Что такое энергия биомассы?
Энергия биомассы - это использование органического материала для производства энергии. Биомасса - это просто органическое вещество – продукты и вещи, которые сделаны в природе - такие как древесина, трава и даже навоз.
Зерновые культуры, такие как сахарный тростник и кукуруза, также могут быть использованы для создания биотоплива. А поскольку растительная материя может быть возобновлена, то это возобновляемый источник энергии.
Когда была открыта энергия биомассы?
Технически, это было обнаружено еще в древние пещерные времена, когда люди поняли, что дерево может гореть.
Еще в 13-м веке исследователь Марко Поло отметил использование процессов биомассы для создания биотоплива , увидев, как китайцы используют закрытые резервуары для сточных вод для производства биогаза.
Между тем, в конце 1800-х годов Рудольф Дизель изобрел биотопливный двигатель, работающий на растительном масле. Это произошло еще до того, как дизельное топливо на нефтяной основе стало широко доступным.
Биотопливо в настоящее время играет важную роль в транспортной отрасли , где автомобили, автобусы и самолеты в значительной степени зависят от ископаемого топлива. Транспорт производит огромное количество парниковых газов, а биотопливо обладает потенциалом для уменьшения этого углеродного следа.
Каковы основные формы биомассы?
- Древесина и сельскохозяйственные продукты - бревна, щепа, кора и опилки составляют наибольшую долю энергии биомассы, которая в основном используется для выработки электроэнергии.
- Биодизель - изготовленный из растительного масла, животного жира и переработанной смазки. Биодизель может заменить обычный дизель в автомобилях, грузовиках и на судах. Это поможет уменьшить загрязнение от дизельных двигателей .
- Твердые отходы - 1 тонна мусора имеет столько же тепловой энергии, сколько 500 фунтов угля .
- Биоэтанол - это биотопливо на основе спирта производится ферментами и может использоваться в транспортных средствах.
- Свалочный газ и биогаз - сточные воды и сельскохозяйственные отходы помещаются в высокотемпературные варочные котлы, поэтому они быстрее гниют. Затем газ улавливается и используется в качестве топлива.
Как биомасса может генерировать электричество?
Биомасса может генерировать электричество несколькими способами, но наиболее распространенным является сжигание сельскохозяйственных отходов или древесных материалов для нагрева воды и производства пара, который вращает турбины.
На некоторых заводах по производству биомассы избыточный пар также может использоваться в производственных процессах на месте или для отопления , что повышает энергоэффективность производства электроэнергии из биомассы примерно до 80%.
Существуют также научные методы получения энергии из бтомассы, такие как анаэробное пищеварение, газификация и пиролиз . Главное, что нужно помнить, это то, что все эти методы ускоряют процесс разрушения, поэтому у нас остается биогаз или биомасло, которые используются в качестве топлива для выработки электроэнергии.
И есть даже способы выработки электричества непосредственно из того, что вы спускаете в унитаз . Органический материал в сточных водах содержит электроны, которые могут быть удалены ферментами и затем использованы в электрической цепи.
Достоинства энергии биомассы
- Отходы для людей и животных всегда доступны, так как мы всегда производим грязные вещи.
- Она не производит серу или ртуть и выделяет меньше азота, чем уголь.
- Это дешево. Никто не возьмет много денег за свой мусор
- Использование отходов для производства энергии уменьшает количество мусора, которое попадает на свалку.
- Любой может производить энергию из биомассы, уменьшая потребность в централизованной энергии.
- Биомасла могут также использоваться для производства пластмасс, лекарств и других потребительских товаров.
Недостатки энергии биомассы
- Энергетические культуры занимают землю, которую мы могли бы использовать для земледелия и жилья.
- Высвобождает CO2, который необходимо строго контролировать, чтобы он не превышал пределы.
- Выделяется неприятный запах и метановый газ.
- Существует риск обезлесения при неконтролируемом производстве биомассы.
- Массовое производство биомассы требует обширной, дорогостоящей инфраструктуры.
- Энергия биомассы отстает от энергии ископаемого топлива в области энергоэффективности.
Сколько энергии содержит биомасса?
Если вы забыли, то напомню, что энергия измеряется в джоулях. Если у вас есть помидор, поднимите его на 1 метр от земли. Нет пота, верно? Это было эквивалентно 1 Джоулю энергии.
Килограмм скошенной травы содержит около 4 миллионов джоулей , также известных как мегаджоули (МДж). Это немного больше электроэнергии, чем киловатт-час, используемый на розничном рынке энергоносителей.
А древесина, наиболее часто используемая биомасса, содержит около 15 МДж / кг . Но если он высохнет до того, как сгореть, он увеличится примерно до 18 МДж / кг.
Возврат к ископаемому топливу
Но если учесть уголь с энергосодержанием от 25 до 30 МДж / кг и сырую нефть с содержанием около 42 МДж / кг, становится ясно, что биомасса не так эффективна .
Биотопливо, такое как подсолнечное масло и касторовое масло, выглядит немного лучше по сравнению с бензином. Подсолнечное масло имеет энергетическое содержание 33 МДж на литр, а бензин в диапазоне от 32 до 35 МДж на литр.
Пища против топлива
Но если мы выращиваем зерно для биотоплива, как это повлияет на выращивание продовольствия? Это довольно большая дискуссия в мире биотоплива, так как некоторые утверждают, что это повлияет на наши способности обеспечить достаточным количеством пищи ддя потребностей человека.
Однако нет никаких дискуссий о том, насколько эффективны энергетические культуры, когда речь идет о землепользовании. Один урожай клещевины, высаженный на гектаре, дает 1413 литров касторового масла, что эквивалентно 1400 литрам бензина .
Подведем итоги, чтобы вы могли считать себя экспертом по биомассе.
1. Биомасса является органическим веществом и может сжигаться для выработки электроэнергии.
2. Биомасса является устойчивой, возобновляемой и является низкоуглеродистым вариантом получения энергии.
3. Древесные материалы являются наиболее часто используемой биомассой для производства электроэнергии.
4. Биотопливо, такое как и подсолнечное масло, может дать столько же энергии, сколько бензин.
