Що се отнася до възобновяемата енергия, хората винаги мислят за слънчевата енергия и вятърната енергия на първо място. В наши дни Китай енергично насърчава изграждането на екологична цивилизация и използването на биомаса е довело до нови възможности за развитие. Биомасата е нисковъглеродна и околната среда -подходящо, което може да промени фундаментално текущото състояние на потреблението на енергия и да създаде голямо богатство.
1. Обща оценка на ресурсите от биомаса
Ресурсите на биомасата се разделят главно на 5 категории, както е показано в таблица 1.
Таблица 1 Обща оценка на ресурсите от биомаса в Китай
Първият вид дървесни стъбла (царевица, слама, слама, слама от сорго, плява и т.н.), боб, памук, този вид ресурси от биомаса, макар и повече (7-900 милиона тона) сламата на културите в задното поле, фуражите и използването на промишлени суровини и т.н., останалата част може да се използва в енергията от биомаса и биологични химикали - 310 милиона тона, еквивалентни на 150 милиона тона.
Втората категория е отпадъците от горското стопанство, представляващи около 40 милиона т / год .;
Третият вид екскремент на добитък и птици е богат на ресурси от биомаса, достигайки 500 милиона тона суха среда и може да произведе 220 милиарда м3 метан.
Четвъртият вид е битови отпадъчни води и промишлени отпадъчни води, които съдържат 25 милиона тона твърди отпадъци.
Петата категория е общински твърди отпадъци, които могат да бъдат използвани за около 100 милиона тона.
Заедно тези пет вида представляват разпределението на големи биомаса в Китай, като общата сума достига 800 милиона до 1 милиард тона стандартни въглища.
Важните компоненти на биомасата са въглехидратите, сред които прекомерното съдържание на кислород е една от най-големите характеристики на биомасата (таблица 2).
Таблица 2 записана биомаса (суха база)
Вижте от таблица 2, продуктът на фотосинтезата, въглеродните съединения в пропорция на кислорода във водата са 40%, така че естественото състояние на въглехидратната енергийна плътност е ниско, нетната топлинна ефективност (LHV) само около 16%. Поради това при разработването на ефективно използване на ресурсите от биомаса трябва да се даде приоритет на следните два въпроса:
1. Ресурсите на биомасата трябва да се превръщат в материали с по-висока енергийна плътност (наричано процес на обогатяване с въглеводород или процес на деоксигениране), които са лесни за транспортиране и транспортиране;
2. Когато биомасата се променя от естественото си състояние в материална форма с висока енергийна плътност, стъпките на преобразуване и загубата са сведени до минимум.
Достъпен начин за високо използване на енергията от биомаса
В момента човешкото развитие и оползотворяването на техниката за биомаса има шест основни категории: директно изгаряне, анаеробно разграждане (метан), захарна ферментация (производство на етанол), добив на масла и биодизел, пиролизно масло, газификация, . В момента съществуват три възможни начина за разработване и използване на енергия от биомаса с висока стойност.
1. Производството на биологичен метан (биогаз) се осъществява чрез процеса на ферментация на биогаз, който по същество е метаболизмът на материалите и процесът на преобразуване на енергията на микроорганизмите. В процеса на разграждане и метаболизъм биогазните микроби получават енергия и материали, и репродукцията, като повечето от тях се превръщат в метан и въглероден диоксид.
Научният анализ показва, че около 90% от органичната материя се превръща в биогаз10% се използва от биогаз микроорганизми за собствена консумация. Производството на биогаз от ферментационни материали всъщност се постига чрез серия от сложни биохимични реакции.
За да разберем от гледна точка на генерирането на енергия, помислете за него по този начин: същността на процеса на ферментация на биогаз е метаболитната функция на микробната общност чрез пренареждане на молекули и атоми, съдържанието на кислород до 40% или повече биомаса (чрез формулата е, както следва: CH1.4 O0.6) на кислород, въглерод, водород, два елемента в процеса на обогатяване, продуктът е енергийната плътност е много по-висока от изходните суровини (биомаса) метан.
