مترجم: آناهیتا خاقانی
منبع:راسخون
منبع:راسخون
پژوهش گسترده‌ای در زمینه بیومس یا زیست توده به گونه‌ای که بتوان آن را به عنوان یک فرم پایدار از انرژی تجدیدپذیر مورد استفاده قرار داد، در حال انجام است. در این‌جا حقایق جالبی درباره انرژی بیومس وجود دارد که به شما کمک خواهد کرد تا متوجه شوید که این انرژی، چه نوعی از انرژی است و ارتباطات زیست محیطی آن نیز چه می‌باشد.
حقایقی درمورد انرژی بیومس
آیا می‌دانستید؟
بیومس از زمان‌های اولیه که انسان برای پخت غذا و ایجاد گرما، چوب را می‌سوزاند، استفاده می‌شده است.فقط در آن زمان کسی آن را به عنوان "بیومس" نمی‌شناخت. جرم کلی مواد زیستی در واحدی از یک ناحیه مشخص، بیومس یا زیست توده نامیده می‌شود. این بدین معناست که حتی اگر گیاهان و حیوانات بزرگ و کوچک تنها برای چند ثانیه هم عمر کرده باشند، بیومس تشکیل می‌دهند. بیومس بر پایه کربن است و از دیگر مولکول‌های اکسیژن، نیتروژن و هیدروژن تشکیل شده است. این انرژی یک فرم از انرژی تجدیدپذیر است که همانند درختان و محصولات زراعی همیشه ایجاد می‌شود. منابع بیومسی که هم‌اکنون جهت تولید انرژی و گرما در واحدهای مقیاس بزرگ مورد استفاده قرار می‌گیرند، زیست توده جامد، بیوگاز، سوخت‌های زیستی و بیودیزل‌ها هستند.فرآیند زیست‌توده
گیاهان، غذایشان را توسط فرآیند فتوسنتز تولید می‌کنند. طی این فرآیند، آنها انرژی خورشید را به دام می‌اندازند و آن را به انرژی شیمیایی تبدیل می‌کنند. زمانی که حیوانات قسمت‌ها مختلف گیاهان را می‌خورند، این انرژی دریافت می‌کنند. این انرژی می‌تواند دراختیار انسان‌ها قرار گیرد و نیازهای انرژی آنها را برطرف سازد. هرچند که جستجو برای منابع انرژی تجدیدپذیر تنها از چندین دهه پیش آغاز شده است، انسان‌ها از همان ابتدا از این انرژی استفاده می‌کرده‌اند.چرخه بیومس
تبدیل انرژی بیومس
همان‌طور که بحث شد، بیومس اطراف ما را فرا گرفته است. با این حال، جهت تبدیل بیومس به انرژی، به صورتی که از آن بتوان جهت تولید نیرو در صنایع و یا حتی در خانه جهت گرمایش و پخت و پز استفاده کرد، باید آن را تحت فرآیند‌های شیمیایی قرار داد. سه راه برای تبدیل بیومس به انرژی و سپس استفاده از آن، وجود دارد.تبدیل حرارتی - این یکی از قدیمی‌ترین راه‌های تبدیل بیومس به انرژی است. در این مسیر، بیومس جهت تولید حرارت سوزانده می‌شود. از این انرژی می‌توان به طور مستقیم جهت اهداف گرمایشی، صنعتی و پخت و پز استفاده کرد.
تبدیل شیمیایی - در این روش، بیومس سوزانده نمی‌شود بلکه حرارت داده می‌شود و ماده به صورت گاز، جامد و مایع در می‌آید. با پردازش‌های بیشتر بیومس به متان و الکل نیز تبدیل می‌شود. متانی که تولید می شود جهت سوخت برای مولد‌های بخار، مورد استفاده قرار می‌گیرد.
تبدیل بیوشیمیایی - در این فرآیند، آنزیم‌ها، مخمر‌ها و باکتری‌ها به بیومس اضافه می‌شوند که این عوامل، فرآیند تخمیر را شروع می‌کنند و آن را به الکل تبدیل می‌کنند. زمانی که باکتری ها با بیومس واکنش می‌دهند، متان تولید می‌شود که این متان بعدا به عنوان سوخت مورد نیاز برای تولید نیرو و گرما مورد استفاده قرار می‌گیرد.
حقایقی جالب درمورد انرژی بیومس
بیومس می‌تواند هر چیز زنده یا هر چیزی که بر روی زمین زندگی کرده است، باشد. بیومس مواد آلی مختلفی مثل چمن، برگ‌های یک گیاه، چوب، براده‌های چوب، سبوس برنج، پوسته‌های بادام زمینی، فیبر نیشکر، پساب و غیره می‌باشد. این یک نوع از انرژی تجدید پذیر است و تولید مجدد آن مانند رشد گیاهان، سریع .
در واقع بیومس به عنوان یکی از منابع مهم آینده در نظر گرفته می‌شود. در حال حاضر، بیومس 14درصد از کل نیاز انرژی دنیا را تامین می‌کند و 14 درصد از آن تنها متعلق به آمریکا می‌باشد.
