WikiSysop: bnz

2022-04-28T11:38:07Z

bnz

←Starija inačica		Inačica od 28. travanj 2022. u 11:38
Redak 1:		Redak 1:
	~~<!--'''Biorafinerija'''-->~~[[Datoteka:Visiting the Alpena Biorefinery (7314355730).jpg\|mini\|Biorafinerija Alpena]]		[[Datoteka:Visiting the Alpena Biorefinery (7314355730).jpg\|mini\|Biorafinerija Alpena]]
	'''Biorafinerija''' je postrojenje u kojem procesima pretvorbe i prerade [[Biomasa\|biomase]] dobivamo različite proizvode kao što su goriva, [[energija]], [[toplina]], [[Materijal\|materijali]] i [[kemikalije]].<ref name=":0">{{Citiranje časopisa\|author=Migić, Josip\|title=Biorafinerije-klasifikacija i potencijal proizvodnje ovisno o tipu sirovine\|url=https://www.bib.irb.hr/902992\|date=2017-11-03\|accessdate=2018-11-26}}</ref> Budući da je biomasa obnovljiva i ugljično neutralna, biorafinerije su jedno od potencijalnih rješenja koja mogu pomoći pri ublažavanju [[Klimatske promjene\|klimatskih promjena]] i ispunjavanju naizgled neograničene potražnje za energijom, gorivom, kemikalijama i materijalima. <ref>{{Citiranje časopisa\|title=(PDF) Biorefinery: Concepts, Current Status, and Development Trends\|url=https://www.researchgate.net/publication/270276225_Biorefinery_Concepts_Current_Status_and_Development_Trends\|accessdate=2018-12-01}}</ref>		'''Biorafinerija''' je postrojenje u kojem procesima pretvorbe i prerade [[Biomasa\|biomase]] dobivamo različite proizvode kao što su goriva, [[energija]], [[toplina]], [[Materijal\|materijali]] i [[kemikalije]].<ref name=":0">{{Citiranje časopisa\|author=Migić, Josip\|title=Biorafinerije-klasifikacija i potencijal proizvodnje ovisno o tipu sirovine\|url=https://www.bib.irb.hr/902992\|date=2017-11-03\|accessdate=2018-11-26}}</ref> Budući da je biomasa obnovljiva i ugljično neutralna, biorafinerije su jedno od potencijalnih rješenja koja mogu pomoći pri ublažavanju [[Klimatske promjene\|klimatskih promjena]] i ispunjavanju naizgled neograničene potražnje za energijom, gorivom, kemikalijama i materijalima. <ref>{{Citiranje časopisa\|title=(PDF) Biorefinery: Concepts, Current Status, and Development Trends\|url=https://www.researchgate.net/publication/270276225_Biorefinery_Concepts_Current_Status_and_Development_Trends\|accessdate=2018-12-01}}</ref>

WikiSysop: Bot: Automatski unos stranica

2021-11-02T05:32:53Z

Bot: Automatski unos stranica

Nova stranica

[[Datoteka:Visiting the Alpena Biorefinery (7314355730).jpg|mini|Biorafinerija Alpena]]
'''Biorafinerija''' je postrojenje u kojem procesima pretvorbe i prerade [[Biomasa|biomase]] dobivamo različite proizvode kao što su goriva, [[energija]], [[toplina]], [[Materijal|materijali]] i [[kemikalije]].<ref name=":0">{{Citiranje časopisa|author=Migić, Josip|title=Biorafinerije-klasifikacija i potencijal proizvodnje ovisno o tipu sirovine|url=https://www.bib.irb.hr/902992|date=2017-11-03|accessdate=2018-11-26}}</ref> Budući da je biomasa obnovljiva i ugljično neutralna, biorafinerije su jedno od potencijalnih rješenja koja mogu pomoći pri ublažavanju [[Klimatske promjene|klimatskih promjena]] i ispunjavanju naizgled neograničene potražnje za energijom, gorivom, kemikalijama i materijalima. <ref>{{Citiranje časopisa|title=(PDF) Biorefinery: Concepts, Current Status, and Development Trends|url=https://www.researchgate.net/publication/270276225_Biorefinery_Concepts_Current_Status_and_Development_Trends|accessdate=2018-12-01}}</ref>

