Gjëja e parë që duhet të dini është se biomasa nuk është asgjë tjetër veçse lëndë organike me origjinë bimore ose shtazore, mbetjet organike dhe mbetjet janë përfshirë këtu, dmth mund të përdoret për të prodhuar energji.
Arsyeja është për faktin se bimët transformojnë energjinë rrezatuese të Diellit në energji kimike përmes fotosinteza dhe një pjesë e kësaj energjie ruhet në formën e lëndës organike, nga e cila mund të përfitojmë.
Aktualisht, përkufizimi i mëposhtëm i biomasës është i pranuar:
"Biomasa konsiderohet të jetë një grup i produkteve të ripërtëritshme të energjisë dhe lëndëve të para që vijnë nga lënda organike e formuar nga mjete biologjike".
Forshtë për këtë arsye që koncepti i lëndëve djegëse fosile dhe materialeve organike që rrjedhin prej tyre si plastika dhe shumica e produkteve sintetike nuk është në vend në përcaktimin e biomasës.
Megjithëse këto lëndë djegëse dhe materialet organike të prejardhura kishin një origjinë biologjike, formimi i tyre ndodhi në kohërat e kaluara.
Biomasa është pra një energji e rinovueshme me origjinë diellore përmes fotosintezës së bimëve.
Përveç kësaj, sipas Direktiva 2003/30 / EC biomasa është:
"Fraksioni i biodegradueshëm i produkteve të mbetjeve dhe mbetjeve nga bujqësia, pylltaria dhe industritë përkatëse, si dhe fraksioni i biodegradueshëm i mbetjeve industriale dhe komunale."
Nga ajo që kuptojmë është se në përgjithësi, çdo përkufizim i biomasës përfshin 2 terma kryesisht; rinovueshme dhe organike.
Biomasa si burim energjie
Që nga kohërat antike, njeriu ka përdorur biomasën si një burim energjie për të kryer detyrat e tij të përditshme.
Meqenëse përdorimi i lëndëve djegëse fosile filloi të merrte përsipër, biomasa u harrua në një plan më të ulët, ku kontributi i saj në prodhimin primar të energjisë ishte i papërfillshëm.
Sot, falë faktorëve të ndryshëm, biomasa ka pasur një ringjallje si burim energjie.
Faktorët që kanë qenë përgjegjës për ringjalljen e biomasës si një burim energjie janë:
- Çmimi në rritje i naftës.
- Rritja e prodhimit bujqësor.
- Nevoja për të kërkuar përdorime alternative ndaj prodhimit bujqësor.
- Ndryshimet klimatike.
- Mundësia e përdorimit të njohurive shkencore dhe teknike për të optimizuar procesin e prodhimit të energjisë.
- Kuadër i favorshëm ekonomik për zhvillimin e impianteve që përdorin biomasën si lëndë djegëse, falë subvencioneve të prodhimit të marra nga impiantet gjeneruese të energjisë me këtë burim.
- Vështirësi rregullatore për të zhvilluar lloje të tjera të projekteve, duke lënë biomasën si alternativën më të arsyeshme për ta bërë një investim ekonomik fitimprurës.
Llojet e biomasës
Biomasa e përdorur për prodhimin e energjisë merret nga mbetjet e shfrytëzimit të pyjeve, nga industritë e transformimit të parë dhe të dytë të drurit, nga fraksioni organik i mbetjeve të ngurta urbane, nga mbetjet nga operacionet e bagëtive, nga produktet bujqësore dhe pyjore, kulturat energjetike, ato të destinuara ekskluzivisht për shfrytëzimin e tyre për të marrë biomasë.
Në përgjithësi, biomasa merret nga çdo produkt organik i ndjeshëm ndaj përdorimit të energjisë, megjithëse këto janë ato kryesore.
Biomasa natyrore
Biomasa natyrore është ajo e prodhuar në ekosistemet natyrore. Shfrytëzimi intensiv i këtij burimi nuk është në përputhje me mbrojtjen e mjedisit, edhe pse është një nga burimet kryesore të energjisë në vendet e pazhvilluara.
