Tablice edukacyjne

STAŁE CIEKŁE GAZOWE

Biopaliwem stałym jest różnego rodzaju przetworzona i nieprzetworzona biomasa, np. drewno, zrębki, pelety, brykiety drzewne, a także węgiel drzewny. Ziarna zbóż mogą również stanowić biopaliwo, bowiem istnieją kotły zdolne do spalania zarówno miału węglowego, jak np. owsa. Za biopaliwa stałe uważa się także biodegradowalne frakcje odpadów komunalnych.

Zalety biopaliw można podzielić na trzy sektory: ekonomiczny, środowiskowy i bezpieczeństwa energetycznego. Jednak można także dostrzec wady.

Biopaliwa gazowe to, przede wszystkim biogaz i otrzymywany w procesie fermentacji beztlenowej biomasy i składający się głównie z metanu. Biopaliwem jest również gaz drzewny, bo powstaje w procesie zgazowania odnawialnego surowca, jakim jest drewno, w urządzeniu zwanym gazogeneratorem. Także gaz powstały ze zgazowania innych surowców biomasowych będzie biopaliwem.

=redukcja emisji gazów cieplarnianych (głównie dwutlenku węgla (CO2) i metanu (CH4) =dywersy�kacja w sektorze paliwowym=biodegradowalność =poprawa wydajności pojazdów =rozwój rynku produktów rolnych

=są niezbyt korzystne dla silników=istnieje możliwość zapchania �ltrów w samochodach=mogą powodować zużywanie się uszczelek, węży oraz innych elementów gumowych=posiadają dużo większą lepkość co może przyczynić się do niepełnego spalania=proces wytwarzania biopaliw jest wysoce energochłonny

Biopaliwem stałym jest różnego rodzaju przetworzona biomasa, np. drewno, zrębki, pelety, brykiety

STAŁE

Biodiesel jest zastępczym paliwem do silników wysokoprężnych. Powstaje z odnawialnych surowców, przede wszystkim olejów roślinnych i tłuszczów zwierzęcych. Oleje roślinne same w sobie mogą być paliwem. Biodiesel jest paliwem biodegradowalnym i nietoksycznym. Jego wykorzystanie powoduje znaczne obniżenie emisji zanieczyszczeń, prawie wszędzie, gdzie dziś stosuje się olej napędowy.

CIEKŁE

=mogą powodować zużywanie się uszczelek, węży oraz innych elementów gumowych=posiadają dużo większą lepkość co może przyczynić się do niepełnego spalania=proces wytwarzania biopaliw jest wysoce energochłonny

Biodiesel jest zastępczym paliwem do silników wysokoprężnych. Powstaje z odnawialnych surowców, przede wszystkim olejów roślinnych i tłuszczów zwierzęcych. Oleje roślinne same w sobie mogą być paliwem. Biodiesel jest paliwem biodegradowalnym i nietoksycznym. Jego wykorzystanie powoduje znaczne obniżenie emisji zanieczyszczeń, prawie wszędzie, gdzie dziś stosuje się olej napędowy.

GAZOWE

Biopaliwa gazowe to, przede wszystkim biogaz i otrzymywanyw procesie fermentacji beztlenowej biomasy i składający się głównie z metanu. Biopaliwem jest również gaz drzewny, bo

paliwapaliwapaliwaTABLICA EDUKACYJNA „ZIELONA ENERGIA”, cz. I

KAMPANIA INFORMACYJNO — PROMOCYJNA

BIOkomponenty a ŚRODOWISKO

fot. Łukasz Wyka

ISB

N 9

78

83

93

13

30

48

Biopaliwa (podział)

źródło: pl.fotolia.com

Zalety biopaliw Wady biopaliw

Opracowanie graficzne:Radosław Szlendak

Wydawca:Drukarnia POLO sp. z o.o.ul. E. Romera 271-246 Szczecin

Opracowanie merytoryczne:Michał Łukasz DworakKorekta merytoryczna:Sławomir Kiszkurno

