Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Alternatív energiaforrások Bioüzemanyagok. Múlt és jelen Folyamatatosan nő a világ energiafelhasználása 1937 2000.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Alternatív energiaforrások Bioüzemanyagok. Múlt és jelen Folyamatatosan nő a világ energiafelhasználása 1937 2000."— Előadás másolata:

1 Alternatív energiaforrások Bioüzemanyagok

2 Múlt és jelen Folyamatatosan nő a világ energiafelhasználása

3 Igényeink meghaladják lehetőségeinket Megoldás: megújuló/alternatív energiaforrások Napenergia Szélenergia Vízenergia Geotermikus energia Biomassza (élő és nemrég elhalt szervezetek, biológiai eredetű termékek)

4 Közvetlen : Nap – ebből származó energia megújítható Közvetett : szél, víz, biomassza, geotermikus energia (ez utóbbi nem egyértelmű) Alternatív, mert megoldást kínál a fosszilis energiahordozók kiváltására –Ez nemcsak a kifogyóban lévő készletek miatt fontos, de pl. az üvegházhatás csökkentéséhez is hozzájárul Megújuló energiaforrások

5 Zöldáramtermelés (Magyarország, GWh) Biomassza7793 Biogáz7,623 Vízenergia Szélenergia0,95,5 Hulladékégetés11254 Forrás: VG-gyűjtés

6 Megújuló energiaforrások Biomassza –biológiai eredetű anyag (élő és nemrég elhalt szervezetek, biológiai eredetű termékek) –A biomassza a szén, a kőolaj és a földgáz után a világon jelenleg a negyedik legnagyobb energiaforrás. Világátlagban a felhasznált energia 14 %-át, a fejlődő országokban 35 %-át biomassza felhasználásával nyerik –Faipari hulladék,gabonafélék, egyéb növények szármaradványai, stb – közvetlen égetéssel nyerhető energia –Cellulóz, keményítő alapú biomasszából biogáz, alkohol nyerhető –Állattartásból eredő, élelmiszeripari melléktermékekből, hulladékokból szintén nyerhetünk biogázt –Energiahordozó előállítása - üzemanyag

7

8 Biorefinery =bio-finomító

9 Biodízel Telítetlen zsírsavakból előállított metil észter Alapanyagok: növényi olajok (kb 97%-a triglicerid), állati zsiradékok, használt sütőolaj –A növényi olajok üzemanyagként használata szempontjából hátrányos, hogy nagyobb a viszkozitása, ill. nehezebben gyullad, mint az ásványolaj eredetű. Ezek alapján tehát önmagukban üzemanygként nem alkalmazhatók. Át kell észterezni NaOH-os metilalkohollal a növényi zsírsavakat Termesztett alapanyag: repce, napraforgó, szója, tökmag, dió, stb –olajpréselés –Trigliceridek jelenléte gond, ezek átészterezése szükséges –Melléktermékek: olajpogácsa – energiadús (fehérje), glicerin –szintén hasznosítható

10 Napraforgóolajjal száguldó autókat veszély fenyegeti Mi ez az isteni sültkrumpli szag??? Mi ez az isteni sültkrumpli szag???

11 Etanol Már az egyiptomiak is tudták (azaz legalább 3000 éve használt technológia: élesztővel cukorból sört, bort fermentáltak) Ma még jelentősebb, hiszen a bioüzemanyagok egyik fő képviselője (első etanol hajtotta autót 1880-ban Henry Ford alkotta, majd 1990-től Amerikában gasohol, mely kukoricából készült) Fermentáció lényege: Saccharomyces cerevisiae oxigén hiányában cukorból etanolt és CO 2 -ot állít elő C 6 H 12 O 6 2 C 2 H 5 OH + CO 2 Nagyüzemi gondok: az etanol, mint oldószer 5% feletti koncentrációban tönkreteszi a sejtek membránját Előnye, hogy magas cukortartalmú hulladékot, mellékterméket is fel lehet használni alapanyagként

12 Alkohol termelő mikroorganizmusokban a glükóz átalakulása etanollá glükóz glikolizis 2 piruvát Szentgyörgyi- Krebs ciklus acetaldehid 2 etanol 2 CO 2 NADH NAD + Piruvát dekarboxiláz Alkohol dehidrogenáz

13 Fejlesztési lehetőségek oldószer toleráns törzsek keresése (Zymomonas mobilis baktérium), létrehozása (több hosszúláncú telítetlen zsírsav a sejtmembránban) Batch kultúra helyett fed-batch-, vagy folyamatos-, és/vagy sokedényes folyamatos kultúra Etanol folyamatos kivonása Cellulóz alapú szubsztrátok használata jó, de előkezelés szükséges: fizikai (pl. gőzrobbantás), kémiai (pl. savas hidrolizis), biológiai (celluláz enzimek)