Kjo biomasë natyrore është krijuar pa ndonjë ndërhyrje njerëzore për ta modifikuar ose përmirësuar atë.
Në thelb bëhet fjalë për mbetjet e pyjeve:
- Derivatet e pastrimit të pyjeve dhe mbetjeve të plantacioneve
- Druri i zjarrit dhe degët
- Halore
- Me gjethe
Biomasa e mbetur
Biomasa e mbetur është ajo të gjeneruara në aktivitetet njerëzore që përdorin lëndë organike. Eliminimi i tij në shumë raste është problem. Ky lloj i biomasës ka përparësi të shoqëruara në përdorimin e saj:
- Redukton rreziqet e ndotjes dhe zjarrit.
- Ulja e hapësirës për deponi.
- Kostot e prodhimit mund të jenë të ulëta.
- Kostot e transportit mund të jenë të ulëta.
- Shmangni emetimet e CO2.
- Gjeneroni punë.
- Kontribuon në zhvillimin rural.
Biomasa e mbetur nga ana e saj ndahet në një seri kategorish të përmendura më poshtë.
Teprica bujqësore
Tepricat bujqësore që nuk përdoren për konsum njerëzor konsiderohen të përshtatshme për t'u përdorur si biomasë për qëllime energjetike.
Ky përdorim i produkteve bujqësore të përdorura në zinxhirin ushqimor të njeriut ka shkaktuar një emër të keq të pajustifikuar të përdorimit të biomasës për qëllime energjetike, pasi ky përdorim është akuzuar për një rritje të kostos së disa produkteve bujqësore që janë baza e ushqimit në shumë vende të botës së tretë dhe në zhvillim.
Këto teprica bujqësore mund të përdoren si lëndë djegëse në impiantet e gjenerimit të energjisë elektrike dhe të transformohen në biokarburante.
Të mbjellat e energjisë
Të mbjellat e energjisë të përmendura më lart janë kultura specifike të dedikuara ekskluzivisht për prodhimin e energjisë.
Ndryshe nga kulturat bujqësore tradicionale, karakteristikat e tyre kryesore janë ato produktiviteti i lartë i biomasës dhe fshatarësia e lartë, shprehur në karakteristika të tilla si rezistenca ndaj thatësirës, sëmundjeve, fuqisë, rritjes së hershme, kapacitetit të rigjenerimit dhe përshtatjes në tokat margjinale.
Të mbjellat energjetike mund të përfshijnë të korra tradicionale (drithëra, kallam sheqeri, farëra vaji) dhe ato jokonvencionale (cynara, pataca, melek i ëmbël) që janë objekt studimesh të shumta për të përcaktuar nevojat e tyre për kultivim.
Proceset e transformimit të biomasës
Siç shihet më sipër, shumëllojshmëria e madhe e materialeve që përfshihet në konceptin e biomasës lejon nga ana tjetër të krijojë një larmi e proceseve të mundshme të transformimit të kësaj biomase në energji.
Për këtë arsye, biomasa mund të shndërrohet në forma të ndryshme të energjisë duke aplikuar procese të ndryshme konvertimi, këto lloje të energjisë janë:
Nxehtësia dhe avulli
Shtë e mundur të gjeneroni nxehtësi dhe avull duke djegur biomasë ose biogaz.
Nxehtësia mund të jetë produkti kryesor për aplikimet e ngrohjes dhe gatimit, ose mund të jetë një nënprodukt i gjenerimit të energjisë elektrike në impiantet që krijojnë energji elektrike dhe avull.
