гидролиз органических соединений, ацидогенез и метаногенез. В энергоконверсию вовлекается только половина органического материала — 1800 ккал/кг сухого вещества по сравнению с 4000 ккал при термохимических процессах, но остатки, или шлаки, метанового «брожения» используются в сельском хозяйстве как удобрения. В процессе биометаногенеза участвуют три группы бактерий.

Первые превращают сложные органические субстраты в масляную, пропионовую и молочную кислоты; вторые превращают эти органические кислоты в уксусную кислоту, водород и углекислый газ, а затем метанообразующие бактерии восстанавливают углекислый газ в метан с поглощением водорода, который в противном случае может ингибировать уксуснокислые бактерии.

В 1967 г. Брайант и др. установили, что уксуснокислые и метанообразующие микроорганизмы образуют симбиоз, который ранее считался одним микробом и назывался Methanobacillus omelianskii.

Для всех метанобактерий характерна способность к росту в присутствии водорода и углекислого газа, а также высокая чувствительность к кислороду и ингибиторам производства метана. В природных условиях метанобактерии тесно связаны с водородобразующими бактериями: эта трофическая ассоциация выгодна для обоих типов бактерий. Первые используют газообразный водород, продуцируемый последними; в результате его концентрация снижается и становится безопасной для водородобразующих бактерий.

Биоэнергетика в России

В настоящее время Россия является одним из мировых лидеров по производству биотоплива различных видов. Пока в основном производится и экспортируется твердое биотопливо, но уже строятся биогазовые электростанции различной мощности (в том числе и до 10 МВт), которые способны производить как электрическую, так и тепловую энергию. Расширяется промышленное производство бытовых биогазовых установок, предназначенных для обслуживания одного хозяйства. Подобные установки активно внедряются, и уже существуют хозяйства, которые не только обеспечивают себя электрической и тепловой энергией, но даже продают государству избыток выработанной электроэнергии. Биоэнергетика стремительно набирает обороты, наряду с другими альтернативными методами получения энергии.

С.Варган

Перспективы развития биоэнергетики в России:

Топливо из рапса:

https://youtube.com/watch?v=eSItlCyX0eY

Производство биогаза

Производство биогаза путем метанового «брожения» отходов — одно из возможных решений энергетической проблемы в большинстве сельских районов развивающихся стран. И хотя при использовании коровьего навоза только четверть органического материала превращается в биогаз, последний выделяет тепла на 20% больше, чем его можно получить при полном сгорании навоза.

Производство биогаза имеет следующие достоинства: это источник энергии; отходы процесса служат высококачественными удобрениями и в довершение сам процесс способствует поддержанию чистоты окружающей среды. Чтобы обеспечить крупномасштабное развитие и экономическую выгоду предприятий по производству биогаза, необходимо решить целый ряд биохимических, микробиологических и социальных проблем.

Усовершенствования касаются следующих областей: сокращения числа стальных элементов в используемом оборудовании; создания оборудования с оптимальной конструкцией; разработки эффективных нагревателей; нагрева дайджестеров за счет солнечной энергии; объединения систем производства биогаза с другими нетрадиционными источниками энергии; конструирования крупномасштабных производственных единиц для сельских или городских общин; оптимального использования переработанных отходов и, наконец, усовершенствования процессов брожения и начальной деградации отходов.

Основные источники производства биоэнергии

Биоэнергетика может производиться из возобновляемых источников сырья, таких как:

• Древесина;

• Сельскохозяйственная продукция (кукуруза, крупы);

• Жом сахарного тростника;

• Органические отходы (опилки, органические отходы);

• Овощи и фрукты.

Эти источники подразделяются на четыре категории:

1.Культуры: сельскохозяйственные продукты, выращиваемые для производства энергии, такие как кукуруза и зерновые.

2. Отходы сельского и лесного хозяйства: остатки, образующиеся при лесозаготовке и валке деревьев, такие как солома и древесные остатки.

3. Органические побочные продукты: органические остатки, сельскохозяйственные сточные воды и отходы обработки древесины.

4. Органические отходы: бытовые отходы, бытовые и промышленные сточные воды и остатки пищевых производств.

Воздействие биоэнергетики

По мнению сторонников биоэнергетики, тело и душа человека довольно тесно связаны. При этом физическое самочувствие находиться в прямой зависимости от эмоционального состояния, и, наоборот, психологическое состояние является отражением состояния физического. Это является следствием этого, что существуют определенные пути, которые объединяют физическое и психологическое. Посредством специально разработанных упражнений человек может наладить процесс обмена информации между двумя структурами, формируя гармоничное единение души и тела. На сегодняшний день биоэнергетика получило практическое применение для лечения всевозможных заболеваний.

Топливо, производимое с помощью биоэнергетики

Биотопливо можно производить с использованием сельскохозяйственных продуктов, таких как кукуруза, древесина и сахарный тростник.

Этанол производится из отходов агропромышленного комплекса, таких как кукуруза и сахарный тростник. В Бразилии его производство активизировалось в 1975 году благодаря Национальной программе по алкоголю. В 1994 году он начал составлять около 50% национального потребления топлива в стране.

