Понимание энергетических ресурсов биомассы

В мире производства энергии биомасса является одним из распространенных способов производства энергии с использованием отходов животноводства, древесных гранул и т. д. для выработки электроэнергии. Несмотря на то, что могут быть некоторые факторы окружающей среды, энергия биомассы называется возобновляемым источником энергии. До сих пор ведутся споры о том, является ли биомасса самым экологичным видом энергии по сравнению с другими.

С годами энергия биомассы кажется выгодной и служит альтернативным источником энергии с большим потенциалом, чтобы быть как надежным, так и стабильным. В Великобритании сегодня потребляется более 45% возобновляемой энергии, энергия биомассы обеспечивает около 12%, что довольно много. Это делает его вторым по величине источником после ветра. Сегодня вы познакомитесь с определением, применением, типами, работой, влиянием на окружающую среду, преимуществами и недостатками энергии биомассы. вы также узнаете, как биомасса преобразуется в энергию и как она используется для производства электроэнергии.

Что такое энергия биомассы?

Биомасса означает просто «органическое вещество». То есть биомасса — это все, что живо или было живым, например отходы животноводства, отходы урожая, садовые отходы и т. д. Таким образом, возобновляемая энергия биомассы — это энергия, полученная методом использования биомассы. Биомасса получает и хранит энергию солнца, растения поглощают солнечную энергию в процессе, называемом фотосинтезом. Химическая энергия растений передается животным, и люди их едят.

Растительный и животный материал также может быть сахарным тростником, кукурузой, щепой или даже навозом. Эти материалы называются исходным сырьем при использовании в качестве биомассы.

По данным ЕС и ООН, биомасса является возобновляемым источником энергии, поскольку ее можно возобновить, посадив больше деревьев и растений. Тем не менее, это может быть не так зелено, как можно было бы надеяться, потому что сжигание биомассы создает углеродный долг, для повторного погашения которого может потребоваться до 104 лет. Но он по-прежнему считается возобновляемым источником из-за следующего:

• Отходы лесных ресурсов, заводов и обрезки древесины никогда не перестанут существовать.
• Леса управляются должным образом благодаря их преимуществам.

Источники биомассы для производства энергии включают:

• Древесина и отходы деревообработки – дрова, древесные гранулы и щепа, опилки и отходы пиломатериалов и мебельного производства, а также черный щелок от целлюлозно-бумажных предприятий.
• Сельскохозяйственные культуры и отходы – кукуруза, соя, сахарный тростник, просо, древесные растения и водоросли, а также отходы сельскохозяйственной и пищевой промышленности.
• Биогенные материалы в твердых бытовых отходах – изделия из бумаги, хлопка и шерсти, а также пищевые, садовые и древесные отходы.
• Навоз животных и человеческие нечистоты

Применение энергии биомассы

Применение энергии биомассы столь обширно, но сырье из биомассы можно использовать для создания 3 типов энергии; тепло, электричество и биотопливо, такое как биодизель. Большинство заводов по производству биомассы выполняют несколько задач, поскольку они производят как тепло, так и электричество. Эти станции часто называют ТЭЦ (комбинированные теплоэлектроцентрали). Они создают тепло, просто сжигая сырье, как это делалось тысячи лет назад.

Применение энергии биомассы может варьироваться от небольших печей, используемых в домах, до крупных электростанций, используемых централизованными коммунальными службами для производства электроэнергии. В жилых помещениях биомасса используется в основном для приготовления пищи и отопления. Древесина является наиболее распространенным источником топлива, хотя можно использовать и другие материалы. Дровяные печи новой конструкции могут повысить эффективность системы охлаждения или отопления, уменьшив количество требуемого топлива.

В промышленности и на предприятиях использование энергии биомассы включает отопление помещений, нагрев горячей воды и производство электроэнергии. Большинство промышленных предприятий, таких как лесопилки, естественным образом производят органические отходы.

В 2020 году энергия биомассы предлагает около 4 532 триллиона британских тепловых единиц (ТБТЕ) или около 4,5 квадриллиона (БТЕ), что составляет около 4,9% от общего потребления первичной энергии в США. Около 2 101 ТБте приходится на древесину и полученную из древесины биомассу, 2 000 ТБте приходится на биотопливо (в основном этанол) и 430 ТБте приходится на биомассу бытовых отходов.

Типы энергетических ресурсов биомассы

Ниже приведены различные типы источников энергии из биомассы:

Древесина и древесные отходы

Это наиболее распространенная форма источников энергии из биомассы. Он использовался в течение тысяч лет для сжигания древесины для отопления и приготовления пищи. Биомасса продолжает оставаться основным источником энергии и сегодня:около 84 процентов используемого в США топлива из древесины и древесных отходов потребляется промышленностью, коммерческими предприятиями и производителями электроэнергии. Остальное, в основном древесина, используется в домах для отопления и приготовления пищи.

К наиболее распространенным древесным отходам относятся кора, опилки, щепа и древесный лом. Они обеспечивают только около 2 процентов энергии, используемой сегодня. Многие предприятия деревообрабатывающей и бумажной промышленности используют древесные отходы для производства собственного пара и электроэнергии. Это экономит больше денег для компании, и им не нужно утилизировать отходы, а также потреблять столько электроэнергии.

Твердые бытовые отходы, свалочный газ и биогаз

Твердые бытовые отходы (ТБО) — это мусор или мусор, такой как пищевые отходы, обрезки газонов и листья. ТБО могут быть источником энергии либо путем сжигания ТБО на заводах по переработке отходов, либо путем улавливания биомассы. В первом мусор сжигается для производства пара, который используется либо для отопления, либо для производства электроэнергии.

