Биоэнергетика плюсы и минусы: Преимущества и недостатки электростанций на биомассе

Преимущества и недостатки электростанций на биомассе

Преимущества электростанций на биомассе

• Биомасса — возобновляемый источник энергии.
• При ответственной переработке биомассы в энергию двуокись углерода (СO₂) не загрязняет атмосферу, поскольку новые растения в процессе роста поглощают всю двуокись углерода, выделяющуюся во время сжигания топлива.
• При использовании топлива, полученного из биомассы, выделяется незначительное количество загрязняющих атмосферу окислов серы (SO) даже в случае прямого сжигания этого топлива. В целом выделение окислов серы при использовании биотоплива любого вида ниже, чем при использовании традиционного природного топлива (угля, нефти, газа).
• Крупные электростанции на биотопливе способны работать непрерывно, в отличие от солнечных и ветряных электростанций, которые зависят от солнца и ветра соответственно.
• Метан можно производить на небольших компостных установках. Для его получения не обязательно использовать исключительно централизованные источники. Это способствует обеспечению энергобезопасности, так как позволяет рассредоточить энергетические ресурсы, что снижает риски от природных катастроф и воздействия «человеческого фактора».
• Некоторые растения —источники древесной биомассы (прутьевидное просо — сорго, в частности) способствуют снижению эрозии и формируют пригодную для обитания диких животных среду.

Недостатки электростанций на биомассе

• Сжигание биомассы все же приводит к выбросу некоторого количества различных (в зависимости от типа используемой биомассы) загрязняющих атмосферу веществ. Наиболее распространены окислы азота (NO). При прямом сжигании древесины может выделяться значительное количество окислов углерода и пыли (дисперсных частиц).
• Бесконтрольная заготовка топлива из биомассы для электростанций наносит вред природе.
• Транспортировка биомассы к компостным заводам или топкам сопровождается потреблением энергии — обычно в форме природного топлива для грузовиков и поездов.
• Производство биогаза путем компостирования может сопровождаться неприятными запахами. Существуют также опасения, что без должного контроля этот процесс может привести к размножению и распространению болезнетворных микроорганизмов
• Контейнеры, в которых хранится биогаз, требуют регулярных проверок и сертификации, проводимой квалифицированным и лицензированным персоналом. Это может быть неудобно и затратно, но является строжайшим условием эксплуатации таких контейнеров, обеспечивающим безопасность людей, живущих и работающих рядом с хранилищами биогаза.

Вопрос

Можно ли получать биогаз из небольших компостных куч и использовать для электрификации отдельного здания или группы зданий?

Ответ

Биогаз можно получать из компостных куч буквально на заднем дворе и использовать для его хранения самодельные контейнеры. Этот биогаз можно применять в электрогенераторах, работающих на метане. Однако этот процесс может сопровождаться неприятным запахом. Есть и более существенные проблемы, касающиеся хранения метана — огнеопасного и взрывоопасного газа. Прежде чем закладывать такую систему, необходимо свериться с действующими правилами использовании территорий и противопожарной безопасности. После строительства ее безопасность должен регулярно проверять 1 квалифицированный сотрудник коммунальных служб.

Энергия биомассы или биоэнергия — что это такое, плюсы и минусы

Энергия биомассы или биоэнергия — так называют энергию производимую из органических веществ. Биомасса
в основном представлена живыми или недавно погибшими растениями, а также различными отходами.

Сейчас в сельском хозяйстве часто используются различные продукты химической промышленности, предназначенные для улучшения качества урожая и увеличения его количества. Цена на микроудобрения небольшая, а их расход очень маленький (всего 1–3 литра на гектар), поэтому применение этих веществ стоит недорого и именно их выбирают фермеры.

Проводить обработку необходимо в определенные периоды развития ростков. Производители указывают рекомендации по использования своей продукции прямо на упаковке, поэтому правильно использовать микроудобрения сможет любой человек.

Термин сырье используется для обозначения любого типа органического материала, который
используется для производства энергии, различные исходные материалы имеют разный состав и
физические свойства, но как правило они все включают себя углерод в том или ином количестве воды
и органические летучие примеси для производства энергии из сырья.

Сырье должно быть преобразовано в энергию, при помощи одного из стандартных процессов, самые распространенные технологии переработки биомассы включают процесс сжигания, при котором сырье сжигается в присутствии воздуха для выделения тепла, что в подобной ситуации напоминает ситуацию когда вы зажигаете костер из дров. Сжигание биомассы в свою очередь использоваться для нагрева пара и выработке электроэнергии.

