Hal pertama yang harus Anda ketahui adalah bahwa biomassa tidak lebih dari bahan organik yang berasal dari tumbuhan atau hewan, sampah dan sampah organik termasuk di sini, yaitu dapat digunakan untuk menghasilkan energi.
Alasannya adalah karena tanaman mengubah energi radiasi Matahari menjadi energi kimia melalui fotosintesis dan sebagian dari energi ini disimpan dalam bentuk bahan organik, yang dapat kita manfaatkan.
Saat ini, definisi biomassa berikut diterima:
"Biomassa dianggap sebagai kelompok produk energi terbarukan dan bahan baku yang berasal dari bahan organik yang dibentuk secara biologis".
Karena alasan inilah konsep bahan bakar fosil dan bahan organik yang diturunkan darinya seperti plastik dan sebagian besar produk sintetis tidak pada tempatnya dalam definisi biomassa.
Meskipun bahan bakar dan bahan organik turunan ini memiliki asal biologis, pembentukannya terjadi di masa lalu.
Oleh karena itu, biomassa merupakan energi terbarukan yang berasal dari matahari melalui fotosintesis tumbuhan.
Selanjutnya menurut Petunjuk 2003/30 / EC biomassa adalah:
"Fraksi produk limbah dan residu yang dapat terurai secara hayati dari pertanian, kehutanan, dan industri terkait, serta fraksi yang dapat terurai secara hayati dari limbah industri dan kota."
Dari apa yang kami sadari adalah bahwa secara umum, definisi biomassa mencakup 2 istilah terutama; terbarukan dan organik.
Biomassa sebagai sumber energi
Sejak zaman dahulu manusia telah menggunakan biomassa sebagai sumber energi untuk menjalankan tugas sehari-hari.
Sejak penggunaan bahan bakar fosil mulai digunakan, biomassa dilupakan di bidang yang lebih rendah, dimana kontribusinya terhadap produksi energi primer dapat diabaikan.
Saat ini, berkat berbagai faktor, biomassa telah bangkit kembali sebagai sumber energi.
Faktor-faktor yang bertanggung jawab untuk menghidupkan kembali biomassa sebagai sumber energi adalah:
- Kenaikan harga minyak.
- Peningkatan produksi pertanian.
- Perlu mencari pemanfaatan alternatif untuk produksi pertanian.
- Perubahan iklim
- Kemungkinan menggunakan pengetahuan ilmiah dan teknis untuk mengoptimalkan proses produksi energi.
- Kerangka ekonomi yang menguntungkan untuk pengembangan tanaman yang menggunakan biomassa sebagai bahan bakar, berkat subsidi produksi yang diterima oleh pembangkit listrik dengan sumber ini.
- Kesulitan regulasi untuk mengembangkan jenis proyek lain, meninggalkan biomassa sebagai alternatif paling masuk akal untuk membuat investasi ekonomi menguntungkan.
Jenis biomassa
Biomassa yang diperuntukkan untuk produksi energi diperoleh dari sisa-sisa kehutanan, dari industri kayu transformasi pertama dan kedua, dari fraksi organik limbah padat perkotaan, dari limbah dari operasi peternakan, dari produk pertanian dan kehutanan, energi tanaman, yang ditakdirkan secara eksklusif untuk dieksploitasi untuk mendapatkan biomassa.
Umumnya, biomassa diperoleh dari produk organik yang rentan terhadap penggunaan energi, meskipun ini yang utama.
Biomassa alami
Biomassa alami adalah yang diproduksi di ekosistem alami. Eksploitasi intensif sumber daya ini tidak sesuai dengan perlindungan lingkungan, meskipun merupakan salah satu sumber energi utama di negara-negara terbelakang.
Biomassa alami ini dibuat tanpa campur tangan manusia untuk memodifikasi atau meningkatkannya.
Ini pada dasarnya tentang sisa hutan:
- Turunan dari pembersihan hutan dan sisa-sisa perkebunan
- Kayu bakar dan ranting
- Tumbuhan runjung
- Rindang
Biomassa sisa
Biomassa sisa adalah apa dihasilkan dalam aktivitas manusia yang menggunakan bahan organik. Penghapusannya dalam banyak kasus merupakan masalah. Jenis biomassa ini memiliki keunggulan terkait dalam penggunaannya:
- Mengurangi polusi dan risiko kebakaran.
- Kurangi ruang TPA.
- Biaya produksi bisa rendah.
- Biaya transportasi bisa rendah.
