Biomassa
Duurzame energiebron?
• verbranding
– warmte komt vrij kracht, verwarming
• thermo-chemische conversie
• omzetting in gas ⇒ hoogcalorisch gasmengsel
• quasi olieproduct (‘synthetic crude’)
• bio-chemische conversie /biotechnologie
• bijv. vergisting
• verkleinen van biomassa
• hydrolyse
• fermenteren (EtOH, 10-12 vol.%)
• destilleren (verwijderen bijproducten); verwijderen water (88-90%)
• molecuulzeef ⇒ bio-ethanol
Biomassa -verwerkingsmethoden
• Rendement kolencentrale kan bij gebruik dalen
• Bevat minder zwavel dan steenkool
• Uitstoot: ruim 10% minder CO 2
• Bij ongecontroleerde opslag binnen 4 weken biologisch afgebroken
Bio – brandstof
Bijstook in kolencentrales
Wärtsila Biopower 5 CEX
3D SITE LAYOUT
Radiators Turbine hall
Fuel storage Stack
Boiler hall
3D SITE LAYOUT
Ventilation room Radiators Bottom ash removal
Fuel unloading Fly ash removal
Emergency power unit
Station transformer Step-up transformer(Optional)
FLOW DIAGRAM
BIOPOWER 5 CEX
Fuel Steam Condensa te
Water/liqui d
Flue gas Ash Air
TO DISTRICT HEATING NETWORK
FROM DISTRICT HEATING NETWORK
SECTION B-B
Ventilation room
MV room
B B
Fan module Ducting
module Make up water tank
Economiser Boiler Steam drum
Biograte
+14.800
+8.710
Control room
14 900
27 200
BIOPOWER 5 BOILER
MEMBRANWALL DRUM BOILER WITH NATURAL CIRCULATION
Steam output 17.8 [MW]
Feed water temperature 105 [°C]
Feed water pressure 74 [bar(a)]
Operation pressure 64 [bar(a)]
Steam temperature 485 [°C]
Steam flow 21.7 [t/h]
Stack temperature 150 [°C]
Economizers Convective evaporator Primary superheater Secondary superheater
Membranwall combustion chamber
FUEL STORAGE ALTERNATIVES
GRAB CRANE STORAGE
Standard volume 2500 [m³]
3 days operation
PUSH BAR STORAGE
Standard volume 500 [m³]
16 hours operation
Fuel unloading Hydraulic push bars
Fuel conveyor
Magnet and screen (optional) Crab crane
Fuel silo + magnet and screen (optional)
Fuel unloading
Bio-ethanol ex vergisting / fermentatie
Bio-diesel ex raapzaadolie, koolzaadolie, zonnebloemoliek, palmolie
• Bewerking levert bijprodukt glycerine
• Rendement bij gebruik iets lager dan gewone diesel
• Bevat minder zwavel
• Uitstoot: ruim 10% minder CO
2• Bij ongecontroleerde opslag binnen 4 weken biologisch
Bio - brandstof
• Verbouwen gewas voor fuel gaat ten koste van – landbouwgebieden gebruikt voor voedsel – tropische bosgebieden (bio-diversiteit) – veel water (irrigatie)
• Onderzoek: biomassa is slechts voor 30-70% CO
2neutraal.
• Commissie Cramer (2007): Criteria voor gebruik biomassa
Biomassa – oorsprong
“ Fuel for food ” debat?
Alle aardolieproducten zijn uit biomassa te halen. De landbouw is in staat de rol van aardolie als
megaleverancier van grondstoffen en materialen over te nemen.
Prof. H. van Berkum, TUD
Energie uit biomassa
Biomassa / energieteelt
• Wat vindt je van voorgaande stelling?
• Denk je dat ze ook opgaat voor de wereldwijde energievoorziening?
• Bereken de hoeveelheid oppervlak nodig om voor 10% van het wereld aardolie verbruik
• Wereldgebruik: 127 [ExaJoules/jaar] Olie
• biomassaproductie = 300 [g C/m
2/jaar]
• p.19: C zit in cellulose, -CHOH, ∆ H
verbranding= 15 [GJ/ton]
Biomassa voor energie / - grondstof?
Claims
Bio-energie wordt beschouwd als CO
2-neutraal Bio-grondstoffen zijn hernieuwbaar
Biomassa is in grote hoeveelheden beschikbaar
Adapted from: P.M. Goudswaard, M.Sc presentation
“Exploring the Impact of Bioenergy, May 2007
Biomassa voor energie / - grondstof?
Feiten: NL 2002-2005: groei 5 naar 30 PJ door bijstook (kolencentrales)
EU doelstelling ‘97: biomassa bijdrage te verdrievoudigen in 2010
EU/NL: Bio-ethanol vervangt 2.75–6–10vol.% van de benzine pool
Doorbraak innovatie: hemi-cellulose fermenteren tot ethanol
Secundaire Biomassa , Nederland
Bron: De verwachte beschikbaarheid van Biomassa in 2010
Security of supply:
Risk reduction
large projects rely on import
Secondary Biomass: 140 PJ/year
Current NL Energy Use
3300 PJ/Year
Chips for paper pulp
Bark Saw logs