Wydano na zlecenie:Liga Ochrony Przyrody Okręg w Szczecinieul. Żubrów 1, 71-617 Szczecinwww.lop.szczecin.pl

źródło: www.photoxpress.com

LIGA OCHRONY PRZYRODYOKRĘG W SZCZECINIE

=zerowy bilans emisji dwutlenku węgla, uwalnianego podczas spalania=większa, niż w przypadku paliw kopalnych emisja dwutlenku siarki, tlenków azotu i tlenku węgla towarzysząca spalaniu=transport i magazynowanie biomasy stwarza mniejsze zagrożenie dla środowiska, niż transport czy magazynowanie ropy naftowej, bądź gazu ziemnego=wykorzystanie biomasy z terenów leśnych i z pastwisk, zmniejsza ryzyko pożaru=wykorzystanie produktów ubocznych działalności człowieka, z korzyścią dla środowiska (np. wykorzystując metan, zapobiega się jego emisji do atmosfery)=rośliny energetyczne mają zdolność oczyszczania gleby z metali ciężkich (ołów, arsen chrom, miedź, mangan, nikiel, rtęć i cynk), dzięki czemu uprawy tych roślin mogą rekultywować tereny z przekroczonymi normami stężenia metali ciężkich

=stosunkowo mała gęstość surowca, utrudniająca jego transport, magazynowanie i dozowanie=szeroki przedział wilgotności biomasy, utrudniający jej przygotowanie do wykorzystania w celach energetycznych=mniejsza, niż w przypadku paliw kopalnych wartość energetyczna surowca=sezonowość niektórych surowców=wyjałowienie gleby=ograniczenie lub eliminacja bioróżnorodności

Rośliny uprawne, roczne (np. zboża, konopie, kukurydza, rzepak,

słonecznik, sorgo sudańskie, trzcina)

Rośliny drzewiasteszybkiej rotacji

(np. topola, wierzba, eukaliptus)

Wolnorosnące gatunki drzewiaste(w Polsce jedną z najczęściej uprawianych

roślin energetycznych jest wierzba wiciowa)

Szybkorosnące, rokrocznieplonujące trawy wieloletnie

(np. miskanty, trzcina, mozga trzcinowata)

Podstawowe grupy roślin energetycznych

TABLICA EDUKACYJNA „ZIELONA ENERGIA”, cz. II

Szeroko rozprzestrzeniony gatunek euro-azjatycki. Występuje w północnej Afryce, całej Europie, oraz w Azji Wschodniej. W Polsce jest pospolita na całym obszarze. Drewno, miękkie i lekkie, niezróżnicowane na biel i twardziel. Ma biały kolor z lekkim, zielonka-wym odcieniem. Promieni drzewnych nie można dostrzec gołym okiem, natomiast słoje przyrostu rocz-nego są widoczne we wszystkich 3 płaszczyznach, szczególnie po namoczeniu wodą.

Miskant olbrzymi, zwany trzciną chińską niekiedy, trawą słoniową pochodzi z krajów Dalekiego Wschodu. W Europie uprawiany od ok. 50 lat, początkowo, jako roślina ozdobna, a od kilkunastu lat na wieloletnich plantacjach, jako roślina energetyczna. Jedna z nielicznych roślin o mechanizmie fotosyntezy typu C-4, którą można uprawiać w warunkach klimatycznych Europy Środkowej. Miskanta można uprawiać na obszarze całej Polski.

Roślina drzewiasta lub krzewiasta o wielu odmianach. Może być uprawiana na różnych rodzajach gleb, przy czym im lepsza gleba, tym roślina osiąga większy przyrost. Wielkość plonu zależy nie tylko od warunków glebowo-klimatycznych, ale również od zastosowanej odmiany oraz częstotliwości zbiorów. Roślina może być stosowana do rekultywacji gruntów, oczyszczania ścieków, do nasadzeń w pasach zieleni ochronnej oraz w celu pozyskania drewna.