14 Cellulózból a glükóz enzimatikus kinyerése cellulóz cellobióz glükóz celluláz  -glükozidáz Az intermedier és a végtermék gátolja (negatív visszacsatolás) az enzimatikus folyamatokat

15 Bioetanol Keményítő és magas cukortartalmú növényi termékekből régóta Most ismét „divat” – benzinhez kötelező bekeverni –Olajválság, ólomterhelés miatt Cukorrépa, búza, kukorica, cukornád, burgonya, cukorcirok Bioetanol előállítás többlépcsős Üzemanyagként lehet eredeti formájában használni, de hátránya, hogy a benzinhez képest kisebb az energia- tartalma (ugyanakkora táv megtételéhez 25-50%-kal több alkoholra van szükség) Benzinbe keverve, ill. komponensként üzemanyagadalék formájában Üzemanyagadalékként oktánszámjavító etil-tercier-butil-éter (ETBE) gyártható belőle (5-7%-ban használják)

16 Növény Termésátlag (t / ha) Átlagos bio- etanol hozam (l / ha) Cukorrépa Cukorcirok Cukornád Burgonya Őszi búza51500 Kukorica62300 Csicsóka Néhány bio-etanol előállításra alkalmas növény termesztési adatai (www.kekenergia.hu)www.kekenergia.hu

17 1861-ben Pasteur figyelte meg a butanol képződését egy butirát termelő törzs izolálása során 1893-ban Beijernick két butanol termelő baktériumot izolált: Granulobacter butylicus, G. saccharobutyricum 1914-től ipari szintű mikrobiológiai termelés – aceton, butanol 1914 Weizmann izolálta az anaerob Clostridium acetobutylicum-ot, keményítőből acetont és butanolt állított elő. Az I. Világháború során a lőporgyártásban sok aceton kellett, a nitrocellulóz oldószere A butanolt a gumielőállításhoz haszálták, butadiént állítottak elő belőle, mely a szintetikus gumi prekurzora ABE termelődés 6-6,5% szubsztrátnak kb 37%-a lesz oldószer 3:6:1 arányban A sejtek exponenciális fázisában acidogén szakasz: acetát, butirát képződik, a rendszer savanyodik, 2. szakaszban szolventogén fázis alacsony pH-n ABE termelődés, 3. szakasz az alkohologén fázis. Melyben csak etanol és butanol képződik közel semleges pH-n ABE (aceton-butanol-etanol) fermentáció

18 Clostridium sp. fermentáció időskála Gáz=CO 2 +H 2

19 ABE (aceton-butanol-etanol) fermentáció

20 Clostridium acetobutylicum etanol aceton butanol

21 Biogáz

22 Szervesanyagok anaerob bontásával nyerhető gáz – fő komponensek: CH 4 + CO 2 Felhasználása: –helyben – fűtésre –Elszállítva – gázhálózatba – fűtésre - Villamos- és hőenergia előállításra - motormeghajtásra hulladékhasznosítás! Visszamaradó biomassza talajerőpótlásra

23 Biogáz előállításának sematikus ábrázolása Szerves anyag, “hulladék” BIOGÁZ TÁPANYAG Anaerob fermentáció

24 Biogáz képződés Monomerek, oligomerek emésztése Biogáz Polimerek bontása +H 2

25 Energia növények Bagasse Cukor cirok Csicsóka Lucerna Cukorrépa

26

27 A nyírbátori biogáz üzem

28 Biohidrogén Biotechnológiai előállítása : 1.víz bontásából 2.a nitrogén fixálás mellékterméke 3.biomassza fermentációja során H+H+ H2H2 H 2 fejlesztés redukció ENERGIA H2H2 H 2 fogyasztás oxidáció e-e- REDUKÁLÓ SZER hidrogén alapú technológiák

29 Legtisztább energiahordozó: H 2 Víz primer energia szállítás, tárolás energia felhasználás

30 Biomassza 2H+2H+2H+2H+ 2H2O2H2O O2 + 2H+O2 + 2H+ Fotoszintézis 2H+2H+ Sötét fermentáció Hidrogenáz elektron hordozó e-e- e-e- e-e- e-e- Biohidrogén termelési stratégiák elektron hordozó

31 Kétlépéses, keratintartalmú hulladékot hasznosító hidrogéntermelő rendszer III. gáztisztítás H2H2 CO 2 II. hidrogéntermelés biomassza Thermococcus litoralis H 2, CO 2 I. keratintartalmú hulladék biológiai bontása keratintartalmú hulladék biomassza oldott keratin Bacillus licheniformis

32 Jó vagy rossz??? Zöldszervezetek tiltakoznak a bioüzemanyagok bevezetése ellen! A belefektetett energia, költségek megtérülnek-e?


Letölteni ppt "Alternatív energiaforrások Bioüzemanyagok. Múlt és jelen Folyamatatosan nő a világ energiafelhasználása 1937 2000."

Hasonló előadás


Google Hirdetések