انرژی زیست توده چیست؟

انرژی زیست توده (Biomass) یک منبع انرژی تجدیدپذیر است که از مواد آلی مانند ضایعات مواد غذایی، مواد بلا استفاده در صنایع کشاورزی و جنگل ها برای تولید برق یا سوخت های مورد نیاز انتقال استفاده می کند. این منبع انرژی تجدید پذیر جایگزین قابل اعتمادی برای سوخت های فسیلی است. به طور کلی ضایعاتی که منشا زیستی داشته باشند را زیست توده مینامند.

چند منبع مختلف برای سوخت زیست توده وجود دارد:

• چوب
• محصولات انرژی زا
• بقایای کشاورزی
• جلبک های غنی از روغن
• اجزای آلی پسماندهای جامد صنعتی و شهری

این منبع انرژی تجدید پذیر جایگزین قابل اعتمادی برای سوخت های فسیلی است، اما بسیار گران است و دارای معایبی دیگر است. بیایید نگاهی دقیق تر به مزایا و معایب انرژی زیست توده بیندازیم.

مزایا و معایب انرژی زیست توده چیست؟

هنگام بررسی منابع انرژی تجدیدپذیر، مهم است که به تمام مزایا و معایب آنها توجه کنید. جدول زیر برخی از بزرگترین مزایا و معایب انرژی زیست توده را نشان می دهد:

مزایا

• منبع انرژی تجدید پذیر
• پایدار
• قابلیت کاهش ضایعات
• تجدیدپذیر
• دارای کربن خنثی

معایب

• قیمت بالا
• نیاز به فضای کافی
• عامل انتشار گازهای گلخانه ای 
• دارای اثرات زیست محیطی (محدود)

مزایای انرژی زیست توده

انرژی زیست توده یک منبع قابل تجدید و قابل اعتماد است که می تواند به کاهش ضایعات در سراسر جهان کمک کند. بیایید تمام مزایای انرژی زیست توده را بررسی کنیم.

انرژی زیست توده یک منبع تجدید پذیر است

انرژی زیست توده یک منبع تجدیدپذیر است، به این معنی که با استفاده از آن کاهش نمی یابد. به عنوان مثال، استفاده از انرژی خورشیدی باعث نمی‌شود که خورشید بیشتر بدرخشد، و استفاده از انرژی باد باعث کاهش باد نمی‌شود. انرژی زیست توده بیشتر با سوزاندن مواد آلی مشتق شده از گیاهان و حیوانات به کار گرفته می شود. از آنجایی که عرضه زیست توده می تواند در طول عمر انسان بازسازی شود، منبعی تجدیدپذیر در نظر گرفته می شود.

منبع انرژی تجدید پذیر

بر خلاف انرژی خورشیدی و بادی که به آب و هوا بستگی دارند، انرژی زیست توده منبع قابل اعتمادی است که می تواند هر زمان که نیاز باشد برق تولید کند. تا زمانی که مواد زیست توده در دسترس باشد، نیروگاه‌های انرژی زیستی می‌توانند در هر زمان برای پاسخگویی به تقاضا برق تولید کنند.

قابلیت کاهش ضایعات

زباله های جامد شهری که به زباله نیز معروف هستند، می توانند انرژی قابل استفاده تولید کنند. زباله‌های دور ریخته شده از محل‌های دفن زباله خارج می‌شوند و در کارخانه‌های زیست توده تبدیل زباله به انرژی پردازش می‌شوند که به کاهش زباله کمک می‌کند.  موادی از جمله کاغذ، مقوا، ضایعات مواد غذایی، بریده‌های چمن، گلوله‌های چوب، ضایعات چوب، برگ‌ها و محصولات چرمی، همگی می‌توانند برای تولید انرژی زیست توده استفاده شوند.

همانطور که جامعه به تولید زباله های بیشتر ادامه می دهد، نیروگاه های انرژی زیست توده می توانند استرس را در محل های دفن زباله کاهش دهند و در عین حال نیازهای انرژی را افزایش دهند. در سال 2018، توسط اداره اطلاعات انرژی ایالات متحده (EIA) گزارش شد، 292 میلیون تن زباله جامد شهری در ایالات متحده در کارخانه های تبدیل زباله به انرژی پردازش شده است.