دانشمندان در حال تلاش برای یافتن راه‌های موثرتر جهت استفاده از انرژی بیومس هستند، چرا که بیومس نسبت به سوخت های فسیلی برای محیط زیست سودمندتر است. این انرژی کمک می‌کند تا تولید پسماند جهانی و خروج گاز‌های گلخانه‌ای، کاهش یابد.
از نظر شیمیایی، بیومس از پلیمرهای پیچیده‌ی کربن، هیدروژن و اکسیژن ساخته شده است. همچنین بیومس شامل مقادیر کمی از نیتروژن و مواد غیرآلی می‌باشد.
اگرچه که سوخت‌های غسیلی از بیومس‌های قدیمی تشکیل شده‌اند اما آنها شامل بیومس نمی‌شوند، چرا که اتم‌های کربن آنها مدت طولانی است که از چرخه کربن حذف شده‌اند.
تقریبا 10 درصد از انرژی مصرف شده در آمریکا از زباله می‌آید که پسماند جامد شهری یا MSW نامیده می‌شود. مواد بیوژن که محصول فعالیت موجود زنده می‌باشند مانند کاغذ، مقوا، بقایای مواد غذایی، زائدات حاصل از چمن زنی، برگ‌ها، اجناس چرمی و غیره منبع انرژی بیومس در MSW را تشکیل می‌دهند این بیومس جهت تولید برق مورد استفاده قرار می‌گیرد.
مطالعه بر روی ایجاد راه‌هایی که با استفاده از آنها بتوان بیومس گیاه را مانند پردازش نفت خام به قطعاتی تجزیه کرد که سپس بتوان از آن به طور جداگانه جهت تولید مواد سوختی، شیمیایی و دیگر محصولات استفاده کرد، ادامه دارد.
از بیومس می‌توان جهت ایجاد گاز غنی از انرژی به نام بیوگاز استفاده کرد. بیوگاز کاملا شبیه به گاز طبیعی است که ما در آشپزخانه از آن استفاده می‌کنیم.
شکل دیگری از سوخت وجود دارد که بیومس می‌تواند به آن تبدیل شود. ذرت و گندم را می‌توان به شکل اتانول که شبیه به بنزین است، تبدیل کرد. علاوه بر این، بیودیزل و متانول شکل‌های مایع دیگری از انرژی هستند.
اساسا منبع انرژی بیومس در مناطق روستایی یافت می‌شود. تولید آن نیازمند نیروی کاری زیادی است و از این رو می تواند برای اشتغال جمعیت شهری مناسب باشد.
جنگل‌ها یکی از مهم ترین منابع این انرژی می‌باشند. با این حال، انتقال چوب جنگل‌ها به منطقه تولید بیومس هزینه‌بر است. از نظر مالی، این انتقال تنها در صورتی که نیروگاه تولید کننده‌ی انرژی بیومس کمتر از 80 کیلومتر با جنگل فاصله داشته باشد، امکان پذیر می‌باشد.
از انرژی بیومس می‌توان جهت تولید برق، حرارت و بخار جهت عملیات پالایشگاهی استفاده کرد..
حقیقت سودمند دیگر در مورد انرژی بیومس این است که بیومس گزینه‌ای جهت تبدیل پسماند آلی جهت مصارف مفید را فراهم می‌کند. این موضوع به مدیریت پسماند مراکز شهری کمک می‌کند.
بیومس به دلیل این که از موجودات زنده منشا می‌گیرد، یکی از منابع پایان ناپذیر انرژی است. با این حال، حقایق انرژی بیومس مانند پردازش هزینه‌بر و این‌که سوزاندن اتانول ممکن است مقادیر دی اکسید نیتروژن را در اتمسفر افزایش دهد، از جمله اشکالات این شکل از انرژی تجدیدپذیر می‌باشند وگرنه پتانسیل بالایی دارند.
آیا سوخت‌های فسیلی باعث افزایش مقدار دی اکسید کربن اتمسفر می‌شوند؟
یکی از جوانب مثبت انرژی بیومس این است که به افزایش مقدار کربن دی اکسید محیط نمی‌انجامد. این موضوع به این خاطر است که بیومس از کربن دی اکسیدی که توسط گیاهان طی فرآیند فتوسنتز جذب می‌شود، تشکیل شده است و به محض این که سوزانده شود، در هوا منتشر می‌شود. پس چرا این طور به نظر می‌رسد که سوخت‌های فسیلی مقدار دی اکسید کربن اتمسفر را افزایش می‌هدند؟ خب، این بدین دلیل است که در حالی که سوخت‌های فسیلی دی اکسید کربنی را وارد اتمسفر می‌کنند که هزاران سال پیش حذف شده است، حذف یا افزودن دی اکسید کربن توسط بیومس در مدت زمان کوتاه‌تری صورت می‌گیرد. به همین خاطر، زمانی که از بیومس در مقایسه با سوزاندن سوخت‌های فسیلی استفاده می‌شود، مقدار کربن دی اکسید کمتری به محیط زیست وارد می‌شود.
/ج
