Ang unang bagay na dapat mong malaman ay ang biomass ay walang hihigit sa organikong bagay na pinagmulan ng halaman o hayop, ang organikong basura at basura ay kasama dito, kung alin mananagot na gagamitin upang makabuo ng enerhiya.
Ang dahilan ay dahil sa ang katunayan na ang mga halaman ay binago ang nagliliwanag na enerhiya ng Araw sa enerhiya ng kemikal sa pamamagitan ng potosintesis at bahagi ng enerhiya na ito ay nakaimbak sa anyo ng mga organikong bagay, na maaari nating samantalahin.
Sa kasalukuyan, ang sumusunod na kahulugan ng biomass ay tinatanggap:
"Ang Biomass ay itinuturing na isang pangkat ng mga nababagong produkto ng enerhiya at mga hilaw na materyales na nagmula sa mga organikong bagay na nabuo sa pamamagitan ng biological na paraan".
Para sa kadahilanang ito na ang konsepto ng mga fossil fuel at ang organikong bagay na nagmula sa kanila tulad ng mga plastik at karamihan sa mga produktong gawa ng tao ay wala sa lugar sa kahulugan ng biomass.
Bagaman ang mga fuel na ito at nagmula sa mga organikong materyales ay may biyolohikal na pinagmulan, ang kanilang pagbuo ay naganap noong mga nakaraang panahon.
Samakatuwid ang Biomass ay isang nababagong enerhiya na pinagmulan ng solar sa pamamagitan ng potosintesis ng mga halaman.
Bukod dito, ayon sa Direktiba 2003/30 / EC ang biomass ay:
"Ang nabubulok na maliit na bahagi ng mga produktong basura at residu mula sa agrikultura, kagubatan at mga kaugnay na industriya, pati na rin ang nabubulok na bahagi ng basurang pang-industriya at munisipal."
Mula sa kung ano ang napagtanto namin na sa pangkalahatan, ang anumang kahulugan ng biomass ay sumasaklaw sa 2 mga termino higit sa lahat; nababagong at organiko.
Biomass bilang mapagkukunan ng enerhiya
Mula pa noong sinaunang panahon, ang tao ay gumamit ng biomass bilang mapagkukunan ng enerhiya upang maisakatuparan ang kanyang pang-araw-araw na gawain.
Dahil ang paggamit ng mga fossil fuel ay nagsimulang makakuha ng lakas, ang biomass ay nakalimutan sa isang mas mababang eroplano, kung saan ang kontribusyon nito sa pangunahing paggawa ng enerhiya ay bale-wala.
Ngayon, salamat sa iba't ibang mga kadahilanan, ang biomass ay nagkaroon ng muling pagkabuhay bilang isang mapagkukunan ng enerhiya.
Ang mga kadahilanan na naging responsable para sa muling pagbuhay ng biomass bilang isang mapagkukunan ng enerhiya ay:
- Ang tumataas na presyo ng langis.
- Tumaas na produksyon sa agrikultura.
- Kailangang humingi ng mga kahaliling gamit sa paggawa ng agrikultura.
- Pagbabago ng klima
- Posibilidad ng paggamit ng pang-agham at panteknikal na kaalaman upang ma-optimize ang proseso ng paggawa ng enerhiya.
- Ang kanais-nais na balangkas ng ekonomiya para sa pagpapaunlad ng mga halaman na gumagamit ng biomass bilang fuel, salamat sa mga subsidyong produksyon na natanggap ng mga power generating plant na may ganitong mapagkukunan.
- Nahihirapan sa pagkontrol upang makabuo ng iba pang mga uri ng proyekto, na iniiwan ang biomass bilang pinaka makatuwirang kahalili upang kumita ang isang pang-ekonomiyang pamumuhunan.
Mga uri ng biomass
Ang biomass na nakalaan para sa paggawa ng enerhiya ay nakuha mula sa mga labi ng kagubatan, mula sa mga industriya ng una at pangalawang pagbabago ng kahoy, mula sa organikong bahagi ng solidong basurang lunsod, mula sa basura mula sa mga operasyon ng hayop, mula sa mga produktong agrikultura at kagubatan, enerhiya mga pananim, ang mga nakatakdang eksklusibo sa kanilang pagsasamantala upang makakuha ng biomass.
Pangkalahatan, ang biomass ay nakuha mula sa anumang organikong produktong madaling kapitan sa paggamit ng enerhiya, kahit na ito ang pangunahing mga.