Karburant i gaztë
Biogazi i prodhuar në proceset e tretjes anaerobe ose gazifikimit mund të përdoret në motorët me djegie të brendshme për prodhimin e energjisë elektrike, për ngrohjen dhe kondicionimin në sektorët shtëpiakë, komercialë dhe institucionalë dhe në automjetet e modifikuara.
biokarburanteve
Prodhimi i biokarburanteve si etanoli dhe bionaftë (mund t'i hidhni një sy artikullit Si të bëni bionaftë në shtëpi) ka potencialin të zëvendësojë sasi të konsiderueshme të lëndëve djegëse fosile në shumë aplikacione transporti.
Përdorimi i gjerë i etanolit në Brazil ka treguar, për më shumë se 20 vjet, se biokarburantet janë teknikisht të realizueshme në një shkallë të gjerë.
Në Shtetet e Bashkuara dhe Evropë prodhimi i tyre është në rritje dhe ata janë duke u tregtuar të përzier me derivate të naftës.
Për shembull, përzierja e quajtur E20, e përbërë nga 20% etanol dhe 80% naftë, është e zbatueshme në shumicën e motorëve me ndezje.
Aktualisht, ky lloj i karburantit merr një lloj të ndihma shtetërore ose shtetërore, por, në të ardhmen, me rritjen e të korrave të energjisë dhe ekonomive të shkallës, ulja e kostove mund ta bëjë prodhimin e tyre konkurrues.
elektricitet
Energjia elektrike e prodhuar nga biomasa mund të tregtohet si "energji e gjelbër", që prej atëherë nuk kontribuon në efektin serë sepse është i lirë nga emisionet e dioksidit të karbonit (CO2).
Kjo lloj energjie mund të ofrojë mundësi të reja në treg, pasi struktura e saj e kostos do t'u lejojë përdoruesve të mbështesin nivele më të larta investimesh në teknologji efikase, gjë që do të rrisë industrinë e bioenergjisë.
Bashkë-gjenerimi (nxehtësia dhe energjia elektrike)
Bashkë-gjenerimi i referohet prodhimi i njëkohshëm i avullit dhe energjisë elektrike, që mund të aplikohet në shumë procese industriale që kërkojnë të dy format e energjisë.
Në Amerikën Qendrore, për shembull, ky proces është shumë i zakonshëm në industrinë e sheqerit, ku është e mundur të përfitosh nga mbetjet e procesit, kryesisht bagas.
Për shkak të besueshmërisë së lartë të bagasit në dispozicion, tradicionalisht, bashkë-gjenerimi kryhet në mënyrë mjaft efikase. Sidoqoftë, në vitet e fundit ka pasur një tendencë për të përmirësuar procesin për të gjeneruar më shumë energji elektrike dhe për të shitur tepricën në rrjetin elektrik.
Proceset që mund të ndiqen për të kryer këtë transformim mund të ndahen në fizike, fizikokimike, termokimike dhe biologjike.
Djegia në bimët e biomasës
Ta themi thjesht, djegia është një reagim kimik mjaft i shpejtë, përmes së cilës kombinon oksigjenin nga ajri (çfarë është oksiduesi) me elemente të ndryshëm oksidues të karburantit duke origjinuar kështu një çlirim të nxehtësisë.
Për këtë arsye, që të ndodhë ky proces kimik, duhet të ndodhin këto 4 rrethana:
- Duhet të ketë një sasi të mjaftueshme të karburantit, dmth biomasës.
- Ai duhet të bëjë një sasi të mjaftueshme të ajrit me djegie, i cili përmban oksigjenin e nevojshëm për të oksiduar ose reaguar me karburantin.
- Temperatura duhet të jetë mjaft e lartë që reagimi të ndodhë dhe të mbahet i qëndrueshëm. Nëse temperatura nuk tejkalon një vlerë të caktuar, të quajtur pika e ndezjes, oksiduesi dhe karburanti nuk reagojnë.
- Duhet të ketë një iniciator të djegies, zakonisht një flakë para-ekzistuese. Kjo do të thotë që elementë të tjerë normalisht marrin pjesë në ndezjen e sistemit të djegies, madje edhe karburantet e tjerë.