Газификация — это процесс с использованием теплового давления, частично сжигания для преобразования исходного сырья в газовую смесь, получившую название синтез-газ — это вещество можно использовать вместо природного газа для отопления, в производства электричества и других целей.

Пиролиз — это процесс нагревания сырья до высоких температур без доступа кислорода, поскольку кислород органический отсутствует материал не горит, вместо этого химические соединения распадаются на три формы:
жидкость для масла, твердое вещество и синтез-газ, который упоминается как ранее анаэробное состояние.

Расщепление или разложение — это процесс при котором бактерии разрушают органическое сырье без
доступа кислорода для создания bio газа, который может сжигаться для получения энергии.

Побочный продукт называется digestat (дигестат) — это сброженный органический осадок который является отличным удобрением.

Ферментация — это процесс превращения спирта из глюкозы, при помощи дрожжей, результат представляет собой жидкость, которая используют в качестве автомобильного топлива.

Важно отметить, что некоторые виды сырья больше подходят для определенных технологий нежели другие, то какое сырье и процесс будут использованы, определяется преимущественно наличием ресурсов и желаемой формой энергии, до промышленной революции биомасса была основным источником энергии.

Ecology concept, isolated on a white. Vector illustration

Энергия биомассы составляет лишь небольшой процент от общего количества потребляемой энергии в
мире, однако например для двух с половиной миллиардов человек она остается основным источником
энергии для приготовления пищи и системы отопления.

Степень использования биомассы зависит от региона проживания, определяющие факторы использования биомассы это:

1. доступность ресурсов и технологий
2. экономическая жизнеспособность
3. экологическая выгода

Затраты значительно варьируется в зависимости от используемых технологий и исходных материалов, хотя некоторые виды переработки биомассы такие, как энергия отходов — привлекают людей низким уровнем выбросов углекислого газа.

Некоторые процессы, например сжигание, характеризуется значительным выбросом двуокиси углерода и других вредных для здоровья человека веществ.

Самые бедные в мире регионы по информации СМИ с не очень развитой энергетикой, по-прежнему полагаются на энергию биомассы или биоэнергию для удовлетворения большинства своих потребностей. Однако отсутствие надлежащих механизмов вентиляции при сжигании биомассы, является серьезной угрозой здоровью местного населения и способствуют снижению ожидаемой продолжительности жизни.

В большинстве развивающихся стран проблемы связанные использованием биомассы, касаются не только влияния на человеческий организм в зависимости от источника биомассы, но и могут возникать угрозы сокращения лесов, уничтожения пахотных земель и другие последствия.

Также будет интересно: Генерирующие фасады

Спасибо, что дочитали до конца! Не забывайте подписываться на канал  если статья Вам понравилась!

Делитесь с друзьями, оставляйте ваши комментарии

Добавляйтесь в нашу группу в ВК:

ALTER220 Портал о альтернативную энергию

и предлагайте темы для обсуждений, вместе будет интереснее!!!

Плюсы и минусы биомассы

Возобновляемая энергия  |

Биомасса |

Плюсы и минусы биомассы

Последнее обновление 09. 03.2022

Биомасса относится к любому виду органического вещества, которое используется для производства энергии. Сюда могут входить повседневные продукты животного происхождения, а также различные сельскохозяйственные культуры. Его можно сжечь или превратить в жидкость для выработки электроэнергии. Ни один источник энергии не идеален, включая биомассу. Хотя он является возобновляемым, у производства электроэнергии с использованием электростанций, работающих на биомассе, есть как преимущества, так и недостатки. В этой статье мы рассмотрим лишь некоторые преимущества и недостатки использования биомассы для производства электроэнергии.

Основные плюсы и минусы биомассы

Существуют как плюсы, так и минусы использования биомассы для производства энергии. Вот некоторые из них, о которых следует помнить:

Плюсы и минусы биомассы

С другой стороны, биоэнергетика является широко доступным и надежным источником возобновляемой энергии. Сбор биомассы для производства электроэнергии также может помочь нам сократить количество отходов. Однако есть и минусы, которые следует учитывать: по сравнению с другими источниками электроэнергии сбор, транспортировка и хранение биомассы могут быть дорогими. Кроме того, для строительства электростанций, работающих на биомассе, для крупномасштабного производства электроэнергии может потребоваться большое количество земли. Существует также ряд экологических недостатков биомассы, которые могут варьироваться в зависимости от типа используемого топлива и способа его сбора.