Likas na biomass
Ang likas na biomass ay ginawa sa natural ecosystem. Ang masinsinang pagsasamantala sa mapagkukunang ito ay hindi tugma sa pangangalaga ng kalikasan, kahit na ito ay isa sa pangunahing mapagkukunan ng enerhiya sa mga hindi maunlad na bansa.
Ang likas na biomass na ito ay nilikha nang walang anumang interbensyon ng tao upang mabago o mapahusay ito.
Ito ay panimula tungkol sa mga nalalabi sa kagubatan:
- Nananatili ang mga derivatives ng paglilinis ng mga kagubatan at plantasyon
- Kahoy at mga sanga
- Mga Conifers
- Malabong
Natitirang biomass
Ang natitirang biomass ay kung ano nabuo sa mga gawain ng tao na gumagamit ng organikong bagay. Ang pag-aalis nito sa maraming mga kaso ay isang problema. Ang ganitong uri ng biomass ay nauugnay ang mga pakinabang sa paggamit nito:
- Binabawasan ang mga peligro sa polusyon at sunog.
- Bawasan ang landfill space.
- Ang mga gastos sa produksyon ay maaaring maging mababa.
- Ang mga gastos sa transportasyon ay maaaring maging mababa.
- Iwasan ang emissions ng CO2.
- Lumikha ng mga trabaho.
- Nag-aambag sa kaunlaran sa bukid.
Ang natitirang biomass ay nahahati naman sa isang serye ng mga kategorya na nabanggit sa ibaba.
Sobra sa agrikultura
Ang mga sobra sa agrikultura na hindi ginagamit para sa pagkonsumo ng tao ay itinuturing na angkop para magamit bilang biomass para sa mga hangarin sa enerhiya.
Ang paggamit ng mga produktong pang-agrikultura na ginamit sa chain ng pagkain ng tao ay nagdulot ng hindi makatarungang masamang pangalan ng paggamit ng biomass para sa mga hangarin sa enerhiya, dahil ang paggamit na ito ay inakusahan ng pagtaas ng gastos ng ilang mga produktong agrikultura na batayan ng pagkain sa maraming ikatlong mundo at umuunlad na mga bansa.
Ang mga surplus na pang-agrikultura na ito ay maaaring magamit pareho bilang gasolina sa mga halaman sa pagbuo ng kuryente at ginawang mga biofuel.
Mga pananim na enerhiya
Ang mga pananim na enerhiya na nabanggit sa itaas ay tiyak na mga pananim na nakatuon ng eksklusibo sa paggawa ng enerhiya.
Hindi tulad ng tradisyonal na mga pananim na pang-agrikultura, ang kanilang pangunahing katangian ay ang sa kanila mataas na pagiging produktibo ng biomass at mataas na kalinisan, na ipinahayag sa mga katangiang tulad ng paglaban sa pagkauhaw, sakit, sigla, maagang paglaki, kapasidad ng muling pagtubo at pagbagay sa mga marginal na lupa.
Ang mga pananim sa enerhiya ay maaaring magsama ng mga tradisyunal na pananim (cereal, tubo, mga langis) at hindi pang-maginoo (cynara, pataca, sweet sorghum) na napapailalim sa maraming mga pag-aaral upang matukoy ang kanilang mga pangangailangan sa paglilinang.
Mga proseso ng pagbabago ng biomass
Tulad ng nakikita sa itaas, ang mahusay na pagkakaiba-iba ng mga materyales na umiiral sa loob ng konsepto ng biomass ay nagbibigay-daan sa pagkakalikha ng a iba't ibang mga posibleng proseso ng pagbabago ng biomass na ito sa enerhiya.
Para sa kadahilanang ito, ang biomass ay maaaring mabago sa iba't ibang mga anyo ng enerhiya sa pamamagitan ng paglalapat ng iba't ibang mga proseso ng conversion, ang mga ganitong uri ng enerhiya ay:
Init at singaw
Posibleng makabuo ng init at singaw sa pamamagitan ng pagsunog ng biomass o biogas.
Ang init ay maaaring maging pangunahing produkto para sa mga aplikasyon sa pag-init at pagluluto, o maaari itong maging isang by-produkto ng pagbuo ng kuryente sa mga halaman na nagpapalakas ng kuryente at singaw.
