Biopaliwa
Proekologiczne odnawialne źródła energii
Książka polecana studentom kierunków:
energetyka, ekoenergetyka, ochrona środowiska, alternatywne technologie energetyczne i
zarządzanie środowiskiem, inżynieria środowiska oraz biotechnologia.
Wykaz ważniejszych oznaczeń, skrótów, jednostek
Przedmowa
Wstęp
1. Charakterystyka biopaliw
1.1. Wprowadzenie
1.2. Rola i znaczenie biopaliw po przystąpieniu Polski do UE
1.3. Rodzaje biopaliw
1.3.1. Definicja i podział biomasy na biopaliwa
1.3.2. Charakterystyka biomasy jako nośnika energii
1.3.3. Metody przetwarzania biomasy na biopaliwo
1.4. Przyszłość biopaliw w Polsce
Bibliografia
2. Fotosynteza
2.1. Wprowadzenie
2.2. Fotosynteza biomasy
2.2.1. Wprowadzenie do mechanizmu fotosyntezy
2.2.2. Nośniki energii fotosyntezy
2.2.3. Biochemiczny mechanizm fotosyntezy
2.2.4. Pozostałe szlaki autotroficznego wiązania CO2 w biomasę
2.3. Termodynamika procesu fotosyntezy biomasy
2.3.1. Podstawowe etapy procesu fotosyntezy biomasy
2.3.2. Sprawność procesu fotosyntezy w ujęciu termodynamicznym
2.3.3. Sprawność procesu fotosyntezy w ujęciu biotechnologicznym
2.3.4. Sprawność procesu fotosyntezy w ujęciu fizykochemicznym
2.3.5. Sprawność procesu fotosyntezy upraw rolnych
2.4. Techniczne wykorzystanie fotosyntezy
2.4.1. Wykorzystanie fotosyntezy do oczyszczania spalin
2.4.2. Biotechnologia z wykorzystaniem alg
2.4.3. Fotobioogniwa
2.5. Znaczenie i rola ditlenku węgla w przyrodzie
2.5.1. Efekt cieplarniany
2.5.2. Ditlenek węgla a globalne ocieplenie
2.5.3. Rehabilitacja ditlenku węgla
Bibliografia
3. Zasoby biopaliw
3.1. Wprowadzenie
3.2. Globalny potencjał energetyczny biomasy do 2050 roku
3.2.1. Szacunkowe wartości
3.2.2. Metodyka szacowania potencjału biomasy
3.2.3. Bilans potencjału nadwyżki produkcji żywności
3.2.4. Potencjał bioenergetyczny odłogów i obszarów zdegradowanych
3.2.5. Sumaryczny światowy potencjał biopaliw z nadwyżki plonów
3.2.6. Światowy potencjał energetyczny pozostałości z upraw rolnych
3.2.7. Światowy potencjał energetyczny pozostałości z upraw leśnych
3.2.8. Światowy potencjał energetyczny pozostałości hodowlanych
3.2.9. Światowy potencjał energetyczny odpadów organicznych
3.2.10. Potencjał energetyczny biomateriałów, strumienia kategorii VII
3.2.11. Sumaryczny globalny potencjał energetyczny biomasy
3.3. Metodologia szacowania potencjału bioenergii
3.3.1. Metodologia szacowania zasobów bioenergii w Europie
3.3.2. Dane statystyczne dotyczące jednostek administracyjnych
3.3.3. Rolnicze Bazy Danych
3.3.4. Dane dotyczące użytkowania gruntów
3.3.5. Sposób prowadzenia obliczeń
3.3.6. Areał niezbędny do zaspokojenia potrzeb żywnościowych
3.3.7. Potencjalne zasoby energetyczne nadwyżki gruntów rolnych
3.3.8. Ocena i sposób szacowania potencjału upraw biopaliw
3.4. Potencjał energetyczny biomasy w Europie
3.5. Potencjał energetyczny biomasy w Polsce
3.5.1. Model obliczeniowy dla Polski
3.5.2. Potencjał energetyczny zasobów biomasy w Polsce
Bibliografia
4. Charakterystyka biopaliw
4.1. Wprowadzenie
4.2. Drewno
4.2.1. Ilość drewna w Polsce
4.2.2. Nowoczesne technologie pozyskiwania drewna w lasach w Polsce
4.2.3. Rodzaje drewna energetycznego
4.2.4. Zrębki
4.2.5. Brykiety drzewne
4.2.6. Pelety drzewne
4.2.7. Inne pozostałe odpady drzewne, takie jak kora, trociny, wióry
