Perkara pertama yang harus anda ketahui ialah biomas tidak lebih dari itu bahan organik dari tumbuhan atau haiwan, sisa organik dan sisa disertakan di sini, iaitu boleh digunakan untuk menghasilkan tenaga.
Sebabnya adalah disebabkan oleh fakta bahawa tumbuhan mengubah tenaga sinaran Matahari menjadi tenaga kimia melalui fotosintesis dan sebahagian tenaga ini disimpan dalam bentuk bahan organik, yang dapat kita manfaatkan.
Pada masa ini, definisi biomas berikut diterima:
"Biojisim dianggap sebagai kumpulan produk tenaga boleh diperbaharui dan bahan mentah yang berasal dari bahan organik yang dibentuk dengan cara biologi".
Atas sebab inilah konsep bahan bakar fosil dan bahan organik yang berasal dari mereka seperti plastik dan kebanyakan produk sintetik tidak sesuai dengan definisi biomas.
Walaupun bahan bakar dan bahan organik yang berasal ini berasal dari biologi, pembentukannya berlaku pada masa lalu.
Oleh itu, biomas adalah tenaga yang boleh diperbaharui yang berasal dari suria melalui fotosintesis tumbuhan.
Di samping itu, menurut Arahan 2003/30 / EC biojisim adalah:
"Pecahan biodegradasi dari produk buangan dan sisa dari pertanian, perhutanan dan industri yang berkaitan, serta pecahan biodegradasi sisa industri dan perbandaran."
Dari apa yang kita sedari ialah secara umum, setiap definisi biomas merangkumi 2 istilah terutamanya; boleh diperbaharui dan organik.
Biomas sebagai sumber tenaga
Sejak zaman kuno, manusia telah menggunakan biojisim sebagai sumber tenaga untuk melaksanakan tugas hariannya.
Sejak penggunaan bahan bakar fosil mulai berlaku, biojisim dilupakan pada pesawat yang lebih rendah, di mana sumbangannya terhadap pengeluaran tenaga primer tidak dapat diabaikan.
Hari ini, berkat pelbagai faktor, biomas mempunyai kebangkitan sebagai sumber tenaga.
Faktor-faktor yang bertanggungjawab untuk menghidupkan semula biomas sebagai sumber tenaga adalah:
- Kenaikan harga minyak.
- Peningkatan pengeluaran pertanian.
- Perlu mencari penggunaan alternatif untuk pengeluaran pertanian.
- Perubahan iklim
- Kemungkinan menggunakan pengetahuan saintifik dan teknikal untuk mengoptimumkan proses pengeluaran tenaga.
- Kerangka ekonomi yang baik untuk pengembangan tanaman yang menggunakan biojisim sebagai bahan bakar, berkat subsidi pengeluaran yang diterima oleh loji penjana tenaga dengan sumber ini.
- Kesukaran peraturan untuk mengembangkan jenis projek lain, menjadikan biomas sebagai alternatif paling munasabah untuk menjadikan pelaburan ekonomi menguntungkan.
Jenis biojisim
Biojisim yang ditujukan untuk pengeluaran tenaga diperoleh dari sisa eksploitasi hutan, dari industri transformasi kayu pertama dan kedua, dari pecahan organik sisa pepejal bandar, dari sisa operasi ternakan, dari hasil pertanian dan perhutanan, tanaman tenaga, yang ditakdirkan secara eksklusif untuk eksploitasi mereka untuk mendapatkan biomas.
Secara amnya, biojisim diperoleh dari sebarang produk organik yang terdedah kepada penggunaan tenaga, walaupun ini adalah yang utama.
Biomas semula jadi
Biojisim semula jadi adalah yang dihasilkan di ekosistem semula jadi. Eksploitasi intensif sumber ini tidak sesuai dengan perlindungan alam sekitar, walaupun ia merupakan salah satu sumber tenaga utama di negara-negara terbelakang.
Biomassa semula jadi ini dibuat tanpa campur tangan manusia untuk mengubah atau meningkatkannya.
Ini secara asasnya mengenai sisa hutan:
- Derivatif membersihkan hutan dan penanaman masih ada
- Kayu bakar dan dahan
- Conifers
- Daun
Biomas sisa
Biomas yang tinggal adalah apa dihasilkan dalam aktiviti manusia yang menggunakan bahan organik. Penghapusannya dalam banyak kes adalah masalah. Jenis biojisim mempunyai kelebihan yang berkaitan dalam penggunaannya:
- Mengurangkan risiko pencemaran dan kebakaran.
- Kurangkan ruang pelupusan sampah.
- Kos pengeluaran boleh rendah.
