Кратко описание

Изтеглете БИОГОРИВА: МИТ ИЛИ РЕАЛНОСТ.

реалност

Описание

БИОГОРИВА: МИТ ИЛИ РЕАЛНОСТ

Плантации с маслени палми в Борнео, в някогашната тропическа джунгла

ПРАКТИКУМ Диплом по екологични науки Университет Мигел Ернандес в Елче Мариана Баленила Сампер 2006/2007

„Биогорива: мит или реалност“ www.ua.es/personal/fernando.ballenilla/Apuntes/Biocombustibles:_Mito_o_realidad.html

"Биогорива: мит или реалност"

Мариана Баленила Сампър Диплом по науки за околната среда Преподавател: Хосе Мигел Продажби Чивера Катедра: Агро-екологична икономика, Картографско инженерство, Графичен израз в инженерството и социалната антропология. Област на знанието: Икономика, социология и аграрна политика.

Университетът на Мигел Ернандес в Елче. Обобщение

Този практикум прави библиографски преглед на производствените процеси на различните видове биогорива, както биоетанол, така и биодизел. Той също така преглежда степента на възвръщаемост на енергията (ERR) на тях според различни автори и я сравнява с тази на други енергийни ресурси. Изследват се политиките на Европейския съюз по отношение на биогоривата и ефективността на различните суровини. Това също така повишава наличността на земеделска земя, конкуренцията на биогоривата с производството на храни и въздействието върху околната среда.

Този практикум прави библиографска ревизия на производствените процеси на различните видове биогорива от биоетанол, както и на биодизел. Също така той преглежда степента на възвръщаемост на енергията от тях според няколко автори и я сравнява с EROEI на други източници на енергия. Те изучават политиките на Съюза Европа и ЕС относно биогоривата и добива на различните суровини. Също така се повишават земите, достъпни за производство на биогорива, конкуренцията на биогоривата с производството на храни и неговите въздействия върху околната среда.

Биогорива: мит или реалност. Мариана Баленила. UMH, юни 2007 г.

На моите родители, брат ми и Ана, защото без теб нищо от това не би било възможно.

Биогорива: мит или реалност. Мариана Баленила. UMH, юни 2007 г.

Съдържание ЧАСТ I. 6 1. ВЪВЕДЕНИЕ. 6 2. БИОДИЗЕЛЪТ. 8 2.1 Производствен процес на биодизел. 8 2.1.1 Страничните продукти от производството на биодизел. 13 2.2. Еволюция на световното производство на биодизел. 14 2.3. Световно производство на биодизел. 16 3. БИОЕТАНОЛ. 18 3.1 Процес на производство на биоетанол. 18 3.1.1 Странични продукти от производството на биоетанол. 19 3.1.2 Биоетанол от нишесте. 21 3.1.2.1 Сухо смилане. 22 3.1.2.2 Мокро смилане. 3.1.3 Биоетанол от захарна тръстика. 25 3.1.4 Биоетанол от лигноцелулозна биомаса. 26 3.2 Еволюция на световното производство на биоетанол. 28 3.3 Световно производство на биоетанол. 29

ЧАСТ II. 33 4. ЕНЕРГИЙНИЯ БАЛАНС НА БИОГРИВА. 33 4.1 Енергия. 33 4.2 Скоростта на енергийна възвръщаемост. 41 4.2.1 Фактори, които влияят върху изчисляването на степента на възвръщаемост на енергията (ERR). 46 4.2.2 Скоростта на енергийна възвръщаемост на биоетанола. 51 4.2.2.1 Коефициентът на енергийна възвръщаемост на царевичния биоетанол. 51 4.2.2.2 Коефициент на енергийна възвръщаемост на биоетанола от захарна тръстика. 53 4.2.3 Коефициент на възвръщане на енергията от биодизел. 54 4.2.3.1 Коефициентът на енергийна възвръщаемост на биодизела от маслена палма 54 4.2.3.2 Коефициент на енергийна възвръщаемост на соевия биодизел. 55 4.2.4 Обобщение на нивата на възвръщаемост на енергията според различни автори. 56 4.3 Сравнение на степента на енергийна възвръщаемост на биогоривата със степента на енергийна възвръщаемост на други енергийни източници. 61 5. ЕФЕКТИВНОСТ НА СУРОВИНИТЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВОТО НА БИОГОРИВА. 63

