az etanol fizikai, kémiai adatai

Pécs, 2005. szept. 21 Bioetanol, mikroturbina 1

„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 Bélatanszékvezető egyetemi docens

PTE, DDKKK Környezetipari Főirány, kutatásvezető

Pécs, 2005. szept. 21 Bioetanol, mikroturbina 2

Az etanol fizikai, kémiai adatai

Tapasztalati képlete: C2H5OHSűrűség: 0,79 t/m3,Forráspont: 78,5 oC,Fajhő: 2,5 kJ/kg oC Égéshő: 27 MJ/kg, 21,6 MJ/liter,Gyulladási hőmérséklet: 390-420 oC,Moltömeg: 46,1Szén tartalom (w/w): 52,1 %Hidrogén (w/w): 13,1 %Oxigén (w/w): 34,7 %

Pécs, 2005. szept. 21 Bioetanol, mikroturbina 3

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 4

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 5

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 6

Folyamatos desztilláló üzem

Pécs, 2005. szept. 21 Bioetanol, mikroturbina 7

Előállítási költség - földterület

Pécs, 2005. szept. 21 Bioetanol, mikroturbina 8

Beruházási költségek - földterület

Pécs, 2005. szept. 21 Bioetanol, mikroturbina 9

Bioetanol egyes növényekből

Alapanyag Bioetanol (lit/ha)

Cukorrépa 3300

Csicsóka 4200

Kukorica 2100Burgonya 1900

Búza 1800

Pécs, 2005. szept. 21 Bioetanol, mikroturbina 10

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 11

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 12

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 13

Mikro turbina elektromos áram előállításra, hűtési, fűtési és melegvíz-készítési célra

Pécs, 2005. szept. 21 Bioetanol, mikroturbina 14

Mikroturbinák jellemzői

Az utóbbi néhány évben bioüzemanyaggal is működő 20-300 kW 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 15

A fejlesztés eredménye

Ma (2004) Egy-két éven belül

Üzemanyag elektromos árammá történő konverzió

30 % > 40%

Beruházási költség 900-1200 Euro/kW

< 500 Euro/kW

NOx emisszió Néhány 10 ppm

< 7 ppm

Pécs, 2005. szept. 21 Bioetanol, mikroturbina 16

Turbec T100-as mikroturbina (svéd)

Pécs, 2005. szept. 21 Bioetanol, mikroturbina 17

Turbec T100-as mikroturbina üvegházhoz

Pécs, 2005. szept. 21 Bioetanol, mikroturbina 18

Őszi búza optimális termőhelyei

Pécs, 2005. szept. 21 Bioetanol, mikroturbina 19

Kukorica optimális termőhelyei

Pécs, 2005. szept. 21 Bioetanol, mikroturbina 20

Stirling motoros rendszer

Pécs, 2005. szept. 21 Bioetanol, mikroturbina 21

Köszönöm a figyelmet