Биоконверсия

Биоконверсия – это наиболее перспективный, реальный и экономичный способ переработки биомассы в топливо.

Это микробиологическое получение топлива (анаэробный процесс) с помощью микроорганизмов, биохимическая суть которого заключается в сбрасывании электронов отличные от кислорода акцепторы с образованием восстановительных веществ: спиртов, кетон, сероводородов, водорода и метана.

Эффективность запаса энергии в водороде при брожении 20…30% от исходного топлива, а в метан переходит более 80% энергии первоначально заключенной в исходной органике.

Практически любое органическое сырье может быть подвергнуто метановому брожению.

Наиболее важное сырье для получения биогаза – это вторичная биомасса (это отходы, которые подлежат очистке и уничтожению), коммунальные стоки городов, отходы микробиологической масломолочной других отраслей промышленности, отходы растениеводства и животноводства. В настоящее время выпускается большое количество установок биогазогенераторов.

ИБГУ – индивидуальная биогазовая установка.

ИБГУ-1

СН₄

3 2

1

6

4

5

Характеристики	2 головы (2кгс)
Объем реактора, м3	1,5
Масса, т	2,2
Перерабатываемые отходы, кг/сутки	100
Биогаз, м3/сутки	3-4
Суточная потребность, 5 человек	2,5-3
Количество жидких удобрений, кг/сутки	100

1 – биореактор;

2 – перемещающее устройство;

3 – загрузка сырья;

4 – ТЭК (нагрев);

5 – выгрузка удобрений;

6 – газгольдер (емкость, где собирается СН₄).

Лекция №16 Геотермальная энергия

Нетрадиционный источник энергии, заключающийся в использовании тепла земли.

Ядро земли имеет примерную температуру 4000⁰С, а поверхность солнца имеет температуру около 6000⁰С за счет химических и ядерных реакций. От солнца тепло идет на поверхность земли.

1 – кора;

2 – полурасплавленная мантия;

3 – ядро.

Длина от ядра до коры 6370 км.

Средний поток тепла поверхности земли – 0,06 Вт/м².

Градиент – около 30⁰/км.

Перепад можно считать практически постоянным.

В некоторых местах есть разломы земной коры и в тех местах расплавленная магма близко подходит к земле.

Довольно большие запасы геотермальных вод имеются в Финляндии, Индонезии, Чили и в России на Камчатке и Курилах.

В России запасы довольно велики и составляют около 2000 ГВт.

Запасы геотермального тепла делятся на высоко и низко потенциальное. Около одной трети низкопотенциального тепла находятся в Западной Сибири.

Преимущество использования геотермальных вод:

1. экология (нет выбросов СО₂, N_хО_х, S_хО_х);

2. повышение надежности и экономичности энергоснабжения (так как привозное топливо в удаленных районах дорогое).

Развитие геотермальной энергетики начала развитие в 70-е годы.

Установленная мощность геотермальной энергетики в мире составляет 8000 МВт.

1-е место – занимают США (2000-3000 МВт);

2-е место – Китай;

3-е место – Исландия;

4-е место – Япония;

5-е место – Турция;

6- е место – Грузия;

7-е место – Россия.

В России разведано 47 месторождений геотермальных вод. Они дают около 240 тыс. м³/сутки – горячая вода температурой 40-50⁰С.

Первая опытная геотермальная станция была построена на Камчатке «Паратунская» в 1967 году (N_уст = 600 кВт).

Первая промышленная станция ГеоЭС «Паужетская» была построена на Камчатке (N_уст = 5 МВт), затем интерес увеличился и возник не только в России, но и во всем мире из-за очень дорогой энергии.

Большие проблемы с обеспечением энергии за счет геотермальных ресурсов заставили задуматься и были созданы организации АК «Геотерм», АО «Наука», РАУ ЕЭС России «Камчатэнерго» (было финансирование со стороны Европы в размере 100 млн. долларов, потом еще российские инвесторы выделили 180 млн. долларов).

Факторы, препятствующие быстрому развитию геотермальной энергетики, делятся на две группы:

1. природно-климатические;

2. связанные с характеристиками самого энергоносителя.

Месторождение Мутнавское геотермальное поле характеризуется сложным рельефом (овраги, каньоны, лесные речки, ручьи).

Из-за этих сложностей затруднительно построить крупные ГеоЭС (около 100 МВт), поэтому создаются блочные модульные ГеоЭС, отдельные комплексы (N = 4 – 30 МВт).

Климатические условия суровые: среднегодовая температура –1,9⁰С, летом +25⁰С, зимой –35⁰С и выше (частые летние ураганы, зимой высота снежного покрова достигает 10 м, строительный сезон ограничен 4-5 месяцами).