بخشی از پاورپوینت
اسلاید 1 :
موضوع:
انرژی زیست توده
بسمه تعالی
اسلاید 2 :
زیست توده چیست؟
بقایا و مواد مشتق شده از موجودات زنده را زیستتوده مینامند. در واقع تمامی شکلهای مواد آلی، زیستتوده محسوب میشوند؛ مثل بقایا و پسماند گیاهان و حیوانات، پسماندهای شهری و کارخانهها. منابع مهم زیستتوده شامل دانههای تولید انرژی (دانههایی که برای تولید سوختزیستی در زمینهای غیرقابل کشت تولید میشوند)، باقیمانده دانههای کشاورزی، بقایای جنگلی، جلبک، بقایای میکروبی، بقایای فرآیند صنایع چوبی، پسماندهای شهری و منابع دیگر است.
اسلاید 3 :
منابع زیست توده
دستهبندیهای متفاوتی برای منابع زیستتوده وجود دارد؛ اما بهطور کلی میتوان زیستتودهها را به انواع زیستتوده لیگنوسلولزی، زیستتوده میکروبی و پسماندهای شهری، حیوانی و غذایی تقسیمبندی کرد. در ادامه، این دستهبندی شرح داده میشود.
اسلاید 4 :
زیست توده لیگنوسلولزی
لیگنوسلولز که بیشترین سهم را در تولید زیستتوده دارد، شامل پسماندهای کشاورزی و صنایع چوبی، باقیمانده جنگلداری و دانههای تولید انرژی است. این سه مورد از جمله مهمترین منابع تولید زیستتوده لیگنوسلولزی هستند. به عنوان مثال، زیستتوده گیاهی شامل نیشکر، گیاهان بومی، برخی علفهای خودرو (هرز)، ذرت، صنوبر، سپیدار و انواع مختلف گیاهان و پسماندهای صنایع مرتبط کشاورزی، کاغذ، باقیمانده برگ درختان و گیاهان، سبوس، ساقه و ریشه آنها نیز در این دسته جای دارند.
اسلاید 5 :
زیست توده میکروبی
زیستتوده میکروبی؛ زیستتودههای جلبکی، مخمر و دیگر میکروارگانیسمها را شامل میشود. حجم تولید زیستتوده میکروبی نسبت به زیستتوده لیگنوسلولزی و پسماندها کمتر است. این دسته از زیستتودهها حاوی انواع مواد پروتئینی، پلیساکاریدی، روغنی و … هستند که در صنایع متنوعی کاربرد دارند. سرعت رشد، مقاومت و انعطافپذیری این میکروارگانیسمها در مقایسه با زیستتودههای لیگنوسلولزی بسیار بیشتر است.
اسلاید 6 :
زیست تودهی پسماندهای شهری، حیوانی و غذایی
زیستتودهی پسماندهای شهری، حیوانی و غذایی معمولاً مواد آلی هستند که به شکل جامد یا مایع تولید میشود. پسماندهای جامد شهری شامل آشغالها و زبالههای شهری است. کاغذ، مقوا، مواد غذایی دور ریخته شده از جمله این موارد هستند. مواد فلزی و پلاستیکی در این دستهبندی قرار نمیگیرند. پسماندهای حیوانی نیز شامل پسماندهای دامداریها، کشتارگاهها، صنایع ماهیگیری و پرورش ماهی، صنایع لبنی، کود و لجن تولیدی احشام است.
اسلاید 7 :
فرآیندهای ترموشیمیایی
احتراق مستقیم :
در این فناوری، منابع جامد زیست توده نظیر زائدات جنگلی کشاورزی، زائدات صنایع غذایی و زباله های شهری مستقیماً در بویلرهای خاصی سوزانده شده و از حرارت حاصل برای تولید برق، حرارت و یا برق و حرارت استفاده می شود. مهمترین تکنولوژی تولید برق در این گروه زباله سوزها و چوب سوزها می باشند.