== Princip rada biorafinerije ==
[[Datoteka:Analogija između biorafinerije i naftne rafinerije.png|mini|250x250px|Analogija između biorafinerije i naftne rafinerije]]
Koncept biorafinerije je analogan današnjim [[Naftna rafinerija|naftnim rafinerijama]] koje proizvode dobivaju iz [[Fosilna goriva|fosilnih goriva]]. Proizvodnjom više proizvoda, biorafinerije koriste prednosti različitih komponenti biomase pa njihovom preradom dolazi do maksimalne iskoristivosti vrijednosti biomase. Nusproizvodi i otpad iz jednog proizvodnog procesa koriste se kao ulazni tok u drugim proizvodnim procesima ili za dobivanje energije. Na taj način, biorafinerije mogu doprinijeti načelima "društva bez otpada". Biorafinerije mogu proizvoditi od visoko vrijednih kemikalija i sirovina za [[Farmacija|farmaceutiku]], do tekućih transportnih goriva kao što su [[biodizel]] i [[bioetanol]]. Uz to, biorafinerije istovremeno proizvode toplinsku i električnu energiju koristeći [[Kogeneracija|CHP tehnologiju]] (engl. co-generation or combined heat and power), za podmirenje vlastitih energetskih potreba ili za prodaju lokalnoj [[distribucijskoj mreži]].<ref name=":0" /> Kruta biomasa se rascjepa i potom rafinira u [[biogoriva]]. Ima nekoliko načina da se to učini, a neki od njih su pomoću [[Enzim|enzima]] koji biomasu razgrade u tekući [[Šećeri|šećer]] koji zatim mikroorganizmi poput [[Kvasac|kvasca]] fermentiraju u [[obnovljiva goriva]], ili ekstremnom toplinom koja rascjepi biomasu, pa oduzimanjem [[Kisik|kisika]] iz mješavine započne razgradnja biomase u bio-sirovo ulje koje se dalje može preraditi u biogorivo.<ref>{{Citiranje časopisa|title=Energy 101: Biofuels|url=https://www.energy.gov/eere/videos/energy-101-biofuels|accessdate=2018-12-01}}</ref>

[[Datoteka:Maksimalno iskorištenje biomase.png|središte|okvir|Maksimalno iskorištenje biomase]]

== Sirovine korištene u biorafineriji ==
Biomasa, koju čine proizvodi biljnog i životinjskog podrijetla, jest osnovna [[Sirovine|sirovina]] u biorafinerijama. To može biti drvna biomasa, nedrvna uzgojena biomasa (brzorastuće alge i trave), ostaci i otpaci iz poljoprivrede, životinjski otpad i ostaci te biomasa iz otpada. Najveći potencijal za biorafiniranje pokazuje lignocelulozna biomasa poljoprivrednog podrijetla, zbog svoje niske cijene, velike produkcije, dostupnosti i naravno njene obnovljivosti.<ref>{{Citiranje časopisa|author=Migić, Josip|title=Biorafinerije-klasifikacija i potencijal proizvodnje ovisno o tipu sirovine|url=https://www.bib.irb.hr/902992|date=2017-11-03|accessdate=2018-11-28}}</ref> Potrošnja energije proizvedene iz primarne biomase u svijetu 2015. godine je bila 3815530 TJ<ref>{{Citiranje časopisa|title=PRIMARNA ENERGIJA - Enerpedia|url=http://powerlab.fsb.hr/enerpedia/index.php?title=PRIMARNA_ENERGIJA#Biomasa|accessdate=2018-12-01}}</ref>, a proizvodnja je dana u tablici niže.
{| class="wikitable"
|+Tablica 1: Proizvodnja energije iz primarne biomase - Svijet - 2015.<ref>{{Citiranje časopisa|title=PRIMARNA ENERGIJA - Enerpedia|url=http://powerlab.fsb.hr/enerpedia/index.php?title=PRIMARNA_ENERGIJA#Biomasa|accessdate=2018-11-26}}</ref>
!
!Proizvodnja energije iz primarne biomase
|-
|Jedinica
|GWh
|-
|'''Proizvodnja električne energije'''
|343711
|-
|Jedinica
|TJ
|-
|'''Proizvodnja toplinske energije'''
|498795
|}
=== Klasifikacija biorafinerija po korištenim sirovinama ===
{| class="wikitable"
|+
Tablica 3: Klasifikacija biorafinerija po korištenim sirovinama<ref>{{Citiranje časopisa|title=Biorefinery {{!}} ClimateTechWiki|url=http://www.climatetechwiki.org/technology/bioref|accessdate=2018-11-26}}</ref>
!Koncept
!Tip sirovine
!Korištene tehnologije
!Faza razvoja
|-
|Zelene biorafinerije (GBR)
|vlažna biomasa: zelene [[trave]] i [[Usjev|usjevi,]] poput
lucerne i [[Djetelina|djeteline]]
|prešanje, frakcioniranje, odvajanje, probavljanje
|Pilot postrojenje (i R&D)
|-
|Biorafinerije koje koriste cijeli usjev (WCBR)
|cijeli usjev (uključujući [[Slama|slamu]]), žitarice kao što
su pšenica i kukuruz
|suho ili vlažno mljevenje, biokemijska pretvorba
|Pilot postrojenje (i Demo)
|-
|Biorafinerije s lignoceluloznom biomasom (LCFBR)
|biomasa bogata lignocelulozom npr. slama,
[[Drvo (materijal)|drvo]]
|predtretman, kemijska i enzimska [[hidroliza]],
[[fermentacija]], odvajanje
|R&D/Pilot postrojenje (EC),
Demo postrojenje (US)
|-
|Termokemijske biorafinerije
|svi tipovi biomase
|termokemijska pretvorba, [[rasplinjavanje]], HTU,
odvajanje proizvoda, katalitička sinteza
|Pilot postrojenje (R&D i
Demo)
|-
|Biorafinerije s konceptom 2 platforme
|svi tipovi biomase
|kombinacija šećerne platforme (biokemijska
konverzija) i synga platforme (termokemijska

