Megjul s alternatv energik hasznostsa egy tisztbb krnyezetrt
„Megújuló és alternatív energiák hasznosítása egy tisztább környezetért” (Pécsi Kereskedelmi Központ, 2005. Szept. 21. ) Bioetanol előállítása, CHP, továbbá trigenerációs hasznosítási lehetőségek kistérségi szinten, mikroturbinák alkalmazásával Dr. Német Béla tanszékvezető egyetemi docens PTE, DDKKK Környezetipari Főirány, kutatásvezető Pécs, 2005. szept. 21 Bioetanol, mikroturbina 1
Az etanol fizikai, kémiai adatai Tapasztalati képlete: C 2 H 5 OH Sűrűség: 0, 79 t/m 3, Forráspont: 78, 5 o. C, Fajhő: 2, 5 k. J/kg o. C Égéshő: 27 MJ/kg, 21, 6 MJ/liter, Gyulladási hőmérséklet: 390 -420 o. C, Moltömeg: 46, 1 Szén tartalom (w/w): 52, 1 % Hidrogén (w/w): 13, 1 % Oxigén (w/w): 34, 7 % Pécs, 2005. szept. 21 Bioetanol, mikroturbina 2
Bioetanol előállítási módszerek Eljárások: • cukor fermentációja, (cukornád, cukorrépa) • keményítő hidrolízise, (kukorica, búza mag) • lignocellulóz feldolgozása (kukorica szár, gabona szalma, fa, . . ) Kiinduló vegyület: aceton-butanol-etanol (ABE) Pécs, 2005. szept. 21 Bioetanol, mikroturbina 3
Bioetanol, mint üzemanyag • dehidratálás nélkül speciális vagy módosított motorokban (Brazília, Svédország), • különböző arányban keverve benzinnel (alk/benzin: Brazilia 22/78, USA 10/90), • etil-B-butil éterré (ETBE) való átalakítás után, éter üzemanyag adalékként, • mikroturbinák működtetéséhez Pécs, 2005. szept. 21 Bioetanol, mikroturbina 4
ETBE-vel kevert benzin előnyei a magas oxigéntartalom csökkenti a CO emissziót, az alacsony gőznyomás csökkenti a szennyező ózon keletkezését, oktánszám emelése révén, csökkenti a más, aromás alapú (pl. benzolok), rákkeltõ oktánszám növelők használatának szükségességét Pécs, 2005. szept. 21 Bioetanol, mikroturbina 5
Folyamatos desztilláló üzem Pécs, 2005. szept. 21 Bioetanol, mikroturbina 6
Előállítási költség - földterület Pécs, 2005. szept. 21 Bioetanol, mikroturbina 7
Beruházási költségek - földterület Pécs, 2005. szept. 21 Bioetanol, mikroturbina 8
Bioetanol egyes növényekből Alapanyag Bioetanol (lit/ha) Cukorrépa 3300 Csicsóka 4200 Kukorica 2100 Burgonya 1900 Búza 1800 Pécs, 2005. szept. 21 Bioetanol, mikroturbina 9
Kapcsolt hő és elektromos energiatermelő erőmű (CHP) Csak biomasszát felhasználó (elektromos energiát előállító) erőművek esetében az elektromos energia előállítás hatásfoka (alacsony gőzhőmérséklet miatt) 27 -28 %. A „kapcsolás” a hulladék hő hasznosítására utal, erős javaslat az éves átlagban az összes hasznosítás értéke legyen a 80 % fölött. Pécs, 2005. szept. 21 Bioetanol, mikroturbina 10
Trigenerációs energia rendszer (CCHP) Kapcsolt hő és elektromos energiatermelő erőmű (CHP rendszer), kiegészítve abszorpciós hűtőkörrel. A trigenerációs energia rendszer négy különböző energiaformát állít elő egymással kapcsolatban, esetenként szimultán: gőzt (víz, alkohol), elektromos energiát, meleg vizet, hűtött hűtőfolyadékot. Trigeneration plant = cogeneration plant that has added absorption chillers. Combined cooling, heating, and power (CCHP) plant (system). Pécs, 2005. szept. 21 Bioetanol, mikroturbina 11
Mikroturbinás CCHP sémája 1 - Generator, 2 - Air Inlet, 3 - Compressor, 4 - Air to recuperator, 5 Combustion Chamber, 6 - Turbine, 7 - Recuperator, 8 - Exhaust gases, 9 - Heat exchanger, 10 - Exhaust gas outlet, 11. - Hot water outlet, 12. - Water inlet Pécs, 2005. szept. 21 Bioetanol, mikroturbina 12
Mikro turbina elektromos áram előállításra, hűtési, fűtési és melegvíz-készítési célra Pécs, 2005. szept. 21 Bioetanol, mikroturbina 13
Mikroturbinák jellemzői Az utóbbi néhány évben bioüzemanyaggal is működő 20 -300 k. W teljesítményű mikrotubinákat fejlesztettek ki. Jellemzőik: • Alacsony fenntartási költség; • Nagyfokú kompaktság; • Nagyon megbízható; • Alacsony az emisszió; • Magas füstgáz hőmérséklet, ami kogenerációra teszi alkalmassá; • Az üzemanyag megválasztásban nagyon flexibilis. Pécs, 2005. szept. 21 Bioetanol, mikroturbina 14
A fejlesztés eredménye Ma (2004) Üzemanyag elektromos 30 % árammá történő konverzió Beruházási költség 900 -1200 Euro/k. W NOx emisszió Néhány 10 ppm Pécs, 2005. szept. 21 Bioetanol, mikroturbina Egy-két éven belül > 40% < 500 Euro/k. W < 7 ppm 15
Turbec T 100 -as mikroturbina (svéd) Pécs, 2005. szept. 21 Bioetanol, mikroturbina 16
Turbec T 100 -as mikroturbina üvegházhoz Pécs, 2005. szept. 21 Bioetanol, mikroturbina 17
Őszi búza optimális termőhelyei Pécs, 2005. szept. 21 Bioetanol, mikroturbina 18
Kukorica optimális termőhelyei Pécs, 2005. szept. 21 Bioetanol, mikroturbina 19
Stirling motoros rendszer Pécs, 2005. szept. 21 Bioetanol, mikroturbina 20
Köszönöm a figyelmet Pécs, 2005. szept. 21 Bioetanol, mikroturbina 21
- Slides: 21