اسلاید 8 :
پیرولیز :
پیرولیز، واکنش منابع زیست توده در دمای بالا و بدون حضور هوا که منجر به تجزیه آنها می شود را می نامند. محصولات نهایی پیرولیز بفرم جامد (ذغال)، مایع (روغنهای اکسیژنه) و گاز (متان، مونواکسید و دی اکسید کربن) می باشند.
اسلاید 9 :
گازی کردن در دمای پایین :
این تکنولوژی اساساً تجزیه به کمک گرما می باشد. در این تکنولوژی، ضمن حرارت دادن به منابع زیست توده و در حضور هوای بسیار کم، گازهای متان، دی و مونو اکسید کربن و هیدروژن تولید می شود.
اسلاید 10 :
گازی کردن در دمای بسیار بالا :
این تکنولوژی اساساً تجزیه به کمک گاز یونیزه دما بالا (حالت چهارم ماده پلاسما) می باشد. در این تکنولوژی، ضمن حرارت دادن به منابع زیست توده با ایجاد دمای بسیار بالا ( ۳۵۰۰ تا ۲۰۰۰۰ درجه سلسیوس)، در حضور هوای بسیار کم، گاز متان، دی و مونو اکسید کربن و هیدروژن تولید می شود.
اسلاید 11 :
کربنیزه کردن :
این تکنولوژی جزو قدیمی ترین تکنولوژی ها می باشد و محصول نهایی آن ذغال چوب، برق و حرارت می باشد. اخیراً نمونه های موفقی از آن در کانادا جهت تولید برق یا ذغال ( قابل استفاده در صنایعی نظیر سیمان) راه اندازی شده و مورد بهره برداری قرار گرفته است.
مایع سازی کاتالیستی :
در این تکنولوژی، منابع زیست توده در دمای پایین و فشار بالا قرار می گیرند و محصول نهایی مایعی با ارزش حرارتی نسبتاً بالاست.
اسلاید 12 :
فرآیندهای بیوشیمیایی
هضم بیهوازی :
فرآیند تجزیه منابع زیست توده توسط باکتریها در عدم حضور هوا بوده و در آن متان و محصولات جنبی با ارزش حرارتی متوسط(بیوگاز) تولید می شود. بارزترین نمونه این فرآیند در لندفیل هاست. اخیراً نیز هاضم های مخزنی بشدت مورد توجه قرار گرفته اند.
اسلاید 13 :
هضم هوازی :
تخمیر هوازی در منابع زیست توده مایع کاربرد دارد. در این روش نیز باکتری های خاصی عمل تخمیر را انجام می دهند. محصول خروجی حرارت، دی اکسید کربن و نیز مقدار کمی بیوگاز می باشد.
تخمیر الکلی :
این تکنولوژی جهت تولید سوخت های تجدیدپذیر کاربرد دارد. محصول نهایی بیواتانول، بیودیزل و انواع روغن ها می باشد.
اسلاید 14 :
تولید برق از دفنگاه زباله
در صورت دفن زباله های خانگی و در حالت عدم حضور اکسیژن، بخش آلی زباله های مدفون تجزیه شده و ترکیبی از گازهای متان، دی اکسید کربن، هیدروژن، ازت و مقدار کمی ترکیبات کلر و فلوئور و رطوبت تولید می شود. معمولا تولید گاز پس از دو ماه از دفن آغاز شده و تا ۱۰۰ سال نیز ادامه می یابد.
اسلاید 15 :
تولید انرژی به روش پلاسما
با عبور یک جریان مستقیم بین کاتد و آند مشعل قوسی پلاسما و عبور همزمان هوا در فضای حلقوی شکل، محیطی با گرمای بسیار زیاد بین 5000 تا 10000 درجه سلسیوس ایجاد می شود.