- Hindari emisi CO2.
- Ciptakan pekerjaan.
- Berkontribusi pada pembangunan pedesaan.
Biomassa sisa pada gilirannya dibagi menjadi serangkaian kategori yang disebutkan di bawah ini.
Surplus pertanian
Surplus pertanian yang tidak digunakan untuk konsumsi manusia dianggap cocok untuk digunakan sebagai biomassa untuk keperluan energi.
Penggunaan produk pertanian ini digunakan dalam rantai makanan manusia telah menyebabkan nama buruk yang tidak bisa dibenarkan penggunaan biomassa untuk tujuan energi, karena penggunaan ini telah dituduh meningkatkan biaya produk pertanian tertentu yang menjadi dasar makanan di banyak negara dunia ketiga dan negara berkembang.
Surplus pertanian ini dapat digunakan sebagai bahan bakar pembangkit listrik dan diubah menjadi biofuel.
Tanaman energi
Tanaman energi yang disebutkan di atas adalah tanaman khusus yang didedikasikan khusus untuk produksi energi.
Tidak seperti tanaman pertanian tradisional, karakteristik utamanya adalah tanaman tersebut produktivitas biomassa tinggi dan sifat kasar yang tinggi, diekspresikan dalam karakteristik seperti ketahanan terhadap kekeringan, penyakit, vigor, pertumbuhan awal, kapasitas tumbuh kembali dan adaptasi terhadap lahan marjinal.
Tanaman energi termasuk tanaman tradisional (sereal, tebu, minyak sayur) dan tanaman non-konvensional (cynara, pataca, sorgum manis) yang menjadi subyek berbagai penelitian untuk menentukan kebutuhan budidaya mereka.
Proses transformasi biomassa
Seperti yang terlihat di atas, banyaknya variasi bahan yang termasuk dalam konsep biomassa pada gilirannya memungkinkan untuk membangun a berbagai kemungkinan proses transformasi biomassa ini menjadi energi.
Oleh karena itu, biomassa dapat diubah menjadi berbagai bentuk energi dengan menerapkan berbagai proses konversi, jenis energi ini adalah:
Panaskan dan kukus
Dimungkinkan untuk menghasilkan panas dan uap dengan membakar biomassa atau biogas.
Panas dapat menjadi produk utama untuk aplikasi pemanas dan memasak, atau dapat menjadi produk sampingan dari pembangkit listrik di pabrik yang menghasilkan listrik dan uap.
Bahan bakar gas
Biogas yang dihasilkan dalam proses penguraian atau gasifikasi anaerobik dapat digunakan dalam mesin pembakaran internal untuk pembangkit listrik, untuk pemanas dan pengkondisian di sektor domestik, komersial dan kelembagaan dan pada kendaraan yang dimodifikasi.
Biofuel
Produksi biofuel seperti etanol dan biodiesel (Anda dapat melihat artikel Cara membuat biodiesel buatan sendiri) berpotensi menggantikan bahan bakar fosil dalam jumlah besar dalam banyak aplikasi transportasi.
Penggunaan etanol yang ekstensif di Brasil telah menunjukkan, selama lebih dari 20 tahun, hal itu biofuel secara teknis layak dalam skala besar.
Di Amerika Serikat dan Eropa, produksinya meningkat dan dipasarkan dengan campuran turunan minyak bumi.
Misalnya, campuran yang disebut E20, yang terdiri dari 20% etanol dan 80% minyak bumi, dapat diterapkan di sebagian besar mesin pengapian.
Saat ini bahan bakar jenis ini menerima beberapa jenis hibah atau bantuan negara, tetapi, di masa depan, dengan peningkatan tanaman energi dan skala ekonomi, pengurangan biaya dapat membuat produksinya kompetitif.
listrik
Listrik yang dihasilkan dari biomassa dapat dipasarkan sebagai "energi hijau", sejak itu tidak memberikan kontribusi terhadap efek rumah kaca karena bebas dari emisi karbon dioksida (CO2).
Jenis energi ini dapat menawarkan opsi baru ke pasar, karena struktur biayanya akan memungkinkan pengguna untuk mendukung tingkat investasi yang lebih tinggi dalam teknologi yang efisien, yang akan meningkatkan industri bioenergi.
Co-generation (panas dan listrik)
Co-generation mengacu pada produksi uap dan listrik secara bersamaan, yang dapat diterapkan pada banyak proses industri yang membutuhkan kedua bentuk energi tersebut.