Rzepak – należy do rodziny kapustowatych i występu-je tylko w uprawie. Jest rośliną oleistą, jedną z najważ-niejszych roślin w tej grupie roślin uprawnych. Z nasion uzyskuje się olej jadalny (olej rzepakowy), z niego wytwarza się również margarynę i inne tłusz-cze kuchenne. W przemyśle olej rzepakowy jest wyko-rzystywany także do produkcji pokostu, służącego m.in. do impregnacji drewna. Z oleju rzepakowego wytwarza się biodiesel – paliwo do napędu silników wysokoprężnych.

MISKANT OLBRZYMI WIERZBA WICIOWATOPOLA OSIKAKAPUSTA RZEPAK

Zalety biomasy Wady biomasy

masamasamasa

fot. Łukasz Wyka źródło: pl.wikipedia.org.pl fot. Łukasz Wykaźródło: www.photoxpress.com



ISB

N 9

78

83

93

13

30

48






fermazwierzątfermazwierzątzwierzątzwierzątfermazwierząt

gnojowicagnojowicagnojowicagnojowicagnojowicagnojowicagnojowicagnojowicagnojowicagnojowicagnojowicagnojowicagnojowicagnojowicagnojowicagnojowicagnojowica

kiszonkakiszonkakiszonkakiszonkakiszonkakiszonkakiszonkakiszonkakiszonkakiszonkakiszonkakiszonkakiszonkakiszonkakiszonkakiszonkakiszonkakiszonkakiszonkakiszonkakiszonka

silossilossilossilossilossilossilossilossilossilos lagunalagunalagunalaguna traktor jadący na poletraktor jadący na poletraktor jadący na poletraktor jadący na poletraktor jadący na pole

modułagregat

kogenera-cyjny

modułagregatagregatagregatagregatagregatagregatagregatagregatagregatagregatagregatagregat

kogenera-kogenera-kogenera-kogenera-kogenera-cyjny

modułagregat

kogenera-cyjny

ciepłociepłociepło

elektrycznośćelektrycznośćelektrycznośćelektrycznośćelektrycznośćelektrycznośćelektrycznośćelektrycznośćelektrycznośćelektrycznośćelektrycznośćelektrycznośćelektrycznośćelektrycznośćelektrycznośćkomorafermentacyjna

komorakomorakomorakomorakomorakomorakomorakomorakomorakomorakomorakomorakomorakomorakomorafermentacyjna

komorafermentacyjna

substancjaprzefermentowana

substancjaprzefermentowanaprzefermentowanaprzefermentowanaprzefermentowanaprzefermentowanaprzefermentowanaprzefermentowanaprzefermentowanaprzefermentowanaprzefermentowanaprzefermentowanaprzefermentowanaprzefermentowanaprzefermentowanaprzefermentowanaprzefermentowanaprzefermentowana

substancjaprzefermentowana

BIOGAZBIOGAZBIOGAZgnojowicagnojowicagnojowicagnojowicagnojowicagnojowicagnojowicagnojowicagnojowicagnojowica

zbiormikwstępny

mieszaniesubstratów

zbiormikwstępny


zbiormikwstępny


FarmaFarmaFarma

BioreaktorBioreaktorBioreaktor

Blok kogeneracyjnyBlok kogeneracyjnyBlok kogeneracyjny

Zbiornik na płynnesubstraty

Ciepła woda dopodgrzewaniabioreaktora

Pompa

Ciepło dla procesówtechnologicznych, ciepławoda użytkowa

Energia elektryczna

Sterowanie

Gazyspalinowe

Odsiarczaniei osuszanie biogazu

Odbiór substancjiprzefermentowanejOdbiór substancjiprzefermentowanej

MieszadłoMieszadło

Biogaz

Zbiornik na biogaz (kopuła)Ocieplenie

Belka nośna

Gaz, który odbierany jest ze zbiorników, przed dotarciem do silnika przechodzi także przez odsiarczalnik, urządzenie służące do �ltracji. Oczyszczanie gazu polega na podgrzaniu go do odpowiedniej temperatury, skropleniu wodą, a następnie osuszeniu. Tak przygotowany gaz miesza się z niewielką ilością powietrza i doprowadza do silnika.