Ниже мы рассмотрим эти плюсы и минусы более подробно:

Преимущества биомассы

Биомасса является возобновляемым ресурсом свалки. Вся биомасса изначально получает энергию от солнца — благодаря фотосинтезу ресурсы биомассы восстанавливаются за относительно короткий промежуток времени по сравнению с ресурсами ископаемого топлива, для пополнения которых требуются сотни миллионов лет. Таким образом, у нас не закончится биомасса для производства энергии.

Биомасса помогает сократить количество отходов

Свалки оказывают ряд негативных воздействий на окружающую среду, включая загрязнение близлежащего воздуха, почвы и воды, а также выбросы парниковых газов.

Многие продукты, попадающие на свалки, опасны и токсичны; в зависимости от того, как обращаются с этими материалами, они могут в конечном итоге загрязнить нашу землю, воздух и воду, что в конечном итоге приведет к неблагоприятным последствиям для окружающей среды и здоровья человека.

Кроме того, свалки вносят большой вклад в выбросы парниковых газов в нашу атмосферу. Когда органическое вещество на свалках разлагается, оно выделяет метан — один из самых мощных парниковых газов, а также двуокись углерода и другие соединения.

Направление отходов на электростанции, работающие на биомассе, а не на свалки, не только помогает уменьшить размер свалок и снижает эти риски, но также позволяет использовать материалы, которые в противном случае лежали бы без дела, и использовать их продуктивно.

Биомасса — надежный источник электроэнергии

Во многих случаях электростанции, работающие на биомассе, можно легко включать и выключать. Это позволяет операторам электросетей использовать электроэнергию с этих станций в периоды пикового спроса.

Биоэнергия не является прерывистой или непостоянной, в отличие от других возобновляемых источников энергии, таких как солнце и ветер: солнце не всегда светит и ветер не всегда дует. При отсутствии технологий хранения вы не всегда сможете использовать солнечную или ветровую энергию, когда вам это нужно. Для сравнения, несмотря на то, что доступность некоторых ресурсов биомассы может зависеть от сезонности, электростанции на биомассе всегда могут включиться для выработки электроэнергии, независимо от погоды на улице.

Недостатки биомассы

Затраты

Помимо первоначальных затрат на запуск и запуск установок, существуют дополнительные затраты, связанные с добычей, транспортировкой и хранением биомассы до выработки электроэнергии. Это дополнительные расходы, которые не нужно учитывать при использовании других возобновляемых технологий, поскольку они полагаются на бесплатные местные ресурсы (приливы, солнечный свет, ветер и т. д.) в качестве топлива.

Затраты могут сильно различаться от электростанции, работающей на биомассе, к электростанции, работающей на биомассе, и в некоторых случаях биоэнергия может быть конкурентоспособной по стоимости с солнечной и ветровой. Общие затраты во многом зависят от типа биомассы и способа ее преобразования в электричество. Тем не менее, несмотря на то, что биомасса часто дороже, чем альтернативные варианты возобновляемой энергии, самые дорогие виды биоэнергии по-прежнему находятся на одном уровне или дешевле, чем ископаемое топливо: биоэнергетика не требует бурения в земле, что требует больших капиталовложений (и экологическая) стоимость.

Требования к площади

Электростанции, работающие на биомассе, требуют довольно много места, что ограничивает площади, на которых можно разместить установку. Часто компаниям также необходимо размещать эти установки в непосредственной близости от источника биомассы, чтобы сократить расходы на транспортировку и хранение.

Дополнительное пространство может также потребоваться для выращивания самого органического вещества; если энергетические компании выращивают сельскохозяйственные культуры или деревья с единственной целью получения биоэнергии, а не используют сельскохозяйственные отходы, это способствует увеличению площади земли на единицу производства электроэнергии.

Неблагоприятное воздействие на окружающую среду

Как и многие другие виды энергии, производство электроэнергии из биомассы может иметь ряд экологических недостатков.

Во-первых, в зависимости от типа биомассы, используемой для производства электроэнергии, неустойчивая практика биоэнергетики может со временем привести к вырубке лесов. Компании, которые вырубают леса, чтобы получить материал для электростанций, работающих на биомассе, наносят ущерб окружающей среде и при этом нарушают среду обитания растений и животных. Очистка земли от растений и органического материала может также повлиять на здоровье окружающей почвы, которой требуется биомасса для компоста и удобрения.

Выращивание сельскохозяйственных культур с единственной целью получения биоэнергетических ресурсов также требует большого количества воды: всем растениям для роста нужна вода, а постоянное орошение этих ресурсов может сделать территорию более уязвимой для засухи.

