انرژی زیست توده

مقدمه:

منابع اصلی زیست توده شامل زائدات کشاورزی، فضولات دامی، پسماندهای شهری و فاضلاب ها می باشد. قبل از آنکه هر ماده زیست توده برای تأمین انرژی مورد استفاده قرار گیرد، باید پردازش شود. برای تبدیل این مواد به منابع تجاری، انرژی لازم است تا فرآیندهای تبدیل روی آنها انجام گیرد. فرآیند تبدیل م یتواند شکل مناسبتری از سوخت (جامد، مایع و گاز) را برای مصرف نهایی ایجاد نماید. فن آوریهای مختلفی برای این تبدیل وجود دارد که یکی از کاربردی ترین این روشها، فن آوری هضم بیهوازی م یباشد. استفاده از زیست توده بعنوان یک منبع انرژی نه تنها دلایل اقتصادی (جائیکه سوخت به آسانی و با قیمت ارزان در دسترس است)، بلکه بدلایل توسعه اقتصادی و زیست محیطی نیز جذاب م یباشد. سیستم هایی که زیست توده را به انرژی قابل مصرف تبدیل می¬کنند، می¬توانند در ظرفیتهای کوچک بصورت کارآیی عمل نمایند. با توجه به عوامل اقتصادی و اجتماعی ، یک مسئله جدی که در اینجا وجود دارد، موضوع زیاده روی در مصرف و کمبود تولید زیست توده بمنظور انرژی در چند کشور پیشرفته جهان است. در سال 1987 تقریباً 13 تا 14 درصد از انرژی اولیه جهان از طریق زیست توده تأمین می گردید.

تعریف زیست توده:

زیست توده اصطلاحی در زمینه انرژی است که برای توصیف یک رشته از محصولات که از فتوسنتز بدست می آیند، بکار می رود. هر سال از طریق فتوسنتز، معادل چندین برابر مصرف سالانه جهانی انرژی، انرژی خورشیدی در برگها، تنه و شاخ ههای درختان ذخیره می شود.
بنابراین، در میان انواع منابع انرژی تجدیدپذیر، زیست توده از جهت ذخیره انرژی خورشیدی منحصر به فرد است. به علاوه تنها منبع تجدید پذیر کربن می باشد که می تواند به طور مستقیم و یا بعد از تبدیلاتی به سوختهای مفید تغییر یابد. فرآیند تبدیل زیست توده به قدمت اولین آتشی است که انسانها بوسیله چوب ایجاد نمودند و مانند هر چیز قدیمی که می تواند جدید شود، این فرآیند ها نیز پیشرفت کرده و جدید شدند. فرآیندهای تبدیل می تواند فیزیکی (برای مثال، خشک کردن، کاهش اندازه یا متراکم کردن)، حرارتی (مانند زغالی کردن) یا شیمیایی (مانند) تولید بیوگاز) باشد. محصول نهایی فرآیند تبدیل ممکن است یک سوخت جامد، مایع یا گازی باشد، این انعطاف در انتخاب شکل فیزیکی سوخت، یکی از مزایای منابع زیست توده بر دیگر منابع انرژی های تجدیدپذیر است.

منابع زیست توده:

طیف وسیعی از مواد را شامل می¬شوند این مواد شامل:
– زائدات کشاورزی و جنگلی،
– پسماندهای جامد و زباله های شهری،
– فاضلابهای شهری و صنعتی،
– فضولات دامی
– محصولات انرژی زا
بیوماس بیشتر به شکل چوب، قدیمی ترین شکل انرژی برای بشر است که بعنوان سوخت در مصارف خانگی و صنعتی مورد استفاده قرار می گرفته است. در ابتدا، استفاده سنتی از طریق احتراق مستقیم، فرآیندی که هنوز هم بصورت گسترده در قسمتهای مختلفی از جهان بکار می¬رود، مورد استفاده بوده است. بیوماس بعنوان یک منبع انرژی متفرق، کاربر و زمین بر توصیف می شود.
توسعه منابع جدید متمرکزتر و راحت تر انرژی منجر به جانشین این منابع به جای انرژی بیوماس شده است. با اینکه تعدادی از کشورهای پیشرفته از مقادیر قابل توجهی انرژی بیوماس استفاده می کنند. مثلاً فنلاند 15 درصد، سوئد 9 درصد، آمریکا 4 درصد و روسیه 3 تا 4 درصد، ولی در حال حاضر سهم بیوماس در تأمین انرژی اولیه برای کشورهای صنعتی بیش از 3 درصد نیست.
میزان نشر مواد آلاینده ناشی از احتراق بیوماس، معمولاً کمتر از سوختهای فسیلی است. بعلاوه، استفاده و بهره برداری تجاری از بیوماس، می¬تواند مشکلات مربوط به انهدام زبال هها در سایر صنایع از جمله جنگلداری و تولیدات چوب، فرآوری مواد غذایی و بخصوص پسماندهای جامد شهری در مراکز شهری را حذف و یا کاهش دهد.

دسته بندی زیست توده از دیدگاه منابع تولید:

منابع زیست توده براساس مقادیر کافی برای مصارف تجاری، قابلیت برآورده کردن نیازها و قابل دسترس بودن در تمامی مناطق انتخاب و رده بندی می شوند. با در نظر گرفتن ماهیت مطالعات و معیارهای بالا منابع مختلف زیست توده از این مطالعات استخراج می¬شود. ده منبع زیست توده از آنالیزها بدست آمده که در این قسمت ذکر شده است.
ضایعات آسیاب: این زائدات در مرحلۀ اولیه و ثانویه تولید محصولات جنگلی بدست می¬آید. زائدات آسیاب (نرم و زبر) معمولاً شامل چیپس چوب – مواد حاصل از هرس کردن و اصلاح کردن خاک اره تکه های پوست درختان – تکه های چوب روکش مبل و ضایعات الک کردن تفاله کاغذ.
2) کود حیوانی: این ضایعات به عنوان کود خشک قابل جمع آوری احشامی که از شیر و گوشتشان استفاده می شود تعریف شده اند. مانند خوک، گاو، گوسفند، مرغ و خروس.
3) پسماند محصولات: پس از محاسبه مقداری که لازم است در زمین باقی بماند تا مانع فرسایش خاک در برابر عوامل طبیعی شود، این قسمت شامل تفاله قابل جمع¬آوری از زمینهای کشاورزی می¬باشد.
4) پسماند عمل آوری محصولات کشاورزی: این بخش شامل تفاله¬ای می¬باشد که در روند عمل¬آوری محصولات اولیه و خام کشاورزی تولید می¬شود. بدست آوردن اطلاعات کامل در مورد این شاخه مشکل می¬باشد. هر چند سهم پسماند محصولات کشاورزی نسبت به کل، حدود 1 تا 2 درصد می¬باشد. مقدار این پسماند حدود 8 تا 15 درصد کل پسماند محصولات می¬باشد.
5) ضایعات جنگل: شامل پسماند کندۀ درخت و سایر مواد قابل بازیافت است که از احداث جنگل باقی می¬ماند. باقیمان ده کنده درختان شامل تکه های بریده شدۀ درختان می باشد که در جنگل بلااستفاده رها شده است.
6) MSW : شامل پسماندهای جامد شهری می¬باشد که از چرخه بازیافت و کمپوست بدست می آید (به جز چوب).
7) MSW Wood شامل انواع متداول چوب می¬باشد که در زباله¬های خانگی صنعتی و اداری یافت می¬شود.
8) لجن فاضلاب شهری.
9) پسماندهای چوبی صنعتی.
10 ) نخاله¬های ساختمانی حاصل از ساخت و تخریب شهری.