Di Amerika Tengah, misalnya, proses ini sangat umum terjadi di industri gula, di mana sangat memungkinkan untuk memanfaatkan limbah proses, terutama ampas tebu.
Karena ketersediaan ampas tebu yang sangat andal, secara tradisional, kogenerasi dilakukan dengan cukup efisien. Namun, dalam beberapa tahun terakhir ada kecenderungan untuk memperbaiki proses untuk menghasilkan lebih banyak listrik dan menjual kelebihannya ke jaringan listrik.
Proses yang dapat diikuti untuk melakukan transformasi ini dapat dibagi menjadi fisik, fisikokimia, termokimia dan biologi.
Pembakaran pada tumbuhan biomassa
Sederhananya, pembakaran adalah reaksi kimia yang cukup cepat menggabungkan oksigen dari udara (apa pengoksidasi) dengan berbagai unsur pengoksidasi bahan bakar sehingga berasal dari pelepasan panas.
Untuk alasan ini, agar proses kimiawi ini terjadi, 4 keadaan ini harus terjadi:
- Bahan bakar harus tersedia dalam jumlah yang cukup, yaitu biomassa.
- Itu harus membuat jumlah udara pembakaran yang cukup, yang mengandung oksigen yang diperlukan untuk mengoksidasi atau bereaksi dengan bahan bakar.
- Suhu harus cukup tinggi agar reaksi terjadi dan dipertahankan. Jika suhu tidak melebihi nilai tertentu, disebut titik nyala, pengoksidasi dan bahan bakar tidak bereaksi.
- Harus ada pemicu pembakaran, biasanya api yang sudah ada sebelumnya. Ini berarti bahwa unsur-unsur lain biasanya berpartisipasi dalam penyalaan sistem pembakaran, bahkan bahan bakar lain.
Pretreatment biomassa
Sebelum pembakaran di dalam boiler, biomassa harus melalui proses preparasi terlebih dahulu, yaitu memfasilitasi proses reaksi antara bahan bakar dan pengoksidasi.
Proses ini memfasilitasi pembakaran karena secara fundamental menyesuaikan granulometri dan derajat kelembapan.
Rangkaian proses atau perlakuan sebelumnya memiliki tiga tujuan mendasar:
- Homogenisasi masukan biomassa ke dalam boiler, sehingga boiler menerima aliran energi yang konstan dengan nilai yang sama.
- Mengurangi granulometri nya untuk meningkatkan luas permukaan spesifiknya.
Faktanya, semakin kecil ukuran butirnya, semakin besar luas permukaan bahan bakar dan oksidator untuk bereaksi, sehingga mempercepat reaksi dan mengurangi jumlah biomassa yang tidak bereaksi (tidak terbakar). - Kurangi kelembapan yang dikandungnya, mencegah bagian dari panas yang dilepaskan dalam pembakaran digunakan sebagai panas penguapan air, menurunkan suhu asap.
Semua ini juga harus dilakukan dengan konsumsi energi serendah mungkin, karena semua energi yang dikonsumsi dalam proses ini, kecuali energi sisa atau energi yang dapat digunakan tanpa biaya, akan berarti penurunan energi bersih yang dihasilkan oleh pabrik.
Boiler biomassa
Boiler pasti adalah peralatan utama pabrik termoelektrik pembakaran biomassa.
Di dalamnya dilakukan proses pengubahan energi kimiawi yang terkandung dalam biomassa menjadi energi termal, yang nantinya akan diubah menjadi energi mekanik.
Boiler tersebut selain menjadi perlengkapan utama juga menjadi perhatian utama para teknisi yang bertugas dalam pengoperasian sebuah pabrik.
Tidak diragukan lagi, peralatan yang dapat menyebabkan masalah paling potensial, paling banyak waktu henti, dan memerlukan perawatan paling ketat.
Alasan mengapa boiler merupakan peralatan bermasalah adalah sebagai berikut:
- Ini adalah teknologi baru, belum cukup berkembang. Dihadapkan pada pengalaman hebat yang terakumulasi dalam proses pembakaran lain yang melepaskan sejumlah besar energi panas dari oksidasi bahan bakar padat, seperti pembangkit batubara, pembakaran biomassa menghadapi serangkaian masalah baru yang belum ditangani. Telah diselesaikan sepenuhnya. memuaskan.
- Kandungan kalium dan klorin biomassa yang tinggi menyebabkan kerak dan korosi di berbagai bagian boiler.
- Pembakaran tidak sepenuhnya stabil, menghadirkan variasi tekanan dan suhu yang signifikan.