- Kos pengangkutan boleh rendah.
- Elakkan pelepasan CO2.
- Buat pekerjaan.
- Menyumbang kepada pembangunan luar bandar.
Biomassa selebihnya dibahagikan kepada beberapa kategori yang dinyatakan di bawah.
Lebihan pertanian
Lebihan pertanian yang tidak digunakan untuk penggunaan manusia dianggap sesuai untuk digunakan sebagai biomas untuk tujuan tenaga.
Penggunaan produk pertanian ini digunakan dalam rantai makanan manusia telah menyebabkan nama buruk yang tidak dibenarkan penggunaan biojisim untuk tujuan tenaga, kerana penggunaan ini telah dituduh kenaikan kos produk pertanian tertentu yang menjadi asas makanan di banyak dunia ketiga dan negara-negara membangun.
Lebihan pertanian ini dapat digunakan baik sebagai bahan bakar di pembangkit elektrik dan diubah menjadi biofuel.
Tanaman tenaga
Tanaman tenaga yang disebutkan di atas adalah tanaman khusus yang khusus dikhaskan untuk pengeluaran tenaga.
Tidak seperti tanaman pertanian tradisional, ciri utama mereka adalah produktiviti biojisim yang tinggi dan daya tahan tinggi, dinyatakan dalam ciri-ciri seperti ketahanan terhadap kekeringan, penyakit, semangat, pertumbuhan awal, kapasiti pertumbuhan semula dan penyesuaian terhadap tanah marjinal.
Tanaman tenaga boleh merangkumi tanaman tradisional (bijirin, tebu, biji minyak) dan tanaman bukan konvensional (cynara, pataca, sorgum manis) yang menjadi subjek banyak kajian untuk menentukan keperluan penanaman mereka.
Proses transformasi biojisim
Seperti yang dilihat di atas, pelbagai jenis bahan yang termasuk dalam konsep biojisim memungkinkan untuk mewujudkan a pelbagai kemungkinan proses transformasi biojisim ini menjadi tenaga.
Atas sebab ini, biojisim dapat diubah menjadi pelbagai bentuk tenaga dengan menerapkan pelbagai proses penukaran, jenis tenaga ini adalah:
Panaskan dan kukus
Adalah mungkin untuk menghasilkan haba dan wap dengan membakar biomas atau biogas.
Panas boleh menjadi produk utama untuk pemanasan dan memasak, atau boleh menjadi produk sampingan penghasilan elektrik di kilang yang menghasilkan tenaga elektrik dan wap.
Bahan bakar gas
Biogas yang dihasilkan dalam proses pencernaan anaerobik atau gasifikasi dapat digunakan dalam enjin pembakaran dalaman untuk penjanaan elektrik, untuk pemanasan dan penyejukan di sektor domestik, komersial dan institusi dan di kenderaan yang diubah suai.
Biofuels
Pengeluaran biofuel seperti etanol dan biodiesel (anda boleh lihat artikel Cara membuat biodiesel buatan sendiri) berpotensi untuk menggantikan sejumlah besar bahan api fosil dalam banyak aplikasi pengangkutan.
Penggunaan etanol yang meluas di Brazil telah menunjukkan, selama lebih dari 20 tahun, bahawa biofuel secara teknikal dapat dilaksanakan secara besar-besaran.
Di Amerika Syarikat dan Eropah pengeluaran mereka meningkat dan mereka dipasarkan bercampur dengan derivatif petroleum.
Sebagai contoh, campuran yang disebut E20, terdiri dari 20% etanol dan 80% petroleum, dapat digunakan di kebanyakan mesin pencucuhan.
Pada masa ini, jenis bahan bakar ini menerima beberapa jenis pemberian atau bantuan negara, tetapi, di masa depan, dengan peningkatan tanaman tenaga dan skala ekonomi, pengurangan kos dapat menjadikan pengeluaran mereka kompetitif.
Elektrik
Tenaga elektrik yang dihasilkan dari biomas dapat dipasarkan sebagai "tenaga hijau" sejak ia tidak menyumbang kepada kesan rumah hijau kerana bebas daripada pelepasan karbon dioksida (CO2).
Jenis tenaga ini dapat menawarkan pilihan baru untuk pasaran, kerana struktur harganya akan memungkinkan pengguna untuk menyokong tahap pelaburan yang lebih tinggi dalam teknologi yang efisien, yang akan meningkatkan industri bioenergi.
Penjanaan bersama (haba dan elektrik)
Penjanaan bersama merujuk kepada pengeluaran wap dan elektrik serentak, yang boleh digunakan untuk banyak proses industri yang memerlukan kedua-dua bentuk tenaga.