منبع فراوان

یکی دیگر از مزایای بزرگ انرژی زیست توده این است که منبع انرژی فراوانی است. هر روز مقدار فزاینده ای از مواد آلی تولید می شود. شما می توانید منابع زیست توده را تقریباً در هر کجای کره زمین پیدا کنید، به این معنی که زیست توده مانند سوخت های فسیلی مشکل در دسترس بودن محدود نخواهد داشت. با این حال، زیست توده باید به طور مسئولانه مدیریت شود تا منابع فراوان آن به خوبی ذخیره شود. اگر عرضه زیست توده پاسخگوی تقاضا نباشد، منابع می‌توانند محدود شوند و منتظر بمانند تا عرضه خود را دوباره پر کند.

دارای کربن خنثی

انتشار دی اکسید کربن یکی از عوامل محرک تغییرات آب و هوایی است. خوشبختانه، انرژی زیستی به عنوان یک منبع انرژی بی‌کربن در نظر گرفته می‌شود، زیرا برخلاف سوخت‌های فسیلی، کربنی که تولید می‌کند در چرخه کربن طبیعی قرار می‌گیرد. این بدان معنی است که کربن آزاد شده در جو از سوختن منابع زیست توده همان مقداری است که گیاهان در طول چرخه زندگی خود جذب می کنند. بنابراین، سوزاندن زیست توده هیچ گونه انتشار کربن «جدید» در جو منتشر نمی کند.

معایب انرژی زیست توده

اگرچه زیست توده دارای مزایای زیادی است، استفاده از آن به عنوان منبع گران است، نیاز به فضایی برای مهار دارد، اثرات زیست‌محیطی منفی دارد و می‌توان آن را ناکارآمد در نظر گرفت.

منبع انرژی گران قیمت

تولید انرژی زیست توده می تواند با قیمت بالایی همراه باشد. زیست توده فقط در مقیاس کاربردی قابل استفاده است، به این معنی که استفاده از این منبع انرژی مستلزم ساخت نیروگاه های بزرگ انرژی زیست توده است. این گیاهان میلیون ها دلار هزینه دارند و برنامه ریزی و توسعه آن سال ها طول می کشد.

طبق داده‌های EIA 2022، هزینه انرژی برای نیروگاه‌های زیست توده حدود 90 دلار در هر مگاوات ساعت (MWh) است. برای درک این موضوع، LCOE پروژه های انرژی خورشیدی در مقیاس کاربردی حدود 24 تا 96 دلار در هر مگاوات ساعت است. بنابراین، بیشتر انرژی خورشیدی در انتهای پایین مقیاس ارزان تر از زیست توده است.

گازهای گلخانه ای منتشر می کند

اگرچه انرژی زیست توده کربن خنثی است، اما همچنان مقداری گازهای گلخانه ای و ذرات معلق را در جو آزاد می کند. هنگامی که زیست توده سوزانده می شود، اکسیدهای نیتروژن، مونوکسید کربن و متان همگی آزاد می شوند. از سوی دیگر، منابع تجدیدپذیر مانند خورشید و باد هیچ گازی را هنگام تولید برق آزاد نمی کنند.

نیاز به فضا دارد

همانطور که قبلا ذکر شد، انرژی زیست توده فقط در مقیاس بزرگ قابل استفاده است، به این معنی که نیروگاه ها باید توسعه یابند. نیروگاه های زیست توده معمولی بزرگتر از 15 مگاوات هستند – این فضای اشغال شده زیادی است! با توجه به اندازه این امکانات در مقیاس بزرگ، یافتن مکان های مناسب دشوار است. خورشیدی PV مسکونی را می توان تقریباً بر روی هر پشت بامی نصب کرد و آن را به منبع قابل دسترس تری تبدیل می کند.

تاثیر زیست محیطی

اگرچه انرژی زیست توده تجدیدپذیر است، اما دوستدار محیط زیست ترین گزینه نیست. بزرگترین منبع زیست توده چوب و جنگل است و از آنجایی که گیاهان زیست توده به مواد بیشتری نیاز دارند، جنگل ها را می توان با سرعت بیشتری قطع کرد و منجر به جنگل زدایی شود. یکی دیگر از منابع بزرگ زیست توده جلبک است که برای تولید مقدار جلبک مورد نیاز به مقادیر زیادی کود فسفر نیاز دارد. استفاده بیش از حد از کودها می تواند آسیب جدی به آبراهه های محلی و سایر حیات وحش وارد کند.

