Biomassa. Duurzame energiebron? G.P.J. Dijkema, TU Delft, TBM, B.Sc Opleiding Technische Bestuurskunde

Transcriptie

1 Biomassa Duurzame energiebron?

2 Biomassa -verwerkingsmethoden 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, vol.%) destilleren (verwijderen bijproducten); verwijderen water (88-90%) molecuulzeef bio-ethanol

3 Bio brandstof Bijstook in kolencentrales 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

4 Wärtsila Biopower 5 CEX

5 3D SITE LAYOUT Stack Fuel storage Boiler hall Turbine hall Radiators

6 3D SITE LAYOUT Fuel unloading Bottom ash removal Fly ash removal Emergency power unit Step-up transformer(optional) Station transformer Radiators Ventilation room

7 FLOW DIAGRAM BIOPOWER 5 CEX Fuel Steam Condensa te Water/liqui d Flue gas Ash Air TO DISTRICT HEATING NETWORK FROM DISTRICT HEATING NETWORK

8 SECTION B-B B B Steam drum Boiler Ventilation room Economiser MV room Control room Make up water tank Biograte Ducting module Fan module

9 BIOPOWER 5 BOILER MEMBRANWALL DRUM BOILER WITH NATURAL CIRCULATION Secondary superheater Steam output Feed water temperature Feed water pressure Operation pressure Steam temperature Steam flow Stack temperature 17.8 [MW] 105 [ C] 74 [bar(a)] 64 [bar(a)] 485 [ C] 21.7 [t/h] 150 [ C] Primary superheater Convective evaporator Economizers Membranwall combustion chamber

10 FUEL STORAGE ALTERNATIVES GRAB CRANE STORAGE PUSH BAR STORAGE Standard volume 2500 [m³] Standard volume 500 [m³] 3 days operation Fuel silo + magnet and screen (optional) Crab crane 16 hours operation Fuel conveyor Magnet and screen (optional) Fuel unloading Fuel unloading Hydraulic push bars

11 Bio - brandstof 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 afgebroken

12 Biomassa oorsprong Fuel for food debat? 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 2 neutraal. Commissie Cramer (2007): Criteria voor gebruik biomassa

13

14 Energie uit biomassa 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

15 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]

16 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

17 Biomassa voor energie / - grondstof? Feiten: NL : groei 5 naar 30 PJ door bijstook (kolencentrales) EU doelstelling 97: biomassa bijdrage te verdrievoudigen in 2010 EU/NL: Bio-ethanol vervangt vol.% van de benzine pool Doorbraak innovatie: hemi-cellulose fermenteren tot ethanol Adapted from: P.M. Goudswaard, M.Sc presentation Exploring the Impact of Bioenergy, May 2007 Adapted from: P.M. Goudswaard, M.Sc presentation Exploring the Impact of Bioenergy, May 2007

18 Secundaire Biomassa, Nederland Current NL Energy Use 3300 PJ/Year Secondary Biomass: 140 PJ/year Security of supply: Risk reduction Saw logs Chips for paper pulp large projects rely on import Bark Bron: De verwachte beschikbaarheid van Biomassa in 2010

19 Biomassa voor energie / - grondstof? Observaties Goedkope bio-energie of grondstof bestaat niet Biomassa CO 2 reductie 30-70%; (Onderzoek, Cie. Cramer) Bio-energie bonanza: competitie om biomassa te verwerven Adapted from: P.M. Goudswaard, M.Sc presentation Exploring the Impact of Bioenergy, May 2007