Di Amerika Tengah, misalnya, proses ini sangat umum terjadi di industri gula, di mana mungkin untuk memanfaatkan sisa proses, terutama bagasse.
Oleh kerana kebolehpercayaan tinggi bagasse yang ada, secara tradisional, pembikinan bersama dilakukan dengan cukup cekap. Namun, dalam beberapa tahun terakhir ada kecenderungan untuk meningkatkan proses untuk menghasilkan lebih banyak elektrik dan menjual lebihan ke jaringan elektrik.
Proses yang boleh diikuti untuk melakukan transformasi ini dapat dibahagikan kepada fizikal, fizikokimia, termokimia dan biologi.
Pembakaran dalam tanaman biojisim
Ringkasnya, pembakaran adalah tindak balas kimia yang cukup cepat, dengan mana menggabungkan oksigen dari udara (apa pengoksidaan) dengan unsur pengoksidaan bahan api yang berbeza sehingga menghasilkan pembebasan haba.
Atas sebab ini, untuk proses kimia ini berlaku, 4 keadaan ini mesti berlaku:
- Harus ada jumlah bahan bakar yang mencukupi, iaitu biomas.
- Ia mesti membuat udara pembakaran yang mencukupi, yang mengandungi oksigen yang diperlukan untuk mengoksidasi atau bertindak balas dengan bahan bakar.
- Suhu mestilah cukup tinggi agar tindak balas berlaku dan berterusan. Sekiranya suhu tidak melebihi nilai tertentu, yang disebut titik nyala, pengoksidaan dan bahan bakar tidak bertindak balas.
- Pasti ada pemula pembakaran, biasanya api yang sudah ada. Ini bermaksud bahawa unsur-unsur lain biasanya berpartisipasi dalam pencucuhan sistem pembakaran, bahkan bahan bakar lain.
Pra-rawatan biomas
Biomassa, sebelum meneruskan pembakaran dalam dandang, mesti menjalani proses penyediaan sebelumnya, yang memudahkan proses tindak balas antara bahan bakar dan pengoksidaan.
Proses ini memudahkan pembakaran kerana secara asasnya menyesuaikan granulometri dan tahap kelembapan.
Kumpulan proses atau rawatan sebelumnya mempunyai tiga objektif asas:
- Homogenkan input biomas ke dalam dandang, sehingga dandang menerima aliran tenaga berterusan dengan nilai yang serupa.
- Menurun granulometrinya untuk meningkatkan luas permukaannya yang spesifik.
Sebenarnya, semakin kecil ukuran butirannya, semakin besar luas permukaan bahan bakar dan pengoksidaan untuk bertindak balas, sehingga mempercepat reaksi dan mengurangkan jumlah biomas yang tidak bertindak balas (tidak terbakar) - Mengurangkan kelembapan yang terkandung di dalamnya, mencegah sebahagian daripada panas yang dibebaskan semasa pembakaran digunakan sebagai haba pengewapan air, mengurangkan suhu asap.
Semua ini juga mesti dilakukan dengan penggunaan tenaga serendah mungkin, kerana semua tenaga yang digunakan dalam proses ini, kecuali sisa tenaga atau tenaga yang dapat digunakan secara percuma, berarti penurunan tenaga bersih yang dihasilkan oleh kilang.
Dandang biojisim
Dandang itu pasti peralatan utama loji termoelektrik pembakaran biomas.
Di dalamnya, proses mengubah tenaga kimia yang terkandung dalam biojisim menjadi tenaga terma dilakukan, yang kemudiannya akan diubah menjadi tenaga mekanik.
Dandang, selain menjadi peralatan utama, juga menjadi perhatian utama juruteknik yang bertanggungjawab dalam operasi kilang.
Tidak diragukan lagi peralatan yang dapat menyebabkan masalah yang paling berpotensi, menyebabkan waktu henti paling banyak, dan memerlukan penyelenggaraan yang paling ketat.
Sebab mengapa dandang adalah peralatan yang bermasalah adalah seperti berikut:
- Ini adalah teknologi yang baru muncul, tidak cukup berkembang. Menghadapi pengalaman hebat yang terkumpul dalam proses pembakaran lain yang melepaskan sejumlah besar tenaga terma dari pengoksidaan bahan api pepejal, seperti loji arang batu, pembakaran biomas menghadapi serangkaian masalah baru yang belum dapat ditangani. telah diselesaikan sepenuhnya dengan memuaskan.
- Kandungan kalium dan klorin yang tinggi dari biomas menyebabkan skala dan kakisan di pelbagai bahagian dandang.