- Ada kesulitan besar dalam mengotomatiskan kendali boiler sepenuhnya, karena variabilitas kondisi di mana biomassa dapat disajikan di pintu masuk.
- Profitabilitas tanaman, bahkan dengan premi untuk produksi listrik yang ditawarkan oleh undang-undang Spanyol, sangat ketat, yang mengharuskan penghematan pada semua komponen, termasuk boiler. Oleh karena itu, bahan terbaik atau teknik terbaik tidak digunakan, karena peningkatan biaya yang ditimbulkannya.
Hanya satu Pemilihan jenis boiler yang tepat dapat membawa keberhasilan dalam pencapaian proyek pembangkit listrik biomassaPada saat yang sama, pilihan yang tidak tepat akan membuat investasi pada jenis pembangkit listrik ini, yang mewakili antara 1 dan 3 juta euro per MW daya listrik terpasang, menjadi sangat sulit untuk mendapatkan keuntungan.
Pembangkit termoelektrik biomassa
Sebuah pabrik termoelektrik biomassa adalah a pembangkit listrik yang memanfaatkan energi kimia yang terkandung dalam sejumlah biomassa dan dilepaskan sebagai energi panas melalui proses pembakaran.
Pertama, instalasi pemulihan energi biomassa harus memiliki sistem pretreatment biomassa, yang tujuan utamanya adalah untuk mengurangi kelembaban yang dikandungnya, adaptasi ukuran dan keseragaman biomassa, untuk menstandarkan kondisi inlet. ke dalam boiler dan mencapai efisiensi tertinggi dari sistem pembakaran.
Setelah energi panas dilepaskan dalam tungku yang sesuai, gas-gas yang dilepaskan selama pembakaran, terdiri dari CO2 dan H2O sebagian besar bersama dengan zat padat dan gas lainnya, bertukar panasnya dalam ketel tempat air bersirkulasi, dan yang biasanya diubah menjadi uap pada tekanan dan suhu tertentu.
Gas pembakaran biomassa melewati ketel, menghasilkan energinya ke air / uap dalam berbagai tahap: dinding air, superheater, vaporizer beam, economizer dan pemanas awal udara.
Uap di bawah tekanan yang terbentuk di boiler kemudian diangkut ke turbin, di mana ia mengembang, menghasilkan transformasi energi baru di mana energi potensial yang terkandung dalam uap di bawah tekanan diubah. pertama dalam energi kinetik, dan kemudian energi mekanik rotasi.
Kerangka legislatif untuk pembangkit listrik tenaga termoelektrik biomassa di Spanyol
Pembangkitan listrik di Spanyol sesuai dengan investor swasta, meskipun itu adalah kegiatan yang diatur secara ketat oleh negara.
Hukum dan keputusan yang berbeda mengatur kegiatan ini, dan penting bagi setiap teknisi yang bekerja di pembangkit listrik biomassa untuk mengetahui kerangka hukum ini.
Berbagai aktivitas yang berkaitan dengan energi listrik tunduk pada intervensi keadaan tertentu, mengingat pentingnya aktivitas tersebut.
Secara tradisional, karakter Pelayanan Publik telah digunakan, dengan Negara bertanggung jawab atas pembangkitan, pengangkutan, distribusi dan komersialisasi energi listrik.
Sekarang ini bukan lagi Pelayanan Publik, karena kegiatan ini sepenuhnya diliberalisasikan.
Intervensi publik saat ini dipertahankan karena kegiatan tersebut tunduk pada regulasi yang kuat. Akan menarik untuk mempelajari pertama-tama bagaimana norma-norma yang berbeda dapat mempengaruhi aktivitas yang berkaitan dengan pembangkitan, transportasi dan penjualan energi listrik.
Biomassa untuk keperluan rumah tangga
Meskipun saya lebih fokus pada memperoleh energi untuk listrik, penggunaan biomassa untuk menghasilkan panas untuk penggunaan pemanas juga telah disebutkan dan lebih baik lagi, di tingkat rumah tangga dengan ketel dan kompor yang didedikasikan khusus untuk itu.
Jika Anda ingin informasi lebih lanjut, Anda dapat membaca artikel rekan saya Germán Segala sesuatu yang perlu Anda ketahui tentang kompor pelet
Dengan cara ini, tidak akan ada yang menghentikan Anda tentang masalah biomassa dan siapa tahu, mungkin Anda berani memasang salah satu kompor ini di rumah Anda.