منبع ناکارآمد

انرژی زیست توده نسبت به سایر منابع انرژی کارایی کمتری دارد. در بسیاری از موارد، سوزاندن مواد آلی انرژی بیشتری نسبت به تولید فرآیند مصرف می کند. اگر تقاضای انرژی بالا باشد، اغلب تولید کافی برای حمایت از آن وجود ندارد. اگر بخواهیم از آن در مقیاس بزرگ‌تری استفاده کنیم، باید فناوری‌های جدید ظهور کنند تا زیست توده کارآمدتر شود.

آیا زیست توده قابل تجدید است؟

بله، زیست توده یک منبع انرژی تجدیدپذیر است. منابع تجدیدپذیر منابع انرژی را توصیف می کنند که به طور طبیعی خود را در طول عمر انسان دوباره پر می کنند. از آنجایی که مواد زیست توده از مواد گیاهی و حیوانی به دست می‌آیند، هر دو می‌توانند در طول عمر دوباره رشد کرده و دوباره پر شوند.

سوخت های فسیلی به عنوان یک منبع تجدید ناپذیر در نظر گرفته می شوند زیرا از مواد آلی تجزیه شده به دست می آیند و میلیون ها سال طول می کشد تا شکل بگیرند. با استفاده بیشتر از ذخایر سوخت فسیلی، در آینده کمتر در دسترس خواهد بود.

برای اطلاع از اخرین قیمت ها و محصولات پرتو خورشید ماندگار میتوانید به صفحه پنل خورشیدی مراجعه کنید.

انرژی زیست توده چگونه کار می کند؟

راه های مختلفی برای آزادسازی انرژی ذخیره شده در مواد زیست توده برای تولید انرژی وجود دارد:

سوزاندن: زیست توده (معمولاً خرده چوب) در دیگ بخار سوزانده می شود تا بخار پرفشار برای چرخش پره های توربین تولید شود.

تجزیه باکتری (هضم بی هوازی): مواد زائد در مخازن بدون اکسیژن به نام هاضم جمع آوری می شوند. باکتری های بی هوازی مواد را تجزیه می کنند و متان و سایر محصولات جانبی تولید می کنند که گاز طبیعی تجدید پذیر را تشکیل می دهند. سپس گاز را می توان تصفیه کرد و برای تولید برق استفاده کرد.

برای اطلاع از آخرین قیمت ها و محصولات پرتو خورشید ماندگار میتواند از صفحه  پنل خورشیدی دیدن فرمایید.

تبدیل سوخت مایع یا گاز: مواد زیست توده را می توان با قرار دادن مواد زیست توده جامد در دمای بالا با اکسیژن کم برای تولید گاز سنتز به سوخت گازی یا مایع تبدیل کرد. سپس این گاز در دیگ های معمولی سوزانده می شود تا برق یا کوره های سوخت، توربین ها یا موتورها تولید شود.

آیا انرژی زیست توده در ایالات متحده استفاده می شود؟

انرژی زیست توده در سراسر ایالات متحده استفاده می شود. طبق EIA، زیست توده در واقع بزرگترین منبع مصرف انرژی سالانه ایالات متحده تا اواسط دهه 1800 بود! تا سال 2023، زیست توده حدود 5 درصد از مصرف انرژی اولیه کشور را تشکیل می داد. در حال حاضر بیش از 600 نیروگاه در ایالات متحده از نوعی انرژی زیست توده استفاده می کنند. بزرگترین نیروگاه های زیست توده فعال در این کشور، تأسیسات تولید ناکوگدوچ در تگزاس و ایستگاه تولید انرژی های تجدیدپذیر دیرهاون در فلوریدا هستند که هر دو با ظرفیت 115 مگاوات برق هستند.

آینده انرژی زیست توده

شکی نیست که انرژی زیست توده یکی از معدود گزینه ها برای جایگزینی سوخت های فسیلی است. اگر فناوری های جدید برای کارآمدتر کردن فرآیند توسعه داده شوند، استفاده از انرژی زیست توده پتانسیل جدی دارد. در حال حاضر، با مجموعه ای از اشکالات همراه است که اجرای گسترده آن را دشوار می کند.

جمع بندی

در این مطلب با معنا و مفهوم انرژی زیست توده آشنا شدیم و نحوه کارکرد آن را آموختیم از شما دعوت میکنیم تا از دیگر مقالات وبسایت مانند تاثیر آب و هوا بر پنل های خورشیدی  و  انرژی خورشیدی یا انرژی بادی کدام یک بهتر است؟ نیز دیدن فرمایید.

منابع : What is biomass