WYSOKOTEMPERATUROWE ZGAZOWANIE BIOMASY. INSTYTUT BADAWCZO-WDROŻENIOWY MASZYN Sp. z o.o.

Transkrypt

1 WYSOKOTEMPERATUROWE ZGAZOWANIE BIOMASY

2 ZASOBY BIOMASY Rys.2. Zalesienie w państwach Unii Europejskiej Potencjał techniczny biopaliw stałych w Polsce oszacowano na ok. 407,5 PJ w skali roku. Składają się na niego nadwyżki biomasy pozyskanej w rolnictwie (ok. 195 PJ), w leśnictwie (101 PJ), w sadownictwie (57,6 PJ) oraz odpady drzewne z przemysłu drzewnego (53,9 PJ). Ponad 11% drewna pozyskiwanego z Lasów Państwowych wykorzystywane jest do wytwarzania energii, jednak możliwy jest wzrost potencjału drzewnego w lasach

3 BIOMASA PALIWO ODNAWIALNE Rośliny oleiste - rzepak Odchody i odpadowe tłuszcze zwierzęce Plantacje roślin energetycznych Słoma i odpady z produkcji rolnej Zboża i inne płody rolne do produkcji bioetanolu

4 BIOMASA PALIWO ODNAWIALNE bale pelety zrębki pył Osad papierniczy trociny INSTYTUT BADAWCZO WDROŻENIOWY MASZYN Sp. z o.o.

5 TECHNOLOGIE ENERGETYCZNEGO WYKORZYSTANIA BIOMASY

6 ZGAZOWANIE BIOMASY Generator zgazowujący, powietrzny, dolnociągowy, współprądowy H % CO % CH 4-3 6% CO % N % H 2 O - 2 5% CV 4,5 5,5 MJ/nm 3

7 ZGAZOWANIE BIOMASY GAZOGENERATOR PRZECIWPRĄDOWY Sprawność przetwarzania (konwersji) energii chemicznej zawartej w biomasie na energię cieplną i Gazy palne: elektryczną przy sprawności procesu zgazowania we CO 17-25% współczesnych gazogeneratorach z odzyskiem ciepła H2 3-5% sięgajęcej 80%: CH4 2-4% na ciepło w procesie spalania wytworzonego Gazy pozostałe: gazu w kotle o sprawności 90% szacuje się CO2 na poziomie 25-33% 72-78% N % na energię elektryczną przy zastosowaniu tłokowego H2O 10-15% silnika spalinowego o sprawności 35% napędzającego (w postaci pary wodnej) agregat prądotwórczy szacuje się na poziomie 28%; Dla porównania : Z 1 kg biomasy o wartości opałowej ok. 14MJ/kg można wytworzyć ok. 0,4 m3 biogazu o średniej wartości opałowej na poziomie 18MJ/Nm3. Przyjmując podobne wskaźniki przetworzenia energii biogazu na ciepło i energię elektryczną otrzymamy odpowiednio: Przy 90% sprawności kotła gazowego - 46% sprawności konwersji energii chemicznej zawartej w biomasie na ciepło Przy 35% sprawności silnika gazowego - 18% sprawności konwersji energii chemicznej biomasy na energię elektryczną Przy 85% sprawności układu kogeneracyjnego 44% sprawności konwersji energii chemicznej biomasy na energię elektryczną i ciepło na energię elektryczną i ciepło ( w kogeneracji) przy odzysku ciepła z chłodnicy gazu oraz z układu INSTALACJA chłodzenia ZGAZOWANIA silnika i wymiennika BIOMASY spaliny-woda WSPÓŁPRACUJĄCA szacuje Z ZESPOŁEM KOGENERACYJNYM się na poziomie 70-72% PROTOTYP INSTALACJI KOGENERACYJNEJ

8 ZAOPATRZENIE W BIOMASĘ Dla Zespołu CHP o mocy 500 kw energii elektrycznej i ok. 0,6 MW energii cieplnej należy dostarczyć 24 3, biomasę 6 N e w Tilości ponad ton. Wynika z tego, Sże na potrzeby takiej siłowni należałoby zgromadzić biomasę z powierzchni 1000 ok. P300 LHV ha plantacji zg wierzby S energetycznej G przy założeniu plonów ok. 10 ton/ha biomasy o wilgotności 35% i średniej S - powierzchnia wartości opałowej plantacji, na poziomie 12 MJ/kg. Przy N e - moc przetwarzaniu elektryczna odpadów zespołu CHP, z upraw rolnych np. słomy przy pozyskaniu LHV - dolna ok. wartość 2 ton z opałowa ha należałoby masy ją zrębków zebrać wierzby z ok o ha. wilgotności 35%, LHV=12 MJ/kg, T - ilość dni eksploatacji zespołu CHP w ciągu roku, P - wydajność uprawy w t/ha, Dla η zg - bloku sprawność energetycznego procesu zgazowaniao mocy przyjęto 100MW na powierzchnie poziomie 0,8, upraw musiałyby wynosić odpowiednio dla plantacji wierzby ok ha aη S słomę - sprawność należałoby silnika pozyskać gazowego z ok dla silnika ha. tłokowego o mocy ok. 500kW w granicach 0,35 0,44, przyjęto 0,35, η G - sprawność generatora elektrycznego przyjęto 0,9.

9 ROZWÓJ TECHNOLOGII ZGAZOWANIA Proces zgazowania według technologii Carbo-V

10 SYNTEZA PALIW PŁYNYCH Z BIOMASY (Biomass to Liquid) Proces technologiczny otrzymywania SunDiesla z drewna (2 tony drewna= 50 litrów) (Instalacja samochodowa) W W 2010 wyniku roku syntezy we Fischera-Tropscha Freibergu zostanie zawarte oddana w gazie pierwsza drzewnym w Europie atomy węgla pilotażowa i wodoru instalacja (CO, CO 2, Hdo 2 O, CH produkcji 4, H 2 ) łączą biopaliw się w drugiej węglowodory o dłuższych łańcuchach. Otrzymujemy syntiny generacji syntetyczne (BTL) paliwa o płynne wydajności o właściwościach 15 tys. benzyny ton/rok. lub oleju Docelowa instalacja napędowego. o wydajności Paliwa syntetyczne 200 tys. są bardzo ton/rok czyste planowana i mają wysokie jest w miejscowości parametry. Szwedt.

11 OGNIWO PALIWOWE FIRMY MTU Friedrichshafen GmbH Może być zasilane również biogazem Moc elektryczna 280 kw (DC) Sprawność elektryczna >47%

12 ROZWIĄZANIA OPTYMALNE MOBILNY ZESPÓŁ CHP DO ENERGETYCZNEGO PRZETWARZANIA BIOMASY

13

14 CZYNNIKI DECYDUJĄCE O WYBORZE TECHNOLOGII ENERGETYCZNEGO PRZETWARZANIA BIOMASY dostępność biomasy, jej koncentracja w danym rejonie, właściwości biomasy: - rośliny zdrewniałe, - rośliny o dużej zawartości cukrów, - rośliny oleiste lub odpady tłuszczów zwierzęcych, logistyczne i ekonomiczne czynniki związane z transportem biomasy możliwości wykorzystania (sprzedaży) energii elektrycznej i ciepła, infrastruktura regionu, możliwość lokalizacji inwestycji energetycznej.

15 DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ ROMAN BORECKI OLSZTYN, ul. Sokola 4 Tel./fax 34/ , office@ibwm.pl