Gas na gasolina
Ang biogas na ginawa sa anaerobic digestion o gasification na proseso ay maaaring gamitin sa panloob na mga engine ng pagkasunog para sa pagbuo ng elektrisidad, para sa pagpainit at pag-ikondisyon sa mga domestic, komersyal at pang-institusyong sektor at sa binagong mga sasakyan.
Biofuels
Ang produksyon ng mga biofuels tulad ng ethanol at biodiesel (maaari mong tingnan ang artikulong Paano gumawa ng homemade biodiesel) ay may potensyal na palitan ang malaking halaga ng fossil fuel sa maraming aplikasyon sa transportasyon.
Ang malawak na paggamit ng etanol sa Brazil ay ipinakita, sa loob ng higit sa 20 taon, iyon ang mga biofuel ay maaaring magawa sa teknikal sa isang malaking sukat.
Sa Estados Unidos at Europa, ang kanilang produksyon ay dumarami at ang mga ito ay nai-market na halo-halong may derivatives ng petrolyo.
Halimbawa, ang timpla na tinatawag na E20, na binubuo ng 20% ethanol at 80% petrolyo, ay naaangkop sa karamihan sa mga engine ng pag-aapoy.
Sa kasalukuyan, ang ganitong uri ng gasolina ay tumatanggap ng ilang uri ng magbigay o tulong ng estado, ngunit, sa hinaharap, sa pagtaas ng mga pananim ng enerhiya at mga antas ng ekonomiya, ang pagbawas ng mga gastos ay maaaring gawing mapagkumpitensya ang kanilang produksyon.
Koryente
Ang elektrisidad na nabuo mula sa biomass ay maaaring ibenta bilang "berdeng enerhiya", mula pa hindi ito nag-aambag sa epekto ng greenhouse dahil wala itong emissions ng carbon dioxide (CO2).
Ang ganitong uri ng enerhiya ay maaaring mag-alok ng mga bagong pagpipilian sa merkado, dahil ang istraktura ng gastos nito ay magbibigay-daan sa mga gumagamit na suportahan ang mas mataas na antas ng pamumuhunan sa mahusay na mga teknolohiya, na magpapataas sa industriya ng bioenergy.
Co-henerasyon (init at elektrisidad)
Ang co-henerasyon ay tumutukoy sa sabay-sabay na paggawa ng singaw at kuryente, na maaaring mailapat sa maraming mga pang-industriya na proseso na nangangailangan ng parehong anyo ng enerhiya.
Halimbawa, sa Central America, ang prosesong ito ay napaka-karaniwan sa industriya ng asukal, kung saan posible na samantalahin ang proseso ng basura, higit sa lahat ang bagasse.
Dahil sa mataas na pagiging maaasahan ng bagasse na magagamit, ayon sa kaugalian, ang co-henerasyon ay isinasagawa medyo mahusay. Gayunpaman, sa mga nagdaang taon ay nagkaroon ng kalakaran upang mapabuti ang proseso upang makabuo ng mas maraming kuryente at ibenta ang sobra sa grid ng kuryente.
Ang mga proseso na maaaring sundin upang maisakatuparan ang pagbabagong ito ay maaaring hatiin sa pisikal, pisikal-kemikal, thermochemical at biological.
Pagkasunog sa mga halaman ng biomass
Sa madaling salita, ang pagkasunog ay isang mabilis na reaksyon ng kemikal, kung saan pinagsasama ang oxygen mula sa hangin (ano ang oxidizer) na may iba't ibang mga elemento ng oxidizing ng gasolina kaya nagmula sa paglabas ng init.
Para sa kadahilanang ito, para maganap ang prosesong kemikal na ito, ang 4 na pangyayaring ito ay dapat mangyari:
- Dapat mayroong isang sapat na halaga ng gasolina, ibig sabihin, biomass.
- Dapat itong gumawa ng sapat na halaga ng combustion air, na naglalaman ng oxygen na kinakailangan upang mag-oxidize o mag-react sa fuel.
- Ang temperatura ay dapat sapat na mataas upang maganap ang reaksiyon at mapanatili. Kung ang temperatura ay hindi lalampas sa isang tiyak na halaga, na tinatawag na temperatura ng pag-aapoy, oxidizer at gasolina ay hindi tumutugon.
- Dapat mayroong isang nagsisimula ng pagkasunog, karaniwang isang paunang mayroon nang apoy. Nangangahulugan ito na ang iba pang mga elemento ay karaniwang nakikilahok sa pag-aapoy ng sistema ng pagkasunog, kahit na iba pang mga fuel.