konverzija)
|Pilot postrojenje
|-
|Morske biorafinerije
|morska biomasa: [[mikroalge]] i [[makroalge]]
|razdvajanje stanica, ekstrakcija proizvoda i
odvajanje
|R&D (i Pilot postrojenje)
|}
[[Datoteka:Chopos para biomasa.JPG|lijevo|mini|Poljoprivredni usjevi nam mogu koristiti kao sirovina u biorafinerijama]]

== Biorafinacija ==

Uz pojam biorafinerije vežemo i pojam [[bioobrade]] (biorafinacije) koja obuhvaća glavne kemikalije na bioosnovi koje potencijalno mogu biti proizvedene uz sekundarne nosioce energije u integriranim biorafinerijskim postrojenjima. Biorafinacija, tj. održiva prerada biomase u cijeli niz proizvoda na bioosnovi (kemikalije, materijali) i transformacija u bioenergiju (goriva, električna energija, toplina) smatra se optimalnom strategijom za održivu pretvorbu biomase u niz produkata koji će dalje činiti osnovu buduće [[Ekonomija|ekonomije]] na bioosnovama. Kada je riječ o biorafinerijskim sustavima na temelju biomase podrazumijeva se da se u taj sustav prenose postupci i principi koji su danas prisutni u petrokemijskoj proizvodnji. Sirova biomasa se mehanički razdvaja za daljnju kemijsku pretvorbu u druge proizvode različitim metodama koje mogu biti biotehnološke, termokemijske ili toplinske. Uz već poprilično poznatu proizvodnju različitih biogoriva, moguće je proizvesti i cijeli spektar kemikalija od kojih su neke od najznačajnijih: [[metanol]], [[mravlja kiselina]], [[metan]], [[etilen]], etil-acetat, [[etanol]] itd.<ref>{{Citiranje weba|url=https://hrcak.srce.hr/file/141410|title=Nova strategija održive bioekonomije za Europu|author=Elvira Vidović|date=|work=|language=|publisher=|accessdate=26. studenog 2018.}}</ref>

== Prednosti biorafinerija ==
Biorafinerije pomažu u iskorištavanju optimalnog energetskog potencijala [[Organski otpad|organskog otpada]] i također rješavaju problem upravljanja otpadom i emisija [[Staklenički plinovi|stakleničkih plinova]]. Postupci predtretmana uključenih u biorafiniranje proizvode [[Celuloza|celulozu]], otapala, [[smola|smole]], [[aktivni ugljen]] itd. koji općenito ostanu neiskorišteni u tradicionalnim procesima. Prikladnost ovog procesa je dodatno pojačana činjenicom da se mogu koristiti razni resursi biomase, bilo životinjskog ili biljnog podrijetla.

