- •Міністерство освіти і науки україни національний університет харчових технологій
- •В.О. КРасінько біоенергетика та охорона довкілля конспект лекцій
- •Київ нухт 2013
- •1. Альтернативність біоенерготехнології
- •1.1. Джерела енергії. Розвиток нетрадиційних і відновних джерел енергії
- •1.2. Основні теорії і концепції в галузі технологічної біоенергетики
- •Глобальне споживання енергії
- •1.3. Характеристика паливно-енергетичного комплексу України
- •1.3.1. Нетрадиційні та відновлювані джерела енергії (нвде) у структурі пек України.
- •1.4. Проблеми вітчизняної та світової енергетики
- •1.5. Енергоощадні технології
- •Запитаня для самоперевірки
- •2. Біоенергетика і біоконверсія енергії
- •2.1. Напрями технологічної біоенергетики
- •Біоконверсія сонячної енергії
- •Сировинна база для біоенергетики
- •2.4. Біоконверсія продуктів фотосинтезу
- •Сумарний річний потенціал тваринницької сільськогосподарської біомаси в Україні
- •2.5. Вирішення питань охорони довкілля шляхом зниження парникового ефекту за використання біомаси як джерела енергії
- •2.6. Обмеження у використанні біомаси
- •Запитаня для самоперевірки
- •3. Альтернативність біопалива
- •Згідно статті 3 Закону України «Про альтернативні види палива» паливо визначається альтернативним, якщо воно:
- •Згідно статті 4 Закону України «Про альтернативні види палива» до альтернативних видів рідкого палива належать:
- •Згідно статті 5 Закону України «Про альтернативні види палива» до альтернативних видів газового палива належать:
- •3.1. Види біопалива
- •Перелік нормативно-правових документів, прийнятих в Україні, які регулюють відносини у сфері використання біопалива:
- •3.2. Тверде біопаливо
- •3.3. Одержання енергії з твердої біомаси
- •3.4 Рідке біопаливо
- •3.5. Характеристики моторних видів палива
- •3.6. Біоетанол
- •Запитаня для самоперевірки
- •4. Технологічні особливості одержання біоетанолу
- •4.1. Етапи виробництва біоетанолу на крохмалевмісній сировині
- •4.2. Виробництва біоетанолу на мелясі
- •4.3. Алкогольна ферментація гідролізатів деревини
- •4.4. Перспективи одержання біоетанолу в Україні
- •4.6. Продуценти біоетанолу
- •4.6.1. Метаболічна інженерія дріжджів Saccharomyces cerevisiae
- •4.7. Екологічні аспекти одержання біоетанолу
- •Характеристика продуктів переробки зернової барди 7
- •Запитаня для самоперевірки
- •5. Технологічні ососбливості одержання біодизелю
- •5.1. Сировинна база для одержання біодизелю
- •5.2. Технологічні особливості виробництва біодизелю
- •5.2.1. Виробництво чистого та модифікованого біодизелю з ріпаку
- •5.2.2.Технологія ріпаково-метильованого ефіру (рме)
- •5.3. Потенціал України у виробництві біодизелю
- •5.4. Переваги та недоліки біодизелю як пального
- •5.5. Питання охорони довкілля за виробництва біодизелю
- •Запитаня для самоперевірки
- •6. Метаногенез як біоенергетичний процес
- •6.1. Характеристика асоціації мікроорганізмів – продуцентів біогазу
- •6.2. Сировина для виробництва біогазу
- •6.3. Технологічні особливості виробництва біогазу
- •6.4. Промислові апарати для одержання біогазу
- •6.5. Переваги біогазових технологій
- •6.6. Недоліки біогазових технологій
- •Запитаня для самоперевірки
- •7. Біосинтез і фотосинтез енергетично багатих речовин
- •7.1. Біосистеми та процеси фотосинтезу і біосинтезу
- •7.2 Біопальне з біомаси водоростей
- •7.2.1. Можливості застосування та переваги використання мікроводоростей для виробництва біодизелю.