Biomass pretreatment
Bago ang pagkasunog sa boiler, ang biomass ay dapat na sumailalim sa isang paunang proseso ng paghahanda, na mapadali ang proseso ng reaksyon sa pagitan ng fuel at oxidizer.
Pinapadali ng prosesong ito ang pagkasunog dahil sa panimula nitong inaayos ang granulometry at antas ng halumigmig.
Ang hanay ng mga proseso o nakaraang paggamot ay may tatlong pangunahing layunin:
- Homogenize ang pag-input ng biomass sa boiler, upang ang boiler ay tumatanggap ng isang pare-pareho na daloy ng enerhiya ng isang katulad na halaga.
- Bumaba granulometry nito upang madagdagan ang tiyak na lugar na ito sa ibabaw.
Sa katunayan, mas maliit ang laki ng butil, mas malaki ang lugar sa ibabaw upang ang gasolina at ang oxidizer ay maaaring tumugon, sa gayon ay mapabilis ang reaksyon at bawasan ang dami ng biomass na hindi tumugon (hindi nasunog) - Bawasan ang halumigmig na naglalaman nito, ang pag-iwas sa bahaging iyon ng init na inilabas sa pagkasunog ay ginagamit bilang init ng singaw ng tubig, binabawasan ang temperatura ng mga usok.
Ang lahat ng ito ay dapat ding gawin sa pinakamababang posibleng pagkonsumo ng enerhiya, dahil ang lahat ng enerhiya na natupok sa mga prosesong ito, maliban kung ito ay natitirang enerhiya o enerhiya na maaaring magamit nang walang gastos, ay nangangahulugang isang pagbawas sa netong enerhiya na nabuo ng halaman.
Ang biomass boiler
Ang boiler ay tiyak na pangunahing kagamitan ng isang biomass combustion thermoelectric plant.
Dito, isinasagawa ang proseso ng pagbabago ng enerhiya ng kemikal na nilalaman ng biomass patungo sa thermal energy, na sa paglaon ay mababago sa mekanikal na enerhiya.
Ang boiler, bilang karagdagan sa pagiging pangunahing kagamitan, ay din ang pangunahing pag-aalala ng mga tekniko na namamahala sa pagpapatakbo ng isang halaman.
Ito ay walang alinlangan ang kagamitan na maaaring maging sanhi ng pinaka-potensyal na mga problema, maging sanhi ng pinaka-downtime, at nangangailangan ng pinaka mahigpit na pagpapanatili.
Ang mga kadahilanan kung bakit ang boiler ay may problemang kagamitan ay ang mga sumusunod:
- Ito ay isang umuusbong na teknolohiya, hindi sapat na binuo. Nahaharap sa mahusay na karanasan na naipon sa iba pang mga proseso ng pagkasunog na naglalabas ng isang malaking halaga ng thermal enerhiya mula sa oksihenasyon ng isang solidong gasolina, tulad ng mga halaman ng karbon, ang pagkasunog ng biomassa ay nakaharap sa isang serye ng mga bagong problema na hindi pa natutugunan. kasiya-siya.
- Ang mataas na nilalaman ng potasa at kloro ng biomass ay nagdudulot ng sukat at kaagnasan sa iba't ibang bahagi ng boiler.
- Ang pagkasunog ay hindi ganap na matatag, na nagpapakita ng makabuluhang mga pagkakaiba-iba sa presyon at temperatura.
- Mayroong malaking kahirapan sa ganap na pag-automate ng kontrol ng boiler, dahil sa pagkakaiba-iba ng mga kundisyon kung saan maaaring ipakita ang biomass sa pasukan.
- Ang kakayahang kumita ng mga halaman, kahit na may mga premium para sa produksyon ng kuryente na inaalok ng batas ng Espanya, ay masikip, na nangangailangan ng pag-save sa lahat ng mga bahagi, kabilang ang boiler. Samakatuwid, ang pinakamahusay na mga materyales o ang pinakamahusay na mga diskarte ay hindi ginagamit, dahil sa mas mataas na gastos na kinakailangan nila.
