Układy produkcji paliw gazowych i płynnych
metodami konwersji biologicznej biomasy
(Biogazownia rolnicza, Biorafineria)

Blok Tematyczny służy opracowaniu nowatorskich technologii dedykowanej produkcji biomasy zielonej i lignocelulozowej, wykorzystaniu potencjału energetycznego frakcji organicznej odpadów przemysłu rolno-spożywczego oraz opracowaniu innowacyjnych technologii wytwarzania biopaliw.

Celem 4 Bloku tematycznego „Biogazownie rolnicze. Biorafineria.” koordynowanego przez UWM jest:

• opracowanie nowatorskiej technologii produkcji ślazowca pensylwańskiego z nasion pod kątem przydatności jako substratu w procesie fermentacyjnym produkcji biogazu,
• wykorzystanie potencjału energetycznego frakcji organicznej odpadów przemysłu rolno-spożywczego, w tym: wywaru gorzelnianego, odpadowej frakcji glicerynowej, koncentratu serwatkowego, gnojowicy, obornika oraz biomasy pozyskanej z upraw dedykowanych ślazowca pensylwańskiego, lucerny, kukurydzy i prosa oraz buraka pastewnego,
• optymalizacja parametrów konstrukcyjnych typoszeregu biogazowni z punktu widzenia bezpieczeństwa procesowego, wpływu na środowisko naturalne oraz różnej możliwości wykorzystania produktu gazowego w układach kogeneracyjnych (silnik spalinowy, ogniwo paliwowe),
• opracowanie technologii produkcji biomasy lignocelulozowej na użytkach rolnych o niskiej bonitacji gleb oraz uwarunkowania środowiskowe i ekonomiczne
• opracowanie metody otrzymywania bioetanolu z surowca lignocelulozowego oraz energetyczne wykorzystanie biopaliwa i pozostałości poprodukcyjnych
• opracowanie założeń systemowych funkcjonowania biorafinerii lignocelulozowej i biorafinerii oleju z alg; opracowanie ogniw technologicznych dla procesów konwersji biomasy do biopaliw II generacji w kontekście funkcjonalności agrokompleksu ekoenergetycznego z uwzględnieniem logistyki zaopatrzenia w biomasę, logistyki produkcji biopaliw oraz logistyki odzysku i wykorzystania pozostałości po procesach konwersji,
• opracowanie innowacyjnej technologii wytwarzania biopaliwa z biomasy glonów, w tym dostosowanie technologii produkcji biopaliwa do wolumenu produkowanych odpadów i potrzeb energetycznych przedsiębiorstwa rolno-spożywczego (głównie mleczarnie).

Pierwszoplanowym efektem realizacji prac będzie powstanie dokumentacji technicznej i instalacji demonstracyjnej do produkcji bioetanolu z masy lignocelulozowej. Proces pozyskiwania etanolu na drodze fermentacji zhydrolizowanego materiału lignocelulozowego jest skomplikowany, jednak stanowi niezwykle cenną alternatywę dla otrzymywania etanolu ze źródeł roślinnych, bogatych w cukry proste. Należy pokreślić, że najistotniejszym, gdyż najsłabiej poznanym etapem tego procesu jest obróbka wstępna masy lignocelulozowej oraz procesy biokonwersji tego materiału do cukrów prostych. Ważna jest także ocena potencjału energetycznego biomasy rolniczej dla potrzeb biorafinerii i ocena uwarunkowań środowiskowych (LCA), socjoekonomicznych i prawnych funkcjonowania biorafinerii lignocelulozowej.

Proponuje się opracowanie procesu technologicznego, sporządzenie dokumentacji technicznej dla biorafinerii - układu produkcji bioetanolu z masy lignocelulozowej. Założenia technologiczne:

• wydajność biorafinerii – 25 l etanolu dziennie,
• dzienna podaż surowca – 200 kg suchej masy surowca lignocelulozowego,
• zabezpieczenie areału (grunty marginalne) produkcji biomasy – 15 ha,
• potencjalna lokalizacja – gospodarstwo Kocibórz (należące do ZBD Łężany) – instalacja byłaby komplementarna względem budowanych tam instalacji biopaliwowych i ekoenergetycznych – biorafinerii estrów (Kocibórz) oraz termozgazowarki (Łężany),
• pozostałości po produkcji etanolu (głównie lignina) zostaną wykorzystane jako paliwo w jednostce CHP. Energia cieplna i elektryczna będą wykorzystane w procesie technologicznym, a nadwyżka energii elektrycznej zostanie włączona do sieci energetycznej.

Zakładamy, że docelowo biorafineria produkowałaby ok. 500 litrów etanolu dziennie, na co potrzeba ok. 2.5 ton suchej masy biomasy lignocelulozowej co oznacza, że należałoby zabezpieczyć dostawy dzienne z ok. 0.25 ha na glebach marginalnych lub ok. 0.15 ha dobrych gruntów. Zatem w skali roku należałoby zabezpieczyć dostawy z ok. 80-100 ha. Zakładamy, że o potencjalnych kosztach w warunkach Polski będziemy mogli mówić po pierwszych udanych próbach pozyskania etanolu.

Taka biorafineria byłaby pierwszą tego typu w Polsce.

---

Przejdź do Bloku:

1

2

3

4

5

6

7

8

Energa SA

Instytut Chemicznej
Przeróbki Węgla w Zabrzu

Instytut Energetyki

Politechnika Gdańska

Politechnika Krakowska

Politechnika Śląska w Gliwicach

SYNGAZ sp. z o.o.

Uniwersytet
Warmińsko-Mazurski
w Olsztynie