<ref>{{Citiranje novina|title=The Concept of Biorefinery|url=https://www.bioenergyconsult.com/biorefinery/|work=BioEnergy Consult|date=2018-05-30|accessdate=2018-11-26|language=en-US}}</ref>[[Datoteka:Organic waste - Déchets organiques (3267239830).jpg|lijevo|mini|Organski otpad može se koristiti u biorafinerijama što bi smanjilo problem upravljanja otpadom]]

== Budućnost biorafinerija ==
Koncept biorafinerija je još u ranoj fazi u većini svijeta. Problemi poput dostupnosti sirovina, izvedivosti u lancu nabave proizvoda te skalabilnost modela ometaju razvoj na komercijalnoj razini. Nacionalni laboratorij za obnovljive izvore energije (NREL) predvodi istraživanja o biorafinerijama s velikim otkrićima i izumima na putu. Premda se tehnologija još razvija, ona je ključna za optimalno iskorištavanje [[Otpad|otpada]] i [[Prirodni resursi|prirodnih resursa.]] Zadaća je vlada i korporativnog sektora da potiču ili financiraju istraživanja i razvoj ovog vrlo obećavajućeg polja.<ref>{{Citiranje novina|title=The Concept of Biorefinery|url=https://www.bioenergyconsult.com/biorefinery/|work=BioEnergy Consult|date=2018-05-30|accessdate=2018-11-26|language=en-US}}</ref>

=== Biorafinerije u Europi ===
Biorafinerije u Europi su biorafinerije koje kao sirovine koriste uglavnom [[žitarice]], cijele usjeve, zelenu biomasu, lignoceluloznu biomasu te mješavine navedenog. Većina biorafinerija se nalazi u [[Zapadna Europa|Zapadnoj Europi]] (njih 23), zatim u [[Sjeverna Europa|Sjevernoj Europi]] (njih 8) te u [[Južna Europa|Južnoj Europi]] (3). oko 75% biorafinerija nalazi se na unutar područja sjeverne [[Francuska|RA]], [[Njemačka|Njemačke]], [[Danska|Danske]], [[Belgija|Belgije]], [[Nizozemska|Nizozemske]] i [[Velika Britanija (otok)|Velike Britanije]]. Tih 6 zemalja posjeduju raznolike prikladne sirovine i razvijenu [[Petrokemijska industrija|petrokemijsku industriju]].

=== Biorafinerije u SAD-u ===
[[Sjedinjene Američke Države|SAD]] je vodeća zemlja u promicanju razvoja biorafinerija. Američka biorafinerijska inicijativa je uspostavljena u brojnim predsjedničkim direktivama i zakonima. Postoje 4 agencije koje podupiru i daju najveći dio sredstava za istraživanje i razvoj biorafinerija: Ministarstvo energetike SAD-a (DOE), Nacionalna zaklada za znanost (NSF), Ministarstvo poljoprivrede SAD-a (USDA) te Nacionalni institut javnog zdravlja (NIH). DOE radi u partnerstvu s industrijom kako bi razvio, izgradio i upravljao integriranim biorafinerijama na različitim razinama (Pilot, Demo, komercijalne).

