طاقة الكتلة الحيوية

مقالات ذات صلة

مصادر الطاقة المتجددة غير الحيوية

أزمة الطاقة تسرع الانتقال إلى الطاقة النظيفة

الطاقة الشمسية

تعتبر طاقة الكتلة الحيوية من الطاقات التي توفر لنا العديد من المصادر التي نستخدمها بشكل يومي ومن أهمها الوقود الذي يوفر الدعم لكل السيارات التي نتعامل معها بشكل يومي.

مقدمة عن طاقة الكتلة الحيوية

يمكن استخدام الكتلة الحيوية لإنتاج الكهرباء المتجددة أو الطاقة الحرارية أو وقود النقل (الوقود الحيوي)، يتم تعريف الكتلة الحيوية على أنها كائنات حية أو ميتة مؤخرًا وأي منتجات ثانوية لتلك الكائنات، نباتية أو حيوانية، يُفهم المصطلح عمومًا على أنه يستبعد الفحم والنفط والمخلفات الأحفورية الأخرى للكائنات الحية، وكذلك التربة، بالمعنى الدقيق للكلمة، تشمل الكتلة الحيوية جميع الكائنات الحية، في سياق طاقة الكتلة الحيوية، يشير المصطلح إلى تلك المحاصيل والمخلفات والمواد البيولوجية الأخرى التي يمكن استخدامها كبديل للوقود الأحفوري في إنتاج الطاقة والمنتجات الأخرى، تأخذ الكتلة الحيوية الحية الكربون أثناء نموها وتطلق هذا الكربون عند استخدامها للطاقة، مما يؤدي إلى دورة محايدة للكربون لا تزيد من تركيز غازات الاحتباس الحراري في الغلاف الجوي.

طاقة الكتلة الحيوية

يمكن إطلاق الطاقة المخزنة في الكتلة الحيوية لإنتاج كهرباء أو حرارة متجددة، يمكن توليد الطاقة الحيوية من خلال احتراق أو تغويز الكتلة الحيوية الجافة أو الغاز الحيوي (الميثان) الذي يتم التقاطه من خلال الهضم اللاهوائي الخاضع للرقابة، يعتبر حرق الكتلة الحيوية والوقود الأحفوري (عادة الفحم) وسيلة منخفضة التكلفة للحد من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري، وتحسين فعالية التكلفة، وتقليل ملوثات الهواء في محطات الطاقة الحالية، غالبًا ما يتم إنتاج الطاقة الحرارية (التدفئة والتبريد) على نطاق المبنى الفردي، من خلال الاحتراق المباشر لحبيبات الخشب ورقائق الخشب وغيرها من مصادر الكتلة الحيوية الجافة.

غالبًا ما تمثل عمليات الحرارة والطاقة المجمعة (CHP) الاستخدام الأكثر كفاءة للكتلة الحيوية (باستخدام حوالي 80 بالمائة من الطاقة الكامنة)، تلتقط هذه المرافق الحرارة المهدرة و / أو البخار من إنتاج الطاقة الحيوية وتوصيلها إلى المباني المجاورة لتوفير الحرارة أو المبردات للتبريد.

الوقود الحيوي

يمكن إنتاج عدد من وقود النقل من الكتلة الحيوية، مما يساعد على تخفيف الطلب على المنتجات البترولية وتحسين ملف انبعاثات غازات الاحتباس الحراري في قطاع النقل، يهيمن الإيثانول من الذرة وقصب السكر والديزل الحيوي من فول الصويا وبذور اللفت وزيت النخيل على السوق الحالية للوقود الحيوي، لكن عددًا من الشركات تتقدم بقوة لتطوير وتسويق عدد من الوقود الحيوي المتقدم من الجيل الثاني المصنوع من المواد الأولية غير الغذائية، مثل النفايات البلدية والطحالب والأعشاب المعمرة ورقائق الخشب، تشتمل هذه الأنواع من الوقود على الإيثانول السليلوزي والبيوتانول الحيوي والميثانول وعدد من مكافئات البنزين / الديزل الصناعي، حتى نتمكن من إنتاج كمية كبيرة من المركبات الكهربائية التي تعمل بالكهرباء المنتجة بشكل متجدد، يظل الوقود الحيوي المصدر الوحيد المتاح على نطاق واسع لطاقة النقل النظيفة والمتجددة.