Кроме того, несмотря на то, что производство электроэнергии из биомассы часто рассматривается как экологически чистая альтернатива углю, в воздух выбрасываются такие загрязняющие вещества, как двуокись углерода, оксиды азота, летучие органические соединения и другие. В некоторых случаях выбросы и загрязняющие вещества от биомассы могут быть хуже, чем от ресурсов ископаемого топлива. Эти загрязняющие вещества оказывают неблагоприятное воздействие на окружающую среду и здоровье человека.

Последствия биоэнергетики для окружающей среды и здоровья можно свести к минимуму с помощью ряда мер, включая более устойчивые методы землепользования, повторные посадки и технологические инновации.

Плюсы и минусы биоэнергетики

Недавно я поделился с вами учебником по старейшему в мире источнику энергии — биоэнергетике. Напомним, биоэнергетика относится к процессу «эффективного извлечения значительного количества чистой электроэнергии с низким уровнем выбросов из отходов». Отходы, используемые в качестве источника топлива, обычно представляют собой сельскохозяйственные, лесные и бытовые отходы, при этом отходы сахарного тростника («жом») являются наиболее часто используемым источником.

Сегодня я хочу более подробно рассмотреть плюсы и минусы биоэнергетики.

[wc_row][wc_column size=”половина” position=”first”]

Pros

• Биоэнергетика надежный источник возобновляемой энергии. У нас никогда не будет недостатка в отходах, которые можно преобразовать в энергию. Пока есть мусор, навоз и урожай, будет биомасса для создания биоэнергии.
• Биоэнергию можно хранить с небольшими потерями энергии.
• Пока существует сельское хозяйство, будет постоянный источник энергии.
• Биоэнергетика практически не выделяет парниковых газов и является углеродно-нейтральной. Углерод, созданный биомассой, повторно поглощается следующим урожаем растений.
• Биоэнергия может использоваться как средство утилизации отходов.
• Биоэнергетические культуры помогают стабилизировать почву, повысить ее плодородие и уменьшить эрозию.
• Биоэнергия — это источник экологически чистой энергии, использование которого может привести к налоговым льготам со стороны правительства США.
• Биоэнергетика снижает потребность в мусорных свалках
• Как правило, биоэнергетические установки являются управляемыми, то есть их можно легко включать и выключать. Это позволяет операторам электросетей более гибко реагировать на периоды пикового спроса.

[/wc_column][wc_column size=»one-half» position=»last»]

Минусы

• Использование древесины из естественных лесов может привести к обезлесению, если леса не будут повторно посажены.
• Стоимость сбора, транспортировки и обработки биомассы может быть высокой.
• Для хранения и переработки биомассы требуется большое пространство.
• Некоторые источники топлива являются сезонными.
• В определенных случаях может конкурировать с производством продуктов питания.
• Биоэнергетические установки занимают большую площадь и требуют много места, что ограничивает варианты размещения.
• Некоторые возобновляемые источники энергии, такие как солнечная энергия, значительно более эффективны с точки зрения использования земли.
• Производство биоэнергии обычно создает жидкое топливо, такое как этанол или биодизель, которое затем можно использовать в таких приложениях, как двигатели внутреннего сгорания. Однако электродвигатели могут быть в 2–3 раза эффективнее двигателей внутреннего сгорания, что делает биоэнергетику гораздо менее продуктивной с точки зрения энергии для автотранспорта.

[/wc_column][/wc_row]

Как и у любого источника энергии, у него есть свои плюсы и минусы, но, как вы видите, плюсы биоэнергетики определенно перевешивают минусы, особенно по сравнению с ископаемым топливом. Биоэнергетика должна быть включена в нашу более широкую энергетическую картину, включающую все виды возобновляемой энергии, включая энергию солнца и ветра.

Биоэнергия лучше всего получается, когда она создается из отходов. Это материалы, которые являются побочными продуктами сельского хозяйства и земледелия, поваленные деревья, а также наш мусор и отходы, которые останутся гнить на свалке. Эти отходы могут создавать ценную энергию по относительно низкой цене, а их использование для получения энергии снижает потребность в свалках и помогает сохранить окружающую среду, создавая еще один источник энергии.

Источники:

1. Совет по чистой энергии, 2012 г., Мифы и факты о биоэнергетике, Совет по чистой энергии, Мельбурн.
2. Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии, преобразование отходов в энергию, Министерство энергетики США, Вашингтон, округ Колумбия
3. Searchinger, T. and R. Heimlich. 2015 г., Предотвращение конкуренции в области биоэнергетики за продовольственные культуры и землю.
   
   Биоэнергетика плюсы и минусы: Преимущества и недостатки электростанций на биомассе