Oczyszczanie gazu - odsiarczanie

Po oczyszczeniu gaz tra�a do tłoczni gazu. Za pomocą dmuchaw jest sprężany do odpowiedniego ciśnienia. Za dmuchawami następuje pobór próbki gazu do analizy i oznaczenie jego dokładnego składu.

Obróbka gazu

=zmniejszenie bioróżnorodności (dominacja roślin uprawianych na potrzeby biogazowni)=zaburzenie bilansu próchniczego gleby=zaburzenie bilansu wodnego gleby=ograniczenie liczebności populacji gatunków zwierząt

Zagrożenia

=ograniczenie zapotrzebowania na paliwa kopalne - realne zwiększenie niezależności energetycznej=uniknięcie emisji metanu w porównaniu z samoistną fermentacją odpadów w warunkach tlenowych (np. na polach)=technologia całkowicie bezodpadowa - obok wytwarzania energii elektr. i ciepła produkcja nawozu organicznego=wzrost wykorzystania odnawialnych źródeł energii - produkcja energii na stałym poziomie=zmniejszenie bezrobocia na obszarach wiejskich - ograniczenie emigracji zarobkowych=zamknięty obieg CO2, redukcja emisji NOx i H2S oraz brak emisji pyłów=rozproszona generacja energii - zmniejszenie strat na przesyle energii=wzrost opłacalności produkcji rolnej

Korzyści ekologiczne

Silniki gazowe spalają wytwarzany biogaz napędzając agregat prądotwórczy, dzięki czemu wytwarzana jest energia elektryczna. Silnik musi być chłodzony, a energia cieplna uzyskana z chłodzenia silnika może być wykorzystana do ogrzania pomieszczeń technicznych biogazowni.

Silnik gazowy

TABLICA EDUKACYJNA „ZIELONA ENERGIA”, cz. III gazownia rolniczagazownia rolniczagazownia rolnicza



Biogaz produkowany jest z gnojowicy, która trafia do zakładu z fermy trzody chlewnej. Gnojowica wlewana jest do zbiornika przygotowawczego - zbiornika biomasy.

Głównym składnikiem dodawanym do surowca są kiszonki. Do mieszanki dodawane jest również zmielone zboże w celu polepszenia procesu fermentacji. Taka mieszanka przygotowywana jest raz na dobę. Następnie jest ona przepompowywana do trzech zbiorników fermentacyjnych, cyklicznie co dwie godziny. Zachodzi w nich fermentacja pierwotna. Podczas fermentacji mierzone są stale takie parametry procesu jak: ciśnienie, wysokość, ilość piany oraz temperatura. Kolejną czynnością jest przepompowanie biomasy do zbiorników pofermentacyjnych, gdzie następuje odzysk biogazu. Po nim biomasa przez przepompownię transportowana jest na lagunę, czyli zbiornik magazynowy, z którego następnie pobierana jest w postaci nawozu przeznaczonego do użyźniania gleb rolniczych. Odbierany z każdego ze zbiorników biogaz tra�a do jednej rury, jest prze�ltrowany, oczyszczany, sprężany i w takiej postaci wprowadzany do silnika gdzie zamieniany jest na energię cieplną i elektryczną.

Korzyści ekologiczne

ISB

N 9

78

83

93

13

30

48






TABLICA EDUKACYJNA „ZIELONA ENERGIA”, cz. IV energetykaenergetykaenergetykaEnergię niezbędną do ogrzewania naszych domów i zaopatrzenia ich w prąd elektryczny uzyskujemy w procesach spalania paliw. Jednakże nie muszą być do tego używane nieodnawialne surowce kopalne, takie jak ropa naftowa czy węgiel kamienny. Podobny efekt energetyczny możemy uzyskać spalając biomasę, czyli odpowiednio przygotowane części roślin energetycznych lub drewna. Szacuje się, że 1 kg konwencjonalnego paliwa można zastąpić ok. 2 kg biomasy, przy czym korzyści dla środowiska wynikające z takiej zamiany są bardzo duże – spalanie biopaliw pozwala na znaczne ograniczenie emisji szkodliwych związków do atmosfery.

