Технологии энергетического использования биомассы

Юрий Степанович Почанин

Рассмотрены основные источники биомассы для применения в энергетических целях, которые можно разделить на первичные и вторичные (отходы). Первичные источники – биомасса растущих деревьев, некоторых многолетних трав, водорослей. Из биомассы производится три типа первичного топлива:

1. Твердое (уголь, торрефицированная биомасса (биоугль);

2. Газообразное (биогаз (СН4, СО2), генераторный газ (СО, Н2, СН4, СО2), синтез-газ (СО, Н2), заменитель природного газа (СН4);

3. Жидкое (этанол, биодизельное топливо, метанол, растительное масло, и пиролизное масло).

Вторичная биомасса (отходы): отходы лесной, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности и отходы животноводства.

В настоящее время имеется большое количество технологий получения топливных брикетов и пеллет. В современной топочной технике применяются слоевой, вихревой, циклонный и факельный процессы сжигания топлива. Рассмотрены технологии двух основных типов биохимических процессов: анаэробное сбраживание и ферментация.

Юрий Почанин

Технологии энергетического использования биомассы

Введение

Поиск и эффективное использование альтернативных источников энергии в последние десятилетия становятся одними из важнейших научно-технических задач, решаемых мировым сообществом. В этой связи многие страны проводят интенсивные исследования по развитию энергетики, основанной на использовании возобновляемых природных ресурсов, в том числе и биомассы. Скорость формирования биомассы на планете равна 250 х10

т/год, объемы же образуемых при этом органических соединений составляют 100 х10

т. Перспективы развития биоэнергетики огромны, учитывая, что лишь 0,5 % доступной на планете биомассы потребляется человеком в пищу.

Биомасса— шестой по запасам из доступных на настоящий момент источников энергии после горючих сланцев (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%BE%D1%80%D1%8E%D1%87%D0%B8%D0%B9_%D1%81%D0%BB%D0%B0%D0%BD%D0%B5%D1%86), урана (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A3%D1%80%D0%B0%D0%BD_(%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%82)), угля (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%BF%D0%B0%D0%B5%D0%BC%D1%8B%D0%B9_%D1%83%D0%B3%D0%BE%D0%BB%D1%8C), нефти (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9D%D0%B5%D1%84%D1%82%D1%8C) и природного газа (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%B3%D0%B0%D0%B7).

Биомасса— пятый по производительности возобновляемый источник энергии после прямой солнечной (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D0%B5%D1%87%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%8D%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B3%D0%B5%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B0), ветровой (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%B5%D1%82%D1%80%D0%BE%D1%8D%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B3%D0%B5%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B0), гидро- (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B8%D0%B4%D1%80%D0%BE%D1%8D%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B3%D0%B8%D1%8F)и геотермальной (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B5%D0%BE%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%BC%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%8D%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B3%D0%B5%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B0) энергии. Биомасса— крупнейший по использованию в мировом хозяйстве возобновляемый ресурс (более 500 млн тонн у. т. (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A3%D1%81%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%BD%D0%BE%D0%B5_%D1%82%D0%BE%D0%BF%D0%BB%D0%B8%D0%B2%D0%BE) в год). Биомасса применяется для производства тепла (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%BE), электроэнергии (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D1%8D%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B3%D0%B8%D1%8F), биотоплива (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B8%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%BF%D0%BB%D0%B8%D0%B2%D0%BE), биогаза (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B8%D0%BE%D0%B3%D0%B0%D0%B7) (метана (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B5%D1%82%D0%B0%D0%BD), водорода (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%BE%D0%B4%D0%BE%D1%80%D0%BE%D0%B4)).

Основу биомассы нашей планеты составляют органические соединения углерода, которым свойственно выделение тепла в процессе соединения с кислородом при сгорании. Первона