Isa lang Ang wastong pagpili ng uri ng boiler ay maaaring humantong sa isang tagumpay sa pagkamit ng isang proyekto ng pagbuo ng lakas na biomassSa parehong oras, ang isang hindi naaangkop na pagpipilian ay magiging mahirap para sa isang pamumuhunan sa ganitong uri ng halaman, na kumakatawan sa pagitan ng 1 at 3 milyong euro bawat MW ng naka-install na elektrisidad na kuryente, upang kumita.
Mga halaman ng biomass thermoelectric
Ang isang halaman ng biomass thermoelectric ay isang planta ng pagbuo ng kuryente na sinasamantala ang enerhiya ng kemikal na nilalaman sa isang tiyak na halaga ng biomass at iyon ay pinakawalan bilang thermal energy sa pamamagitan ng proseso ng pagkasunog.
Sa unang lugar, ang isang biomass energy recovery plant ay dapat magkaroon ng isang biomass pretreatment system, ang pangunahing layunin nito ay upang mabawasan ang halumigmig na nilalaman nito, upang maiakma ang laki at pagkakapareho ng biomass, upang gawing pamantayan ang mga kundisyon. boiler at makamit ang pinakamataas na kahusayan ng sistema ng pagkasunog.
Kapag ang thermal enerhiya ay inilabas sa isang naaangkop na hurno, ang mga gas na inilabas sa pagkasunog, na binubuo ng CO2 at H2O na halos kasama ang iba pang mga solid at gas na sangkap, pinalitan ang kanilang init sa isang boiler kung saan umikot ang tubig, at kung saan ay normal na ginawang steam sa isang tiyak na presyon at temperatura.
Ang mga gas ng pagkasunog ng biomass ay dumaan sa boiler, na nagbibigay ng kanilang lakas sa tubig / singaw sa iba't ibang yugto: mga pader ng tubig, superheater, vaporizer beam, economizer at air preheater.
Ang singaw sa ilalim ng presyon na nabuo sa boiler pagkatapos ay ihatid sa isang turbine, kung saan ito ay lumalawak, na gumagawa ng isang bagong pagbabago ng enerhiya kung saan ang potensyal na enerhiya na nilalaman sa singaw sa ilalim ng presyon ay na-convert una sa lakas na gumagalaw, at paglaon sa paikot na mekanikal na mekanikal.
Batas ng pambatasan para sa mga halaman ng biomass thermoelectric sa Espanya
Ang pagbuo ng kuryente sa Espanya ay tumutugma sa mga pribadong mamumuhunan, bagaman ito ay isang aktibidad na malakas na kinokontrol ng estado.
Ang iba`t ibang mga batas at pasiya ang kumokontrol sa aktibidad na ito, at mahalaga para sa sinumang tekniko na nagtatrabaho sa mga biomass power plant na malaman ang ligal na balangkas na ito.
Ang iba't ibang mga aktibidad na nauugnay sa elektrikal na enerhiya ay napapailalim sa isang tiyak na interbensyon ng estado, na binigyan ng kahalagahan ng mga aktibidad na ito.
Ayon sa kaugalian, ginamit ang katangian ng Serbisyong Publiko, na may pananagutan ang Estado para sa pagbuo, transportasyon, pamamahagi at gawing pangkalakalan ng elektrisidad na enerhiya.
Ngayon ay hindi na ito isang Public Service, dahil ang mga aktibidad na ito ay ganap na na-liberal.
Ang interbensyon ng publiko ay kasalukuyang pinananatili dahil ang mga ito ay mga aktibidad na napapailalim sa matibay na regulasyon. Nakatutuwang mag-aral sa una kung paano ang iba`t ibang mga kaugalian na maaaring makaapekto sa mga aktibidad na nauugnay sa henerasyon, transportasyon at pagbebenta ng enerhiya na elektrisidad.
Biomass para sa domestic na paggamit
Kahit na mas nakatuon ang pansin ko sa pagkuha ng enerhiya para sa elektrisidad, ang paggamit ng biomass upang makabuo ng init para sa paggamit ng pag-init ay nabanggit din at mas mabuti pa, sa isang domestic level na may mga boiler at kalan na eksklusibo na nakatuon dito.
Kung gusto mo ng karagdagang impormasyon maaari mong basahin ang artikulo ng aking kasamahan na si Germán Lahat ng kailangan mong malaman tungkol sa mga pellet stoves
Sa ganitong paraan, walang pipipigil sa iyo sa isyu ng biomass at kung sino ang nakakaalam, marahil ay naglakas-loob kang i-install ang isa sa mga kalan na ito sa iyong bahay.