4.2.8. Plantacje drewna energetycznego
4.3. Słoma
4.3.1. Nadwyżka słomy w Polsce
4.3.2. Charakterystyka słomy jako nośnika energii
4.3.3. Sposoby szacowania zasobów słomy
4.3.4. Zasoby słomy w Polsce
4.3.5. Rodzaje biopaliwa stałego ze słomy
4.4. Plantacje energetyczne
4.4.1. Powody zakładania plantacji energetycznych
4.4.2. Charakterystyka roślin plantacji energetycznych
4.4.3. Przyszłościowe rośliny plantacji energetycznych w Polsce
4.4.4. Konopie przemysłowe rośliną energetyczną
4.4.5. Wpływ plantacji energetycznych na środowisko w Polsce
4.4.6. Plantacje energetyczne w warunkach polskich
4.4.7. Rachunek energetyczny biopaliw z plantacji energetycznych
4.5. Niekonwencjonalne rodzaje lub sposoby zagospodarowania biomasy jako biopaliwa
4.5.1. Wprowadzenie
4.5.2. Owies na tle innych roślin energetycznych
4.5.3. Charakterystyka energetyczna owsa
4.6. Odpady biomasy (komunalne - RDF, ściekowe, opony)
4.6.1. Nieprzetworzone i przetworzone formy biomasy
4.6.2. Palna frakcja odpadów komunalnych (RDF)
4.6.3. Zużyte opony
4.6.4. Odpady z oczyszczalni ścieków
Bibliografia
5. Metody konwersji biomasy - spalanie
5.1. Wprowadzenie
5.2. Metody konwersji biomasy
5.3. Spalanie biomasy
5.3.1. Kotły na biomasę pochodzenia drzewnego małej mocy
5.3.2. Wykorzystanie drewna do produkcji ciepła w Polsce
5.3.3. Budowa i zasada działania kotłowni opalanej drewnem
5.3.4. Elektrociepłownie na biomasę
5.3.5. Spalanie słomy
5.3.6. Spalanie owsa
5.4. Współspalanie biomasy
5.4.1. Przegląd metod spalania i współspalania biomasy
5.4.2. Stan wiedzy na temat współspalania biomasy
5.4.3. Przykłady współspalania biomasy
5.4.4. Badania procesu współspalania
5.4.5. Wyniki badań współspalania w Ciepłowni Lębork
5.4.6. Próby terenowe współspalania RDF
5.4.7. Ekonomiczna ocena współspalania biomasy
5.4.8. Ekologiczna ocena spalania i współspalania biomasy
5.5. Technologia ORC w konwersji biomasy
5.5.1. Wprowadzenie
5.5.2. Obieg ORC
5.5.3. Sprawność obiegu ORC
5.5.4. Warianty instalacji z obiegiem ORC
5.5.5. Kogeneracyjna elektrociepłownia ORC na biomasę
5.6. Małe elektrociepłownie - kogeneracja rozproszona
5.6.1. Zalety i wady małych jednostek kogeneracyjnych
5.6.2. Mikroturbiny gazowe
5.6.3. Turbina gazowa o odwróconym obiegu
5.6.4. Obieg Kaliny
5.6.5. Wykorzystanie silnika Stirlinga do konwersji energii z biomasy
5.6.6. Wykorzystanie ogniw paliwowych do konwersji energii z biomasy
5.7. Podsumowanie
Bibliografia
6. Termiczne metody konwersji biomasy - karbonizacja, zgazowanie i hydrotermiczny
reforming
6.1. Wprowadzenie
6.2. Metody termicznej konwersji biomasy
6.3. Mechanizmy suchego termicznego rozkładu biomasy
6.4. Biokarbonizacja biomasy
6.4.1. Biokarbonat
6.4.2. Biokarbonizery
6.4.3. Produkcja biokarbonatu w Polsce
6.5. Zgazowanie biomasy
6.5.1. Warunki zgazowania biomasy
6.5.2. Sposoby zgazowania biomasy
6.5.3. Typy urządzeń do zgazowania biomasy
6.5.4. Typy urządzeń do zgazowania biokarbonatu
6.5.5. Doświadczenia zagraniczne ze zgazowania biomasy
6.5.6. Polskie doświadczenia ze zgazowaniem biomasy
6.6. Zgazowanie biomasy przez hydrotermiczny reforming
6.6.1. Stany fizyczne wody
6.6.2. Właściwości wody w stanie nadkrytycznym (SCW)
6.6.3. Stan nadkrytyczny (SCW) wody jako czynnik zgazowania biomasy