ЧАСТ III. 65 6. НАЛИЧНОСТТА НА ЗЕМЕДЕЛСКИТЕ ЗЕМИ ЗА БИОГОРИВА. 65 7. КОНКУРЕНЦИЯ С ПРОИЗВОДСТВО НА ХРАНИ. 69 8. ПОЛИТИКИТЕ НА ЕВРОПЕЙСКИЯ СЪЮЗ ОТНОСНО БИОГОРИВАТА. 79 9. ВЪЗДЕЙСТВИЕ НА ОКОЛНАТА СРЕДА. 86 9.1 Аргументи срещу използването на биомаса като енергиен вариант. 91 9.2 Биогоривата и техните регионални въздействия. 93 10. ЗАКЛЮЧЕНИЯ. 103 11. БИБЛИОГРАФСКИ РЕФЕРЕНЦИИ. 106

Биогорива: мит или реалност. Мариана Баленила. UMH, юни 2007 г.

БИОГОРИВА: МИТ ИЛИ РЕАЛНОСТ

Биогорива: мит или реалност. Мариана Баленила. UMH, юни 2007 г.

ЧАСТ I 1. ВЪВЕДЕНИЕ Тази работа цели да бъде подход към сектора на биогоривата. Ако се вземе предвид, че в Испания на практика цялото гориво за транспортиране идва от нефт и тъй като е невъзобновяем енергиен източник, определянето дали биогоривата могат да доставят нефт изцяло или в малка част е от жизненоважно значение. Както може да се види на графика 1, ние сме преминали от консумация на 12 Mtoe през 1973 г. до повече от 35 Mtoe през 2004 г.

Графика 1: Източници на енергия, използвани в транспорта, промишлеността и други сектори в Испания. Международна енергийна агенция IEA 2007.

Mtoe: мегатони нефтен еквивалент

Биогорива: мит или реалност. Мариана Баленила. UMH, юни 2007 г.

В първата част на тази работа се анализират производствените процеси на биодизел и биоетанол, както и развитието на тяхното производство. Във втората част се сравняват енергийните баланси на различните биогорива, главно на базата на англосаксонски статии. Третата част от работата анализира наличието на земеделска земя за биогорива, конкуренцията с производството на храни, която може да представи широкомащабното производство на биогорива, политиките на Европейския съюз по отношение на биогоривата и техните потенциални въздействия върху околната среда и местното въздействие.

Биогорива: мит или реалност. Мариана Баленила. UMH, юни 2007 г.

Биогорива: мит или реалност. Мариана Баленила. UMH, юни 2007 г.

За получаването им могат да се използват евтини животински мазнини и отработени масла, използвани за пържене в храната. В Европа тези масла вече се събират, използват се в ресторанти, трапезарии, хотели и т.н. (Larosa, 2001) или да го получите от енергийни култури.

Първата стъпка за производството на биодизел е пресоването на семена за получаване на растително масло. Впоследствие маслото се подлага на рафиниране и след това започва фазата на трансестерификация на мастните киселини. За тази фаза алкохол (метанол) и натриев хидроксид се смесват, образувайки натриев метоксид (SánchezMacias.J, et al 2006). При тази реакция растителното масло се естерифицира с алкохол (обикновено метанол) в приблизително съотношение 1/10 алкохол-масло (1,1 кг метанол на всеки 10 кг масло). Двете основни съединения преминават процес на рафиниране, преди да бъдат използваеми. Метанолът, получен след тези процеси на рафиниране, може да се използва повторно при трансестерификацията на входящите съединения (APPA, 2005).