Биодизель производится из растительных масел. Он представляет собой альтернативу использованию дизельного топлива, однако не является полностью чистым топливом, поскольку при его производстве образуются выбросы загрязняющих газов.

Биогаз — это топливо с высокой теплотворной способностью, газообразное, состоящее в основном из метана. Это топливо можно использовать для замены природного газа, получаемого из невозобновляемых источников энергии.

→ Биометан

Биометан производится путем очистки и очистки биогаза и в основном состоит из метана. Его можно получить на очистных сооружениях, на свалках или в отходах животноводства. Бразилия добывает около 30 млн м3.3 биометана в сутки.

Биоэнергия в веществах

Растительная биомасса образуется в процессе фотосинтеза. Её основные компоненты – углерод, водород и кислород. Другие элементы – азот, калий и фосфор – присутствуют в малом количестве.

Фотосинтез – это химическая реакция, представленная следующей формулой: CO2 + H2O + солнечный свет → CH2O + O2, где CO2 – углекислый газ, H2O – вода, CH2O – обобщённая формула углеводов, O2 – кислород.

Тогда как использование биомассы для получения энергии выглядит так: CH2O + O2 → CO2 + H2O + тепло.

Таким образом, солнечная энергия сначала аккумулируется растениями, а затем высвобождается в виде тепла. Если на место использованной биомассы будут высажены новые растения, цикл замкнётся, и весь диоксид углерода будет вновь поглощён.

Что относится к биомассе

Биомасса использовалась для получения энергии с древнейших времён. Современное её применение опирается на получение топлива на специальных плантациях, использования любых отходов лесной и сельскохозяйственной промышленности.

По источнику происхождения выделяют вещества растительного и животного происхождения, по стадии использования – первичные и вторичные. К органическим веществам, пригодным для получения энергии, главным образом относят:

• древесину и продукты её переработки (кора, щепа, опилки);
• отходы сельского хозяйства (солома зерновых и кукурузы, сено);
• органические отходы (макулатура, отстой сточных вод);
• урожайность энергетических плантаций (тополя, тростник, мискантус и др.);
• биотопливо (растительные масла, биоэтанол и биодизель);
• биогаз (получают из навоза и осадков сточных вод).

Не смотря на то, что каменный уголь и нефть тоже имеют биологическое происхождение, они не могут называться биомассой в силу того, что их образование не происходит в настоящем времени.

Эффективность биомассы

Эффективность биомассы как источника энергии примерно в два раза меньше, чем угля. Например, при сжигании 1 кг древесины или соломы выделяется от 10 до 14 МДж, в то время как каменный уголь выделяет 25 МДж.

Сравнительные энергетические характеристики видов биомассы (таблица с сайта itexn.com)

Биомасса – условия эксплуатации

Ресурсы являются основным параметром, что определяет эффективность получения энергии.

Энергетические плантации предназначены специально для выращивания энергетических культур. Для этого подходят бедные или истощённые в результате деятельности человека почвы. Один квадратный метр такой плантации способен произвести достаточно биомассы, чтобы получить из неё до 45 кВтч энергии.

Поскольку биоэнергетика также использует отходы сельского и лесного хозяйства, стоимость ресурсов для производства электроэнергии не высока, что делает отрасль конкурентоспособной.

Использование биомассы в России

В России отрасль биоэнергетики развивается не так быстро, как на Западе. В настоящее время производится в основном твёрдое биотопливо в виде дров, топливных гранул и брикетов (прессованные изделия из отходов лесного хозяйства). На дрова и биомассу идёт балансовая древесина, не пригодная для заготовки пиломатериалов. Производятся и экспортируются пеллеты – древесные гранулы цилиндрической или сферической формы.

Из-за развитого животноводства и сельского хозяйства в Южном, Приволжском и Центральном округах страны есть высокий потенциал производства биогаза.

Применение биоэнергетики

В качестве главной позы, которая применяется в биоэнергетике выступает арка, иначе называемая прогибом назад, или аркой Лоуэна. При правильном выполнении данного упражнения можно мысленно провести перпендикулярную линию между точкой, расположенной посередине между лопатками, и точкой, находящейся посередине между ног. В качестве стимулирующих действий проводятся наклоны через стул.

Выполнение упражнений должно обязательно сопровождаться правильным дыханием, которое будет способствовать движению циркулирующих потоков энергии.

Помимо прогиба назад, в биоэнергетике широко применяется бесконтактный массаж. Суть его заключается в способствовании расслабления напряженных мышц.

Готовые работы на аналогичную тему

Изначально упражнения биоэнергетики применялись с целью разрешения проблем невротического характера. Однако в дальнейшем терапевтическая практика стала использоваться и для лечения психосоматических заболеваний, а также различных нарушений личности. Кроме того, применение упражнений показано и вполне здоровым людям, стремящимся к самосовершенствованию. К тому же выполнять упражнения можно и в домашних условиях.