6.6.4. Utleniające właściwości wody w stanie nadkrytycznym
6.6.5. Przykłady wykorzystania wody w stanie nadkrytycznym
do zgazowania biomasy
6.6.6. Reaktory SCWG do zgazowania biomasy
6.6.7. Zgazowanie biomasy wysokotemperaturową parą wodną (HiTS)
6.6.8. Przyszłość technologii SCWG
Bibliografia
7. Termiczne metody konwersji biomasy - piroliza
7.1. Wprowadzenie - rys historyczny pirolizy
7.2. Mechanizmy pirolizy biomasy
7.3. Kinetyka pirolizy biomasy
7.3.1. Wprowadzenie
7.3.2. Mechanizmy kinetyki pirolizy
7.4. Badania eksperymentalne pirolizy biomasy
7.5. Zagadnienia techniczne pirolizy biomasy
7.6. Typy reaktorów pirolitycznych
7.6.1. Ogólna charakterystyka pirolizerów
7.6.2. Pirolizer młynowy i rurowy
7.6.3. Pirolizer fluidakiy i bębnowy
7.6.4. Pirolizer stożkowy obrotowy, cyklonowy i PyRos
7.7. Przykłady instalacji pirolitycznych
7.7.1. Przegląd najnowszych technologii pirolizy biomasy
7.7.2. Instalacja szybkiej pirolizy BTG
7.7.3. Technologia Pyrocyclingt
7.7.4. Instalacja do konwersji biomasy ENTECH
7.7.5. Technologia WGT
7.7.6. Technologia Ragaillera
7.7.7. Technologia HD-PAWA-THERM
7.7.8. Instalacja recyklingu RDF
7.7.9. Instalacja quasi-ciągłego recyklingu opon
7.7.10. Technologia ciągłej pirolizy całych opon
7.8. Podsumowanie
Bibliografia
8. Katalityczna konwersja biomasy
8.1. Wprowadzenie
8.2. Biodegradacja termiczno-katalityczna z uwodornieniem
8.2.1. Katalityczny mechanizm rozkładu i upłynniania biomasy
8.2.2. Uwodornienie ciekłych produktów pirolizy biomasy
8.3. Katalityczne upłynnianie biomasy do paliw metodą GtL
8.3.1. Katalityczne upłynnianie syngazu z biomasy do GtL
8.3.2. Mechanizmy reakcji Fischera-Tropscha produkcji biopaliw GtL
8.3.3. Technologia i reaktory Sasol do syntezy paliw GtL
8.3.4. Technologia SMDS
8.3.5. Technologia ExxonMobile produkcji GtL
8.4. Katalityczne upłynnianie biomasy do paliw BtL
8.4.1. Technologia Carbo-VR firmy CHOREN
8.4.2. Technologia firmy Alphakat
8.4.3. Polskie próby katalitycznego rozkładu biomasy
8.5. Biopaliwo nowej generacji - DME
8.5.1. Technologie produkcji metanolu i DME z biomasy
8.5.2. Dwuetapowa technologia produkcji DME
8.5.3. Jednoetapowa synteza DME bezpośrednio z syngazu
8.6. Grassolina
8.6.1. Właściwości celulozy
8.6.2. Średnio- i niskotemperaturowe metody rozkładu celulozy
8.6.3. Rozkład celulozy cieczami jonowymi
8.6.4. Technologia AFEX rozkładu celulozy
8.6.5. Perspektywy produkcji grassoliny
8.7. Podsumowanie
Bibliografia
9. Biopaliwa płynne - biodiesel
9.1. Wprowadzenie
9.2. Rodzaje biopaliw płynnych
9.2.1. Klasyfikacja biopaliw płynny
9.2.2. Biopaliwa I, II, III i IV generacji
9.3. Pochodzenie biodiesla
9.4. Surowce do produkcji biodiesla
9.4.1. Wprowadzenie
9.4.2. Olej rzepakowy
9.4.3. Alkohole
9.4.4. Katalizatory stosowane przy produkcji biodiesla
9.5. Rodzaje estryfikacji kwasów tłuszczowych
9.6. Przemysłowe metody prowadzenia procesu transestryfikacji
9.6.1. Wiadomości ogólne
9.6.2. Metoda produkcji biodiesla stosowana przez firmę Henkel
9.6.3. Proces produkcji biodiesla opracowany przez firmę Lurgi
9.6.4. Wielostopniowa technologia Connemanna
9.6.5. Technologia estryfikacji oleju sojowego
9.6.6. Technologia estryfikacji zużytych tłuszczów LUT
9.6.7. Technologia opracowana w ICHP