на свалках биомасса гниет и выделяет газ метан, который также называют биогазом или свалочным газом. Большинство полигонов имеют систему сбора метана, который используется в качестве источника топлива. Некоторые молочные фермеры получают биогаз из резервуаров, называемых «варочными котлами», куда они помещают всю грязь и навоз из своих коровников.

Биотопливо

Есть два распространенных биотоплива, которые включают этанол и биодизель. Эти виды топлива изготавливаются из материалов биомассы, обычно смешанных с нефтяным топливом, таким как бензин и дизельное топливо. Хотя их можно использовать самостоятельно. Однако использование этанола или биодизеля позволяет значительно сократить сжигание ископаемого топлива. Это биотопливо обычно дороже, чем ископаемое топливо, но оно обеспечивает более чистое горение и меньше загрязняет воздух.

Этанол — это спиртовое топливо, изготовленное из сахара, содержащегося в таких зернах, как кукуруза, сорго и пшеница, а также в кожуре картофеля, рисе, сахарном тростнике, сахарной свекле и обрезках во дворе. Все еще продолжаются исследования того, как сделать этанол дешевле, используя все части растений и деревьев. С другой стороны, биодизельное топливо — это топливо, изготовленное из растительных масел, жиров или жиров, таких как переработанный ресторанный жир. Применяется в дизельных двигателях без их замены. биодизель — это возобновляемое топливо, безопасное, биоразлагаемое и снижающее выбросы большинства загрязнителей воздуха.

Воздействие биомассы на окружающую среду

Биомасса может загрязнять воздух при сжигании, но не как ископаемое топливо. Топливо из биомассы не производит загрязняющих веществ, таких как сера, при сжигании, но выделяет углекислый газ, парниковый газ. Однако при выращивании культур из биомассы почти эквивалентное количество углекислого газа улавливается посредством фотосинтеза. Различные типы ресурсов биомассы и их использование по-разному воздействуют на окружающую среду. Например, дым от сжигания древесины содержит загрязняющие вещества, такие как окись углерода и твердые частицы, в большинстве районов страны не разрешается использовать дровяные камины или печи в дни с высоким уровнем загрязнения. Также сбор и использование свалок и биогаза снижает количество метана, выбрасываемого в воздух. Метан является одним из парниковых газов, связанных с глобальным изменением климата.

Как биомасса преобразуется в энергию

Преобразование биомассы в энергию может происходить с помощью различных процессов, таких как:

• Прямое сжигание (сжигание) для получения тепла.
• Термохимическая конверсия для получения твердого, газообразного и жидкого топлива.
• Химическая конверсия для производства жидкого топлива.
• Биологическая конверсия для производства жидкого и газообразного топлива.

Прямое сжигание является наиболее распространенной формой преобразования биомассы в полезную энергию. биомассу можно сжигать непосредственно для обогрева зданий и воды, для промышленных процессов и для выработки электроэнергии в паровых турбинах. В процессе химической конверсии, известном как переэтерификация, он используется для преобразования растительных масел, животных жиров и жиров в метиловые эфиры жирных кислот. Он используется для производства биодизеля.

Биологическая конверсия включает ферментацию для преобразования биомассы в этанол и анаэробное сбраживание для получения возобновляемого природного газа. Этот возобновляемый природный газ также называется биогазом или биометаном.

Когда биомасса сжигается, она высвобождает энергию в виде тепла, которое используется для производства пара. Энергия пара направляется по трубам на работу турбин. Пар поднимается вверх, приводя в действие турбины, которые в конечном итоге производят электричество или тепло для дома и промышленности.

Посмотрите видео ниже, чтобы узнать больше о преобразовании биомассы в энергию:

Преимущества и недостатки энергетических ресурсов биомассы

Преимущества:

Ниже приведены преимущества использования энергии биомассы в различных сферах ее применения.

• Биомасса — это чистый источник энергии.
• Это хорошо для матушки-природы и бизнеса.
• Биомасса выделяет углекислый газ и улавливает его для собственного роста.
• Сводит к минимуму возможность заполнения свалок.
• Вредные отходы превращаются в полезную энергию.
• Выбросы ресурсов биомассы не наносят вреда.
• Энергия биомассы является полностью естественной и не вызывает побочных эффектов при использовании.
• Жизненный цикл ресурсов биомассы завершен.
• Это возобновляемые ресурсы.
• Энергия биомассы снижает зависимость от ископаемого топлива.
• Ресурсы биомассы можно использовать для производства разнообразных продуктов.

Недостатки:

Несмотря на хорошие преимущества энергетических ресурсов биомассы, все еще имеют место некоторые ограничения. Ниже приведены недостатки энергии биомассы в различных ее применениях.

• Биодизельное топливо, такое как этанол, сравнительно неэффективно по сравнению с ископаемым топливом.
• Иногда для повышения эффективности их смешивают с ископаемым топливом.
• Для сжигания биомассы требуется много места.
• Такие газы, как метан, выбрасываются в окружающую среду при сжигании ресурсов биомассы.
• Использование энергии биомассы приводит к ухудшению состояния окружающей среды.
• Это может быть вредно для матушки-природы.

Заключение

По данным ЕС и ООН, биомасса является возобновляемым источником энергии, поскольку ее можно возобновить, посадив больше деревьев и растений. Возобновляемая энергия биомассы – это энергия, получаемая методом использования биомассы. Сырье из биомассы можно использовать для создания 3 видов энергии; тепло, электричество и биотопливо, такое как биодизель. Это все для этой статьи, где определение, применение, типы, работа, преимущества и недостатки энергии биомассы. вы также узнали, как биомасса преобразуется в энергию и как она используется для производства электроэнергии.

Я надеюсь, что вы получили много от чтения, если да, пожалуйста, поделитесь с другими студентами. Спасибо за внимание, увидимся в следующий раз!