Този процес е практически един и същ, независимо от вида на използваните мазнини или размера на фермата. Ето защо това може да се направи у дома, тъй като температурата и налягането на реактора не са високи (60 ° и 1,4 бара). Ограничаващият фактор е пречистването на биодизела, тъй като от него зависи качеството на крайния продукт (че той няма примеси, влажност, остатъци и остатъци от реакцията).

Биогорива: мит или реалност. Мариана Баленила. UMH, юни 2007 г.

„Изчислено е, че устойчивостта на следи от метанол в крайния продукт, дори в минимални проценти, представлява значително намаляване на добива на крайния продукт. За да се гарантират по-високи нива на чистота, продуктът може да бъде подложен на дестилация ”(Sán chezMacias.J, et al, 2006). Общият процес за производство на биодизел от естерификация на масла е както следва:

Диаграма 1: Производствен процес на биодизел. Собствена разработка от IEA „Биодизел в Северна Америка: проблеми с изпълнението“ 2004.

"Реакцията на трансестерификация е характерна реакция на естери и следователно на липиди, при които маслото или мазнината реагират с мастни киселини, алкохоли или други естери с обмен на ацилни групи. Смесването на триглицеридите и метанола с катализатор (натриев метилат или натриев етилат), при стайна температура, се достига за около няколко часа равновесие. За да завърши реакцията, е необходимо наличието на излишък от метанол или отстраняване на образувания глицерол. С такава предпазливост в 90 Биогорива: Мит или реалност. Мариана Баленила. UMH, юни 2007 г.

минути реакцията е завършена най-малко 98%. Реакцията на алкохолиза на сух триглицер е следната ”(Larosa, 2001):

Диаграма 2: Реакция на трансестерификация. Larosa, 2001

Стехиометрично реакцията на трансестерификация реагира на моларно съотношение на алкохол към тригилцерид 3: 1. Като продукти се получават три мола естери на съответния алкохол и един мол глицерин (списание biocarburantes, 2007). Биодизелът, произведен от отработени масла, се състои от фазите на рафиниране на суровината, трансестерификация за получаване на метилов естер, пречистване и сушене (APPA, 2005). Алкохолът е необходим за производството на биодизел, който може да бъде метанол или етанол, и двата могат да бъдат получени от селскостопански продукти, етанол главно чрез ферментация. В момента метанолът, който се получава като петрол или газов дериват, има много удобна пазарна стойност, като е най-използваният в този производствен процес (Larosa, 2001). За подобряване на скоростта на реакцията и крайния добив се използва катализатор, който може да бъде кисел, основен или ензимен. Основите включват NaOH, KOH, карбонати и съответните натриеви и калиеви алкоксиди като натриев метоксид, натриев етоксид, натриев пропроксид и натриев бутоксид. Киселинните катализатори включват сярна, солна и сулфонова киселини. Липазите могат да се използват като ензи катализатори

Биогорива: мит или реалност. Мариана Баленила. UMH, юни 2007 г.

matics (списание за биогорива, 2007). По принцип трансестерификацията, катализирана с алкали, е много по-бърза от катализираната с киселина и обикновено се използва в търговски мащаб. Използването на алкали обаче предполага, че глицеридите и алкохолът трябва да бъдат по същество безводни, тъй като водата води до частична реакция на реакция към осапуняване, което произвежда сапуни. Освен това, за използването на основи се изисква триглицеридите да имат нисък процент на свободни мастни киселини и по този начин да се избягва тяхното неутрализиране, което също води до образуването на сапуни. Това образуване на сапуни частично консумира катализатора и значително намалява ефективността на процеса. За да се избегне това, могат да се използват киселинни катализатори или триглицеридите могат да бъдат подложени на предварителен процес на осапуняване (известен като алкална обработка) и след това може да се използва основният катализатор. Могат да се използват и масла с нисък процент на свободни мастни киселини (