Polska, a także światowa energetyka opiera się głównie na węglu kamien-nym. Alternatywą stają się bardziej przyjazne środowisku paliwa, takie jak biomasa. Spalanie samej słomy czy wyłącznie drewna wymaga innych wa-runków, niż ma to miejsce w przypadku węgla kamiennego, dlatego niekie-dy konieczna jest wymiana całego ciągu technologicznego. W przypadku zakładów przemysłowych stosuje się coraz częściej współspa-lanie węgla kamiennego oraz słomy lub drewna. Dodanie do podstawowe-go surowca niedużych ilości biomasy nie wymaga natychmiastowej i całko-witej zmiany kotła oraz wymiany instalacji, dlatego coraz więcej pracują-cych elektrowni uruchamia bloki częściowo wykorzystujące biomasę. Skut-kuje to zmniejszeniem emisji szkodliwych związków chemicznych, ponie-waż ograniczając udział poddawanego spalaniu węgla kamiennego wzglę-dem biomasy, jednocześnie wprowadzamy do atmosfery mniej tlenków siarki, tlenków azotu i innych substancji, a powstający dwutlenek węgla krąży w przyrodzie w zamkniętym obiegu i nie przyczynia się do globalne-go ocieplenia. Nie trzeba także transportować ton węgla na duże odległo-ści, ponieważ w Polsce biomasa jest łatwo dostępna – zarówno słoma po-zbożowa, jak i odpady drzewne.

W Polsce coraz wiecej domów i małych obiektów zaopatrzonych jest w spe-cjalne piece spalajace biomase, poniewaz prowadzenie tego procesu w kotłach przeznaczonych dla wegla kamiennego jest nieefektywne. Zasta-pienie surowca kopalnego ma, obok korzysci dla srodowiska, zalety ekono-miczne – słoma lub drewno sa łatwo dostepne w kazdym miejscu, a ze wzgledu na ich duza podaz na rynku ich cena jest niska.Do spalania biomasy w domach uzywa sie głównie drewna odpadowego dostepnego w róznorakich formach: od drobnego granulatu poczawszy, poprzez zrebki, trociny, kore i wióry, az do specjalnie produkowanych bry-kietów i peletów. Wykorzystywac mozna takze drewno odpadowe, które było juz raz uzyte do innych celów. Specjalnie zaprojektowane piece maja odpowiednio dobrane parametry oraz rozmiary, aby wymagały jak naj-mniej obsługi.Systemy automatycznego podawania surowca zapewniaja nieprzerwana prace kotła, a nowoczesna technologia pozwala produkowac energie ciepl-na z najwyzsza wydajnoscia.

Skala przemysłowa Gospodarstwa domowe

ISB

N 9

78

83

93

13

30

48








=wykorzystanie alternatywnych źródeł energii=spalanie biopaliw pozwala na znaczne ograniczenie emisji szkodliwych związków do atmosfery=powstający dwutlenek węgla krąży w przyrodzie w obiegu zamkniętym=dostępność biomasy sprawia że nie jest konieczne transportowanie jej na duże odległości jak w przypadku węgla

=produkcja roślin energetycznych zajmuje duże powierzchnie ziemi=uzależnienie od dostawców dostarczających biomasę=możliwość występowania biomasy o różnej jakości, co za tym idzie również innej wartości energetycznej=biomasa wymaga kilkakrotnie większych powierzchni do jej magazynowania

Zalety bioenergetyki Wady bioenergetyki

Dostępne na rynku są również urządzenia, które na domowy użytek przetwarzają słomę, zamieniając ją w wygodne do stosowania brykiety. Dostępne na rynku są również urządzenia, które na domowy użytek przetwarzają słomę, zamieniając ją w wygodne do stosowania brykiety.

fot. Łukasz Wyka

Automatyczny piec do spalania peletu.

Automatyczny piec do spalania peletu.

Brykiet

Tablice edukacyjne

Documents