9.6.8. Metoda Cvengrosa-Powazaneca
9.6.9. Proces Vogel&Noot
9.6.10. Inne wybrane technologie produkcji FAMĘ
9.7. Gliceryna jako produkt uboczny produkcji biodiesla
9.7.1. Metody zagospodarowania gliceryny
9.7.2. Próba rozwiązania problemu gliceryny dzięki Gliperolowi
9.8. Koszty produkcji FAMĘ
9.9. Biodiesel - eksploatacja
9.9.1. Normy do badań biodiesla
9.9.2. Badania eksploatacyjne biodiesla w autobusach miejskich
9.9.3. Badania eksploatacyjne biodiesla w generatorze prądotwórczym
9.9.4. Badania przydatności biodiesla w silnikach okrętowych
9.10. Polskie doświadczenia w produkcji biodiesla
9.10.1. Elstar Oils S.A. Elbląg, zakład w Malborku
9.10.2. Czechowice-Dziedzice w ramach Grupy LOTOS S.A.
9.10.3. Rafineria Trzebinia w ramach Grupy PKN ORLEN
9.11. Produkcja biopaliw na potrzeby własne
9.11.1. Warunki produkcji biopaliw na potrzeby własne
9.11.2. Analiza energetyczna produkcji biopaliwa RME
9.11.3. Analiza ekonomiczna produkcji biopaliwa RME
9.12. Dokumenty europejskie i ustawodawstwo krajowe dotyczące
biopaliw i biokomponentów
9.12.1. Regulacje prawne o charakterze ramowym
9.12.2. Regulacje prawne o charakterze szczegółowym
9.12.3. Regulacje prawne dotyczące indywidualnej produkcji biopaliw
9.12.4. Wpływ ustawodawstwa na rynek biopaliw w Polsce
9.13. Szansę rozwoju biopaliw
9.14. Podsumowanie
Bibliografia
10. Biopaliwa płynne - bioetanol
10.1. Wprowadzenie
10.2. Charakterystyka bioetanolu
10.3. Surowce do produkcji bioetanolu
10.4. Mechanizm fermentacji alkoholowej
10.5. Metody produkcji bioetanolu
10.5.1. Trzy etapy produkcji etanolu
10.5.2. Technologia logen
10.5.3. Technologia ICM
10.5.4. Technologia z użyciem wody w stanie nadkrytycznym
10.6. Biorafinerie perspektywą rozwoju produkcji bioetanolu
10.7. Światowa produkcja bioetanolu
10.8. Niemieckie działania w zakresie promocji biopaliw i biokomponentów
10.9. Badania bioetanolu jako paliwa do silników spalinowych
Bibliografia
11. Biogaz
11.1. Wprowadzenie
11.2. Mechanizm powstawania biogazu
11.3. Technologie wytwarzania i zagospodarowania biogazu
11.4. Biogaz z oczyszczalni ścieków
11.5. Biogaz z wysypisk śmieci
11.5.1. Charakterystyka gazu wysypiskowego
11.5.2. Technologie pozyskiwania biogazu z odpadów
11.5.3. Wybrane europejskie przykłady pozyskiwania biogazu z odpadów
11.5.4. Eksploatacja gazu wysypiskowego w Polsce
11.6. Pozyskiwanie biogazu w gospodarstwach rolnych
11.6.1. Rolnicze źródła biogazu
11.6.2. Technologie pozyskiwania biogazu w rolnictwie
11.6.3. Pozyskiwanie biogazu na polskiej wsi
11.6.4. Korzyści i potencjał energetyczny biogazu
11.6.5. Koncepcja wiejskiej spółdzielczej elektrociepłowni opalanej biogazem
11.7. Biogaz w świetle prawa
11.7.1. Biogaz rolniczy w Prawie energetycznym
11.7.2. Świadectwa pochodzenia biogazu
11.7.3. Kolorowe certyfikaty
11.8. Konwersja biogazu
11.8.1. Wprowadzenie
11.8.2. Metody wzbogacania i oczyszczania biogazu
11.8.3. Konwersja biogazu w cieplną energię użytkową
11.8.4. Konwersja biogazu w energię elektryczną
11.8.5. Koncepcje zagospodarowania ciepła odpadowego z konwersji biogazu
11.8.6. Konwersja biogazu w energię mechaniczną
11.9. Zalety i wady produkcji energii z biogazu
11.10. Biogaz a bezpieczeństwo energetyczne Polski
Bibliografia
528 stron, Format: 16.5x24.0cm, oprawa miękka