- Pembakaran tidak betul-betul stabil, menunjukkan perbezaan tekanan dan suhu yang ketara.
- Terdapat kesukaran besar dalam mengotomatisasi sepenuhnya kawalan dandang, kerana kebolehubahan keadaan di mana biomas dapat ditunjukkan di pintu masuk.
- Keuntungan kilang, walaupun dengan premium untuk pengeluaran elektrik yang ditawarkan oleh undang-undang Sepanyol, sangat ketat, yang memerlukan penjimatan pada semua komponen, termasuk dandang. Oleh itu, bahan terbaik atau teknik terbaik tidak digunakan, kerana kenaikan kos yang diperlukan.
Hanya satu Pemilihan jenis dandang yang betul boleh membawa kejayaan dalam pencapaian projek penjanaan elektrik biomasPada masa yang sama, pilihan yang tidak sesuai akan menjadikan pelaburan yang sangat sukar bagi pelaburan jenis loji jenis ini, yang mewakili antara 1 hingga 3 juta euro per MW kuasa elektrik terpasang, menguntungkan.
Tumbuhan termoelektrik biomas
Loji termoelektrik biomas adalah loji janakuasa yang memanfaatkan tenaga kimia yang terkandung dalam sejumlah biomas dan yang dibebaskan sebagai tenaga termal melalui proses pembakaran.
Pertama, loji pemulihan tenaga biojisim mesti mempunyai sistem pra-perlakuan biomas, yang tujuan utamanya adalah untuk mengurangkan kelembapan yang ada di dalamnya, untuk menyesuaikan ukuran dan keseragaman biomas, untuk menstandarkan keadaan. masuk ke dalam dandang dan mencapai kecekapan tertinggi sistem pembakaran.
Setelah tenaga haba dibebaskan dalam tungku yang sesuai, gas yang dibebaskan dalam pembakaran, terdiri daripada CO2 dan H2O kebanyakannya bersama dengan bahan pepejal dan gas lain, menukar haba mereka dalam dandang di mana air beredar, dan yang biasanya diubah menjadi kukus pada tekanan dan suhu tertentu.
Gas pembakaran biomas melewati dandang, menghasilkan tenaga mereka ke air / wap dalam tahap yang berbeza: dinding air, pemanas super, pancaran penguap, penghasil ekonomi dan pemanas udara.
Wap di bawah tekanan yang terbentuk di dalam dandang kemudian diangkut ke turbin, di mana ia mengembang, menghasilkan transformasi tenaga baru di mana potensi tenaga yang terkandung dalam stim di bawah tekanan ditukarkan pertama dalam tenaga kinetik, dan kemudian dalam tenaga mekanikal putaran.
Kerangka perundangan untuk loji termoelektrik biomas di Sepanyol
Penjanaan elektrik di Sepanyol sesuai dengan pelabur swasta, walaupun merupakan kegiatan yang diatur oleh negara.
Undang-undang dan ketetapan yang berbeza mengatur aktiviti ini, dan penting bagi setiap juruteknik yang bekerja di kilang biomas untuk mengetahui kerangka undang-undang ini.
Pelbagai aktiviti yang berkaitan dengan tenaga elektrik bergantung kepada campur tangan keadaan tertentu, memandangkan pentingnya aktiviti ini.
Secara tradisional, watak Perkhidmatan Awam telah digunakan, dengan Negara bertanggungjawab untuk penjanaan, pengangkutan, pengedaran dan pengkomersialan tenaga elektrik.
Sekarang ini bukan lagi Perkhidmatan Awam, kerana kegiatan ini diliberalisasikan sepenuhnya.
Intervensi masyarakat saat ini dipertahankan kerana kegiatan tersebut tunduk pada peraturan yang kuat. Akan menarik untuk diteliti terlebih dahulu bagaimana norma-norma yang berbeza yang dapat mempengaruhi aktiviti yang berkaitan dengan penjanaan, pengangkutan dan penjualan tenaga elektrik.
Biojisim untuk kegunaan domestik
Walaupun saya lebih memfokuskan pada mendapatkan tenaga untuk elektrik, penggunaan biojisim untuk menghasilkan haba untuk penggunaan pemanasan juga telah disebutkan dan lebih baik lagi, di peringkat domestik dengan dandang dan kompor khusus untuknya.
Jika anda mahukan maklumat lanjut anda boleh membaca artikel rakan sekerja saya Germán Semua yang anda perlu tahu tentang dapur pelet
Dengan cara ini, tidak akan ada yang menghentikan anda dalam isu biomas dan siapa tahu, mungkin anda berani memasang salah satu kompor ini di rumah anda.