=== Razvojni trendovi biorafinerija ===

Novi koncepti biorafinerija uključuju proizvodnju šireg raspona materijala i kemikalija iz bogate raznolikosti biomase. Tehnički izazovi koje treba savladati kako bi se doprinijelo boljem razvoju biorafinerija su pokrivanje prinosa sirovina, napredne tehnologije za korištenje [[Lignin|lignina]], poboljšanja enzima, tvorba [[Mikroorganizmi|mikroorganizama]] te prerada i [[logistika]].<blockquote></blockquote><blockquote>'''''Prinos sirovine i sastav biomase''':'' Od ključne je važnosti poboljšati prinos sirovina i sastav biomase za optimalnu konverziju. To uključuje biljnu genomiku, uzgojne programe i kemijsko inženjerstvo poželjnih osobina. Što je sirovina robusnija, to je sigurnija i ekonomičnija dostupnost sirovine tijekom godine.</blockquote><blockquote>'''''Napredne tehnologije za korištenje lignina''':'' Ligninski otpad je glavni ostatak od biogoriva, budući da lignin čini do 30% težine i 40% energetske vrijednosti biomase. Do danas se ovaj lignin iskorištavao izgaranjem kako bi se stvorila energija za biljke. Zbog svoje kemijske strukture, fenolnog hetero-polimera, može se pretvoriti u proizvode s dodanom vrijednošću, kao što su ugljikov dioksid, adhezivi, fenolna smola, aromati itd. kao korisni materijale i kemikalije u mnogim industrijama. Tehnologije za proizvodnju tih proizvoda iz lignina se istražuju, a ispitivanje je provedeno u nekim istraživačkim institucijama. Napredna poboljšanja u tim tehnologijama neizbježna su za uspjeh biorafinerijske industrije.</blockquote><blockquote>'''''Poboljšanje enzima''':'' Treba proizvesti učinkovitije i robusnije enzime, osobito za konverziju lignoceluloznog materijala iz raznih sirovina kao što su pšenična slama, riža, i drvena biomasa. Osim toga, upotreba većeg dijela biomase zahtijevat će nove postupke koji omogućuju pretvorbu materijala koja će dovesti do maksimalnog iskorištavanja njegove vrijednosti.</blockquote><blockquote>'''''Tvorba mikroorganizama''':'' Jedan od problema je potreba za razvojem tvornice mikroorganizama koji proizvode željeni proizvod s visokim prinosom i visokom produktivnošću. Nove heterogene tehnologije katalize su također potrebne za pretvaranje kemijskih međuprodukata u komercijalni proizvod.</blockquote><blockquote>'''''Obrada i logistika''':'' Druga skupina tehničkih izazova odnosi se na optimizaciju prerade sirovina i logistike. To uključuje niz različitih područja kao što je razvijanje tehnika spajanja koje omogućuju transport niske cijene sirovina niske gustoće, uspostavljanje tehnika očuvanja za kontrolu fizikalnih i kemijskih modaliteta biomase prije pretvorbe (sakupljanje, skladištenje, transport), i uspostavljanje distribucijske mreže proizvoda koji mogu koristiti postojeću infrastrukturu npr. pomoću naftovoda ili nadogradnje benzinskih postaja kako bi se omogućila distribucija većeg dijela biogoriva.<ref>{{Citiranje časopisa|title=(PDF) Biorefinery: Concepts, Current Status, and Development Trends|url=https://www.researchgate.net/publication/270276225_Biorefinery_Concepts_Current_Status_and_Development_Trends|accessdate=2018-11-28}}</ref></blockquote>

== Bakterije za biorafiniranje ==
Američka genetička tvrtka Glycos Biotechnologies (GlycosBio), vodeća u [[Metabolički inženjering|metaboličkom inženjeringu]] i tvrtka Eureka Genomics, vodeća u analizi genskih podataka, sekvencionirale su [[genom]] bakterija koje mogu povećati prinose [[Etanol|etanola]] iz [[Kukuruz|kukuruza]] i koje će poduprijeti rast biorafinerijske industrije za nove generacije [[goriva]]. Novi bakterijski soj bi mogao povećati prinose etanola za 5 - 7,5 %, uz planiranu cijenu oko 1 - 1,25 USD/gal. GlycosBio planira komercijalizirati seriju mikrobioloških sojeva koji bi proizvodili različite visoko vrijedne biokemikalije iz raznolikih sirovina poput [[Celuloza|celuloze]], [[Alge|algi]] i drugih obnovljivih sirovina koje tradicionalno imaju vrlo nisku financijsku vrijednost.<ref>{{Citiranje weba|url=http://www.energetika-net.com/vijesti/obnovljivi-izvori-energije/bakterije-za-biorafinerije-6145?fbclid=IwAR36NMZFdbjAh94V51yyoajTRv6xRZe-z8kRoZmoy-MqCikpXSDNdUj7Xsk|title=Bakterije za biorafiniranje|author=|date=|work=|language=|publisher=|accessdate=26. studenog 2018.}}</ref>

== [[CCS]] (Carbon Capture and Storage) i biorafinerije ==
Kako bi se smanjila emisija ugljikovog dioksida u atmosferu, [[Ugljikov(IV) oksid|ugljikov dioksid]] iz [[Dimni plinovi|dimnih plinova]] se može zarobiti u apsorpcijskom mediju te se pohraniti u posebnu posudu, gdje se pod visokim [[Tlak|tlakom]] prevozi na off-shore ili on-shore skladišta. Ovo može doprinijeti budućnosti biorafinerija u vidu smanjenja emisije, ili čak negativne emisije ugljikovog dioksida.<ref>{{Citiranje weba|url=http://publications.lib.chalmers.se/records/fulltext/185710/local_185710.pdf|title=What is a biorefenery?|author=|date=|work=|language=|publisher=|accessdate=26. studenog 2018.}}</ref>

== Izvori ==
{{izvori}}

[[Kategorija:Obnovljiva energija]]

Biorafinerija - Povijest promjena

WikiSysop: bnz

WikiSysop: Bot: Automatski unos stranica