- •Цели и задачи дисциплины.
- •Проблемы энергетики Республики Беларусь.
- •1. Цели и задачи дисциплины
- •2. Основные понятия, термины, определения в энергосбережении
- •3. Энергетические ресурсы мира и республики беларусь
- •Состояние и прогноз динамики производства электроэнергии в ведущих странах мира до 2005 года
- •Энергетические ресурсы мира
- •Потенциал местных топливно-энергетических ресурсов в
- •4. Проблемы энергетики республики беларусь
- •Основные принципы рационального использования энергии
- •1. Потребление энергии и эффективность ее использования в
- •3. Основные направления энергосбережения.
- •4. Методика расчета эффективности энергосбережения.
- •1. Потребление энергии и эффективность ее использования в различных странах мира и республике беларусь
- •Расход энергоносителей в Беларуси
- •2. Энергоемкость валового внутреннего продукта
- •3. Основные направления энергосбережения
- •4. Методика расчета эффективности энергосбережения
- •Биологические технологии в энергетике
- •1. Основные положения биоэнергетики
- •2. Фотосинтез
- •3. Получение спирта из биомассы
- •4. Биотопливные элементы
- •5. Технологии использования биомассы
- •6. Биогаз, основные характеристики и технология получения
- •7. Типы и структура биореакторов для получения биогаза
Биологические технологии в энергетике
Основные положения биоэнергетики.
Фотосинтез.
Получение спирта из биомассы.
Биотопливные элементы.
Технологии использования биомассы.
Биогаз, основные характеристики и технологии получения.
Типы и структуры биореакторов для получения биогаза.
1. Основные положения биоэнергетики
Сложный комплекс веществ, из которых состоят растения и животные, принято называть биомассой.
Основа биомассы – органические соединения углерода. Уникальная роль углерода в живой природе обусловлена его свойствами, которыми в совокупности не обладает ни один другой химический элемент. Между атомами углерода, а также между углеродом и другими химическими элементами образуются прочные химические связи, которые могут быть разъединены в сравнительно мягких физиологических условиях.
Органические соединения углерода в процессе соединения с кислородом при сгорании или в процессе естественного метаболизма выделяют тепло.
Следует отметить, что биомасса является основным исходным веществом для образования таких источников энергии, как торф, уголь, нефть, газ.
Одним из таких направлений является превращение биомассы в бурый уголь. Накапливавшийся в течение миллионов лет на поверхности Земли растительный материал в результате биохимического разложения перерабатывается в торф. Торфообразование и торфонакопление завершались перемешиванием торфяника осадками. Биохимические процессы далее приводили к превращению торфа в бурый уголь. В результате длительного воздействия повышенных температур и давления бурые угли преобразуются в каменные угли, а последние в антрацит. Аналогичным образом, нефть образовалась из останков морских животных, низших организмов и растительных остатков, которые также в течение многих лет скапливались и подвергались воздействию давления находящихся над ними пород и тепла.
Из общего количества биомассы только 0,5% употребляется человечеством в виде пищи. Применение биотоплива в виде дров, навоза и ботвы растений имеет существенное значение в домашнем хозяйстве примерно 50% населения планеты.
Удельная энергия, которую можно получить при сжигании, варьируется от 10 МДж/кг (сырая древесина) до 40 МДж/кг (жиры) и 55 Дж/кг (метан). Теплота сгорания сухой биомассы составляет 20 МДж/кг.
Энергетическая программа Республики Беларусь до 2010 года предусматривает ряд мероприятий в области биоэнергетики. Это, в том числе, применение биоэнергетических установок, что позволит не только улучшить экологическую обстановку, но и за счет биогаза обеспечить экономию 11 тыс.т условного топлива в год.
Интересно отметить, в Республике Беларусь ежегодно накапливается около 2,4 млн. тонн твердых бытовых отходов, которые направляются на свалки и мусороперерабатывающие заводы. На них ежегодно вывозится: бумаги – около 650 тыс. тонн, пищевых отходов – около 550 тыс. тонн, текстиля – около 70 тыс. тонн, дерева – около 54 тыс. тонн. Потенциальная энергия, заключенная в них, эквивалентна 470 тыс. тонн условного топлива. В мировой практике получение энергии за счет твердых бытовых отходов, в основном, осуществляется сжиганием и газификацией. В Японии, Дании и Швейцарии сжигается 70 %, в Германии – 30%, Италии – 25%, США – около 14% бытовых отходов.