Para-trajtimi i biomasës
Biomasa, para se të vazhdojë me djegien e saj në kazan, duhet t'i nënshtrohet një procesi të mëparshëm të përgatitjes, i cili lehtësojnë procesin e reagimit midis karburantit dhe oksiduesit.
Ky proces lehtëson djegien pasi rregullon rrënjësisht granulometrinë dhe shkallën e lagështisë.
Tërësia e proceseve ose trajtimet e mëparshme kanë tre objektiva themelorë:
- Homogjenizohen hyrja e biomasës në kazan, në mënyrë që kazani të marrë një rrjedhë konstante të energjisë me një vlerë të ngjashme.
- Ulje granulometria e saj për të rritur sipërfaqen specifike të saj.
Në fakt, sa më e vogël të jetë madhësia e kokrrës, aq më e madhe është sipërfaqja në mënyrë që karburanti dhe oksiduesi të mund të reagojnë, duke përshpejtuar kështu reagimin dhe duke zvogëluar sasinë e biomasës që nuk reagon (e pa djegur) - Ul lagështia që përmban, duke parandaluar që një pjesë e nxehtësisë së lëshuar gjatë djegies të përdoret si nxehtësi e avullimit të ujit, duke zvogëluar temperaturën e tymrave.
E gjithë kjo duhet të bëhet gjithashtu me konsumi më i ulët i mundshëm i energjisë, pasi që e gjithë energjia e konsumuar në këto procese, përveç nëse është energji e mbetur ose energji që mund të përdoret pa ndonjë kosto, do të thotë një rënie e energjisë neto të gjeneruar nga impianti.
Kaldaja e biomasës
Kaldaja është padyshim e pajisjet kryesore të një impianti termoelektrik me djegie të biomasës.
Në të, kryhet procesi i transformimit të energjisë kimike që përmbahet në biomasë në energji termike, e cila më vonë do të shndërrohet në energji mekanike.
Kaldaja, përveç që është pajisja kryesore, është edhe shqetësimi kryesor i teknikëve që janë të ngarkuar me funksionimin e një impianti.
Withoutshtë pa dyshim pajisjet që mund të shkaktojnë problemet më të mundshme, shkaktojnë më shumë joproduktive dhe kërkojnë mirëmbajtjen më të rreptë.
Arsyet pse kaldaja është pajisje problematike janë si më poshtë:
- Isshtë një teknologji në zhvillim e sipër, jo e zhvilluar mjaftueshëm. Përballë përvojës së madhe të grumbulluar në proceset e tjera të djegies që çlirojnë një sasi të madhe të energjisë termike nga oksidimi i një lënde djegëse të ngurtë, siç janë impiantet e qymyrit, djegia e biomasës përballet me një sërë problemesh të reja që ende nuk janë adresuar. Janë zgjidhur plotësisht në mënyrë të kënaqshme.
- Përmbajtja e lartë e kaliumit dhe klorit në biomasë shkakton shkallëzim dhe korrozion në pjesë të ndryshme të bojlerit.
- Djegia nuk është plotësisht e qëndrueshme, duke paraqitur ndryshime të konsiderueshme në presion dhe temperaturë.
- Ka shumë vështirësi në automatizimin e plotë të kontrollit të bojlerit, për shkak të ndryshueshmërisë së kushteve në të cilat biomasa mund të paraqitet në hyrje.
- Përfitimi i impianteve, madje edhe me primet për prodhimin e energjisë elektrike të ofruara nga legjislacioni spanjoll, është shumë i ngushtë, duke detyruar kursime në të gjithë përbërësit, përfshirë kazanin. Prandaj, materialet më të mira ose teknikat më të mira nuk përdoren, për shkak të kostos së rritur që ato sjellin.
Vetem nje Zgjedhja e duhur e llojit të bojlerit mund të çojë në një sukses në arritjen e një projekti të gjenerimit të energjisë elektrike të biomasësNë të njëjtën kohë, një zgjedhje e papërshtatshme do ta bëjë jashtëzakonisht të vështirë që një investim në këtë lloj impianti, i cili përfaqëson midis 1 dhe 3 milion euro për MW të energjisë elektrike të instaluar, të jetë fitimprurës.