اسلاید 16 :
گاز سنتز تولید شده از گازی سازی مواد آلی عمدتاً شامل مونواکسید کربن و هیدروژن می باشد. گاز سنتز تولیدی اغلب بعد از تصفیه از گاز طبیعی تمیزتر می باشد . ارزش گرمای آن بستگی به مواد اولیه (زباله) بکار گرفته دارد اما نوعاً گاز سنتز تولید شده ارزش حرارتی در حدود از MJ/m3 ۱۰ - ۱۵ دارد.
اسلاید 17 :
تولید برق از بیوگاز
در این روش زباله پس از تفکیک، خرد شده و با شیرابه، لجن فاضلاب و . مخلوط شده و در مخازنی در دمای بالاتر از محیط به صورت بیهوازی توسط باکتری های خاصی هضم شده و گاز تولیدی پس از پالایش به سیستم Gas Engine منتقل شده و سپس برق تولید می شود
اسلاید 18 :
مزایای سوختهای زیستی
قیمت: هزینه سوختهای زیستی در مقایسه با بنزین و سایر سوختهای فسیلی کمتر است.
مواد اولیه: نفت منبع محدودی است و از مواد مشخصی به دست میآید ولی سوختهای زیستی از گسترهی وسیعی از مواد مانند محصولات زائد، کود و دیگر مواد فرعی به دست میآیند.
تجدید پذیری: تولید سوختهای فسیلی زمان بر میباشد اما سوختهای زیستی با تولید محصولات و جمع آوری زبالهها قابل تولید است.
امنیت: سوختهای زیستی را میتوان به صورت محلی تولید کرد که باعث کاهش وابستگی به کشورهای خارجی میشود. با کاهش وابستگی به منابع سوخت خارجی، کشورها میتوانند استفاده از منابع انرژی خود را حفظ و آنها را از تأثیرات خارجی ایمن سازند.
تحریک اقتصادی: سوختهای زیستی به صورت محلی تولید میشوند، بنابراین کارخانههای تولیدی سوختهای زیستی میتوانند صدها یا هزاران نفر از کارگران را استخدام کرده و فرصتهای شغلی جدید ایجاد کنند.
اسلاید 19 :
معایب استفاده از سوختهای زیستی
خروجی انرژی: سوختهای زیستی خروجی انرژی پایین تری نسبت به سوختهای فسیلی دارند و در نتیجه برای تولید همان مقدار انرژی، باید منابع انرژی بیشتری مصرف شود.
هزینه بالا: برای ساخت کارخانههای تولیدی به منظور افزایش مقدار سوختهای زیستی، سرمایه گذاری اولیه بالایی مورد نیاز است.
کمبود مواد غذایی: استفادهی بیش از حد از زمینهای زراعی برای کشت محصولات سوختی میتواند بر هزینههای مواد غذایی تاثیر داشته باشد و منجر به کمبود مواد غذایی شود.
مصرف آب: برای آبیاری مناسب محصولات سوخت های زیستی و همچنین برای تولید سوخت مقدار زیادی آب مورد نیاز است که میتواند تهدیدی برای منابع آب محلی و منطقهای باشد.
اسلاید 20 :
تاریخچه بهرهگیری از زیستتوده درایران
محمدبن حسین عاملی معروف به شیخ بهائی (۱۰۳۱–۹۳۵ هجری قمری) جزء نخستین کسانی بوده که از بیوگاز حاصل از زیست توده (فاضلاب حمام) استفاده کرده و آن را به عنوان سوخت یک حمام در اصفهان به کار بردهاست.
اولین هاضم تولید گاز متان در ایران در روستاهای نیازآباد لرستان در سال ۱۳۵۴ ساخته شدهاست. این دستگاه به گنجایش ۵ متر مکعب فضولات گاوی روستا را مورد استفاده قرار داده و بیوگاز مصرفی حمام مجاور را تأمین مینمودهاست.
از نظر استفادههای سنتی از این منبع، مطابق سرشماری سال ۱۳۷۵، ۱۰ درصد خانوارهای روستایی برای گرمایش منازل خود و ۵ درصد خانوارهای روستایی برای پختوپز عمدتاً از چوب و فضولات دامی استفاده میکردهاند.