- •Запитаня для самоперевірки
- •8. Біоводень як перспективний вид біопалива
- •8.1. Біотехнологічні способи одержання водню
- •8.2. Фотобіоніка – створення штучних систем біоводню
- •8.3. Продуценти водню
- •8.4. Компоненти біосистем водню
- •8.5. Питання охорони довкілля за виробництва біоводню
- •Запитаня для самоперевірки
- •9. Технологічні основи одержання біопрепаратів на основі мікроорганізмів для інтенсифікації біоенергетичних процесів.
- •9.1. Використання біокаталітичних процесів у біоенерготехнологіях
- •9.2. Особливості одержання та застосування ферментів целюлолітичного комплексу у біоконверсії целюлозовмісної сировини в енергоносії
- •Очистка і характеристика ендоглюканаз із мікробних джерел 11
- •Очистка і характеристика целобіаз із мікробних джерел 11
- •Запитаня для самоперевірки
- •10. Проблеми безпеки біоенерготехнологій
- •10.1. Створення безвідходних або маловідходних біоенерготехнологій
- •10.2. Проблеми безпеки біопалива
- •10.3. Пошук нових технологічних рішень та біологічних агентів для подолання проблем біоенергетики
- •Проблеми виробництва рідкого біопалива
- •Запитаня для самоперевірки
- •Список рекомендованої літератури
1.5. Енергоощадні технології
До першочергових заходів щодо забезпечення енергозбереження належать:
розроблення Державної комплексної програми енергозбереження;
технічне переоснащення виробництва;
створення загальнодержавного позабюджетного фонду енергозбереження;
суворий облік та контроль енергоспоживання в усіх галузях виробництва;
стимулювання впровадження енергоощадних технологій;
структурна перебудова економіки шляхом зменшення частки енергомістких галузей виробництва;
використання нетрадиційних та відновлюваних джерел енергії.
Питання ресурсозбереження, запровадження безвідходних технологій переробки сільськогосподарської сировини у вигляді зеленої біомаси є найвужчим місцем переробної промисловості агропромислового комплексу.
Запитаня для самоперевірки
Дайте визначення поняття «джерела енергії».
Що таке непоновлювані і поновлюваніджерела енергії?
Наведіть визначення поняття «біоенергетика».
Дайте характеристику паливно-енергетичного комплексу України. Зазначте місце біоенергетики у ПЕК України.
Охарактеризуйте нетрадиційні та відновлювані джерела енергії.
Запропонуйте заходи щодо забезпечення енергозбереження.
Запропонуйте шляхи вирішення енергетичних та екологічних проблем.
2. Біоенергетика і біоконверсія енергії
2.1. Напрями технологічної біоенергетики
Технологічну біоенергетикуможна розглядати як один з напрямів природоохоронної біотехнології (environmental biotechnology), пов'язаний з ефективним використанням енергії фотосинтезу
На сучасному етапі розвитку біоенергетики головними енергетичними продуктами в цій сфері є біоетанол, біодизель і біогаз. Біоетанол і біодизель призначені для використання як моторне паливо, етанол є також найважливішим сировинним компонентом для хімічної промисловості. Тому виробництво біоетанолу грає винятково важливу роль у процесі переходу від традиційної економіки, заснованої на використанні непоновлюваних ресурсів до екологічно безпечної економіки, що стійко розвивається і з індустрією, заснованої на переробці біомаси.
У техногенній цивілізації споживання первинних джерел енергії (нафти, газу, вугілля тощо) відбувається за рахунок їхнього спалювання (при високих температурах і під контролем тільки глобальних параметрів: тиск у камері згоряння чи камері двигуна внутрішнього згоряння, температура пальної суміші, маса суміші тощо) з одночасним викидом шкідливих газів у атмосферу.
Основні завдання біоенергетиків: одержання, зберігання та використання (утилізація) техногенної енергії аналогічно до того, як це відбувається протягом мільйонів років у живій природі, тобто з використанням відомих і ефективних каталітичних біохімічних механізмів та їхніх моделей.
Отже, двома основними напрямами технологічної біоенергетики є:
- конверсія накопиченої біомаси в дешеве і високалорійне паливо (біомаса – джерело майже дармової поновлюваної енергії, і є альтернативною запасам корисних копалин, що зменшуються з кожним роком);
- модифікація самого процесу фотосинтезу, в результаті якого енергія світла без асиміляції СО2, без росту біомаси відразу піде на утворення водню або іншого виду палива.