Impiante termoelektrike të biomasës
Një impiant termoelektrik i biomasës është a impianti i gjenerimit të energjisë që përfiton nga energjia kimike që përmbahet në një sasi të caktuar të biomasës dhe që lirohet si energji termike përmes një procesi të djegies.
Në radhë të parë, një impiant rigjenerimi i energjisë së biomasës duhet të ketë një sistem të para-trajtimit të biomasës, qëllimet kryesore të të cilit janë ulja e lagështisë që përmban, përshtatja e madhësisë dhe uniformiteti i biomasës, në mënyrë që të standardizohen kushtet. në kazan dhe për të arritur efikasitetin më të lartë të sistemit të djegies.
Sapo energjia termike të lirohet në një furrë të përshtatshme, gazrat e lëshuar gjatë djegies, të përbërë nga CO2 dhe H2O kryesisht së bashku me substanca të tjera të ngurta dhe të gazta, shkëmbejnë nxehtësinë e tyre në një kazan përmes të cilit qarkullon uji, dhe që normalisht shndërrohet në avull në një presion dhe temperaturë të caktuar.
Gazrat e djegies së biomasës kalojnë nëpër kazan, duke i dhënë energjinë e tyre ujit / avullit në faza të ndryshme: muret e ujit, ngrohësi i sipërm, rrezja e avulluesit, ekonomizuesi dhe ngrohësit e ajrit.
Avulli nën presion i formuar në kazan më pas transportohet në një turbinë, ku ajo zgjerohet, duke prodhuar një transformim të ri të energjisë me të cilin shndërrohet energjia potenciale e përfshirë në avull nën presion së pari në energjinë kinetike, dhe pastaj në energjinë mekanike rrotulluese.
Kuadri legjislativ për impiantet termoelektrike të biomasës në Spanjë
Prodhimi i energjisë elektrike në Spanjë korrespondon me investitorët privatë, megjithëse është një veprimtari e rregulluar fuqimisht nga shteti.
Ligje dhe dekrete të ndryshme rregullojnë këtë veprimtari dhe është thelbësore që çdo teknik që punon në termocentralet e biomasës të njohë këtë kornizë ligjore.
Aktivitetet e ndryshme në lidhje me energjinë elektrike i nënshtrohen një ndërhyrje të caktuar shtetërore, duke pasur parasysh rëndësinë e këtyre aktiviteteve.
Tradicionalisht, është përdorur karakteri i Shërbimit Publik, me Shtetin përgjegjës për prodhimin, transportin, shpërndarjen dhe komercializimin e energjisë elektrike.
Sot nuk është më një Shërbim Publik, pasi këto aktivitete janë plotësisht të liberalizuara.
Ndërhyrja publike aktualisht ruhet pasi ato janë veprimtari që i nënshtrohen një rregullimi të fortë. Do të jetë interesante të studiohet në radhë të parë se si janë normat e ndryshme që mund të ndikojnë në aktivitetet që lidhen me prodhimin, transportimin dhe shitjen e energjisë elektrike.
Biomasa për përdorim shtëpiak
Megjithëse jam përqendruar më shumë në marrjen e energjisë për energji elektrike, përdorimi i biomasës për të gjeneruar nxehtësi për përdorimin e ngrohjes është përmendur gjithashtu dhe më mirë akoma, në një nivel shtëpiak me kaldaja dhe soba të dedikuara ekskluzivisht për të.
Nëse dëshironi më shumë informacion, mund të lexoni artikullin e kolegut tim Germán Gjithçka që duhet të dini rreth sobave me pelet
Në këtë mënyrë, nuk do të ketë askush që t'ju ndalojë në çështjen e biomasës dhe kush e di, mbase guxoni të instaloni një nga këto soba në shtëpinë tuaj.