Тъй като почти 90% от органичната материя може да се превърне в метан, това е един от малкото високоефективни процеси. Теоретичната стойност на ефективността на преобразуване на енергията от биогазната ферментация е над 65%. Това е една от най-важните причини, наскоро беше популяризирана в международен мащаб.
Биомасата генерира електричество
Производството на електроенергия от биомаса се отнася до използването на суровини от биомаса за заместване на въглеродния въглен след изгарянето, за да задвижват парни турбини от топлоелектрически централи за производство на електроенергия. Мощността на биомасата е по-осъществима главно защото може да използва съществуващата инфраструктура на топлоелектрическите централи намаляване на общата инвестиция.Биомас производството на електроенергия в Китай главно се отнася до биомаса (като слама, горски отпадъци ресурси) изгаряне на производството на електроенергия.В чужди страни, суровините за производство на енергия от биомаса са разделени на три части:
1) биомасата изгаря директно като дърва за огрев;
2) био-маслото, получено от "пиролизата" на биомасата, може да бъде транспортирано до други места или да бъде изгорено на място, за да задвижва парната турбина за генериране на електричество;
3) сингаз (водород и въглероден оксид), произвеждан от "газификация" на биомаса, може да бъде изгорен, за да задвижва турбините, за да генерира електричество.
3. Евтино производство на целулозен етанол
Преди да се намери ефективна алтернатива на химичното вещество през следващите десетилетия, един от биологичните етанолови течни горива е все още първият избор, всеки изхвърлен етанол като течни горива в сегашната ситуация на идеята е детински или поне не е реалистичен. разделени на първото и второто поколение.
Първото поколение използва главно нишесте (зърно, картофи и други храни за хора) като суровини. Поради продоволствената сигурност държавите преминават към второ поколение етанол, който се произвежда от целулоза. В момента най-големият проблем с целулозния етанол е, че цената е твърде висока. Цената на тон в Китай е между 9000 юана и 12000 юана. Има три причини за високата цена (с изключение на ценовите колебания на суровините и транспортните разходи за суровините):
1) високи разходи за предварителна обработка на целулозни материали;
2) висока цена на целулазата, до 2000-3500 юана;
3) ниското съдържание на захар в целулозния хидролизат и ниското съдържание на течност в ферментиралата течност водят до повишена цена на дестилация.
III. Проблеми, които трябва да бъдат решени при използването на енергия от биомаса с висока стойност
1. Контролът на ефективността на преобразуване на енергията във всяка форма и използване на енергия се трансформира от една форма в друга и част от енергията се губи във всяка стъпка на преобразуване. Това важи особено за енергията от биомаса. Основният източник на енергия от биомаса е улавянето на светлинна енергия от организми. Ето защо един от основните проблеми на енергията от биомаса е ефективността на преобразуване.
Биомасата може да се превърне в енергия или химикали. Основните методи на трансформация са два: химични и биологични. Независимо дали са химически или биологични, сърцевината е катализаторът. Катализаторът е ключът към спестяване на енергия и подобряване на ефективността.
Например, при производството на биологичен метан, колкото по-активна е популацията на метан бактерии по отношение на ензимите, толкова по-малко ензими използват. При производството на целулозен етанол газификацията на целулозата води до сингаз (смес от водород и въглероден оксид) също така разчита на високоефективен и специален катализатор, който да се превърне в течно гориво.
2. Модификация на растителната лигноцелулозна структура и състава на компонентите
Основният проблем на структурата и състава на лигноцелулозата е как да се подобри съдържанието на целулозата и да се намали съдържанието на лигнин. Това е особено полезно за производството на целулозен етанол. Промените в относителното съдържание имат положителен ефект както върху нивата на предварително обработване, така и на алкохолното производство.
заключение
Експлоатацията и оползотворяването на енергията от биомаса е ново изследователско направление на интердисциплинарната и ядрената енергия. Енергийната индустрия от биомаса като стратегически развиваща се индустрия в Китай е силно насърчавана от държавата, характеризираща се с интензивна технология, интензивен капитал, интензивен труд, индустриален верижни фабрики и силна движеща сила.
