2.1.Биомасса түрлері және қолдану әдістері Ағаш-биомассаның ең танымал мысалы. Оны жағу процесінде ағаш күн сәулесін сіңіру арқылы сіңірген энергия бөлінеді. Алайда, ағаш-биомассаның бір ғана мысалы. Ағаштан басқа биомассаның басқа түрлерін де қолдануға болады - ауылшаруашылық қалдықтары (қант қамысы целлюлозасы, жүгері сабағы, күріш сабаны мен қабығы және т. б.), ағаш қалдықтары (үгінділер, кесу қалдықтары, ағаш жоңқалары), қағаз қалдықтары және қала қоқыстарындағы жасыл желектердің қалдықтары, энергетикалық өсімдіктер (тез өсетін ағаштар, мысалы, терек немесе тал, шөптер, балдырлар), сондай-ақ қатты тұрмыстық қалдықтар полигондарында (ҚТҚ), муниципалды Ағынды суларды тазарту станцияларында жиналған метан.
Биомасса болашақтың негізгі жаңартылатын энергетикалық ресурстарының бірі болып саналады. Бүгінгі таңда ол әлемдегі алғашқы энергияны тұтынудың 14% - обеспечивает қамтамасыз етеді [11]. Халықтың және энергия тұтынудың біреуіне артуы сондай-ақ қазба отын ресурстарының сарқылуы биомассаға сұраныстың тез өсуіне әкеледі. Дамушы елдерде биомасса бастапқы энергияның 38% - обеспечивает қамтамасыз етеді (ал кейбір елдерде 90% - ға дейін). Биомасса ХХІ ғасырда дамушы елдерде ең көп сұранысқа ие энергия көзі болып қала беретіні анық.
Қазақстан айтарлықтай биоэнергетикалық ресурстарға ие. Ауыл шаруашылығы өндірісінің қалдықтарын қайта өңдеу есебінен жыл сайын 35 млрд.кВт · сағ дейін электр және 44 млн. гигакалория жылу энергиясын алуға болады. Орман шаруашылығы және орман өңдеу қалдықтарының (үгінділер, ағаш жоңқалары) әлеуеті
200 мың тонна.Э. (тонна мұнай баламасы). Қатты тұрмыстық қалдықтар (ҚТҚ) айтарлықтай биоэнергетикалық әлеуетке ие. Үлкен қалаларда олар
1 адамға күніне орта есеппен 0,5 кг "өндіріледі". Сонымен бірге республикада полигондарға әкетілетін ҚТҚ - ның 3% - дан аспайтын бөлігі кәдеге жаратылады [12].
Биомассаны келесі жолдармен қолдануға болады [2, 3]:
- тікелей жағу;
- сұйық мотор отынын өндіруге арналған шикізат ретінде;
- Биогаз және бағалы тыңайтқыштар алу арқылы тұрмыстық және ауылшаруашылық (көбінесе жануарлардың көңі) қалдықтарын қайта өңдеу.
2.1-кестеде биомассаның энергетикалық сыйымдылығы көрсетілген [11].
Таблица 2.1-Энергетическая емкость биомассы
Вид
Содержание
воды, %
Энергоемкость,
МДж/кг
Энергоемкость,
кВт ∙ ч/кг
Дуб
20
14,1
3,92
Сосна
20
13,8
3,83
Солома
15
14,3
3,97
Зерновые
15
14,2
3,94
Рапсовое масло
-
37,1
10,31
Антрацит
4
30,0-35,0
8,33-9,72
Бурый уголь
20
10,0-20,0
2,78-5,56
Печное топливо
-
42,7
11,86
Биометанол
-
19,5
5,42
Вид
МДж/м3
кВт ∙ ч/м3
Канализационный газ
16,0
4,44
Древесный газ
5,0
1,39
Биогаз из навоза
22,0
6,11
Природный газ
31,7
8,81
Водород
10,8
3,00
Кестеден ауылшаруашылық жануарларының көңінің үлкен энергетикалық әлеуеті бар екенін көруге болады.
Биогазда шамамен 70% метан бар, ол биоматериалдан резервуарларда (метантанктарда) анаэробты ашыту арқылы алынады.
Метантанкада өңделген ауылшаруашылық жануарларының экскременттері тыңайтқыш ретінде агрохимиялық қасиеттері бойынша шикі материалдан асып түседі. Газ генераторының схемасы 2.1-суретте көрсетілген [13].
1-биоматериал қабылдағыш; 2-клапан; 3 - араластырғыш; 4 - шыны; 5 - жанама өнімдерге арналған сыйымдылық; 6 - газ генераторы (метантанк); 7 - газды бұру; 8 - оттық; 9 - жылу алмастырғыш; 10 - су газгольдері; 11-газды алу.
2.1-сурет-биогазогенератор қондырғысының технологиялық схемасы
Орындалатын жұмыстың мақсаты студенттердің табиғат пен қоғам өміріндегі биоресурстардың маңызы мен рөлін түсіну, биогаз технологияларымен танысу және практикалық есептеу дағдыларын игеру болып табылады.