المنتجات الحيوية

مثلما يمكن للكتلة الحيوية أن تحل محل الوقود الأحفوري في إنتاج الطاقة، فإنها يمكن أن توفر أيضًا بديلاً متجددًا للعديد من المنتجات والمواد الصناعية المصنوعة من البترول أو الغاز الطبيعي - الرغاوي الحيوية والبلاستيك والأسمدة ومواد التشحيم والمواد الكيميائية الصناعية قليلة من الاحتمالات.

المواد الأولية للكتلة الحيوية

لكل منطقة مواد أولية خاصة بها من الكتلة الحيوية يتم إنتاجها محليًا من الزراعة والغابات والمصادر الحضرية.

تتوفر مجموعة متنوعة من المواد الأولية للكتلة الحيوية ويمكن إنتاج الكتلة الحيوية في أي مكان يمكن أن تعيش فيه النباتات أو الحيوانات، علاوة على ذلك، يمكن تحويل معظم المواد الأولية إلى وقود سائل و / أو حرارة و / أو طاقة كهربائية و / أو منتجات ذات أساس حيوي، وهذا يجعل الكتلة الحيوية موردًا مرنًا وواسع الانتشار يمكن تكييفه محليًا لتلبية الاحتياجات والأهداف المحلية.

بعض المواد الأولية الأكثر شيوعًا هي:

• محاصيل الحبوب والنشا - قصب السكر والذرة والقمح وبنجر السكر والبطاطا الحلوة الصناعية ، إلخ.

• المخلفات الزراعية - مخلفات الذرة ، قش القمح ، قش الأرز ، تقليم البساتين ، إلخ.

• نفايات الطعام - نفايات إنتاج ، نفايات معالجة الطعام ، إلخ.
• المواد الحرجية - قطع الأشجار المتبقية ، رقة الغابات ، إلخ.
• المنتجات الثانوية الحيوانية - الشحم ، زيت السمك ، السماد الطبيعي ، إلخ.
• محاصيل الطاقة - Switchgrass، misanthus، الحور الهجين ، الصفصاف ، الطحالب ، إلخ.
• النفايات الحضرية والضواحي - النفايات الصلبة البلدية (MSW)، نفايات العشب ، حمأة معالجة مياه الصرف الصحي ، نفايات الأخشاب الحضرية ، حطام الكوارث ، شحم المصائد ، الشحوم الصفراء ، نفايات زيت الطهي ، إلخ.

الكتلة الحيوية واستخدام الأراضي

مثل الرياح والطاقة الشمسية ومصادر الطاقة المتجددة الأخرى، يمكن أن يكون للكتلة الحيوية تأثير إيجابي على غلافنا الجوي من خلال تقليل اعتمادنا على الوقود الأحفوري الذي يسبب تغير المناخ، تختلف طاقة الكتلة الحيوية عن مصادر الطاقة المتجددة الأخرى، ومع ذلك، من حيث مدى ارتباط استخدامها بشكل مباشر بالمزارع والغابات والنظم البيئية الأخرى التي يتم الحصول منها على المواد الأولية للكتلة الحيوية، بسبب هذا الارتباط الوثيق، فإن استخدام الكتلة الحيوية لديه القدرة على إحداث مجموعة واسعة من الآثار البيئية والاجتماعية، الإيجابية والسلبية على حد سواء، بالإضافة إلى استخدامها كبديل للوقود الأحفوري، ستختلف التأثيرات على التربة وموارد المياه والتنوع البيولوجي ووظيفة النظام الإيكولوجي والمجتمعات المحلية اعتمادًا على الخيارات التي يتم اتخاذها فيما يتعلق بأنواع الكتلة الحيوية المستخدمة، وكذلك مكان وكيفية إنتاجها.

إحدى قضايا استخدام الأراضي التي تظهر غالبًا هي الصراع الملحوظ بين إنتاج الغذاء والطاقة الحيوية (ما يسمى بمناقشة "الغذاء مقابل الوقود")، العديد من المحاصيل الغذائية التقليدية، مثل الذرة والسكر والزيوت النباتية، هي أيضًا من أكثر المواد الأولية استخدامًا للطاقة، علاوة على ذلك، يمكن تحويل الأراضي الزراعية من إنتاج الغذاء إلى إنتاج محاصيل الطاقة المخصصة، لا شك أن استخدام المحاصيل والأراضي الزراعية قد ساهم جزئياً في زيادة أسعار العديد من هذه السلع، ومع ذلك، فقد ساهمت العديد من العوامل الأخرى بشكل جوهري في هذه الزيادة، بما في ذلك تضخم الدولار وخاصة الارتفاع السريع في أسعار الوقود الأحفوري، يعتبر النفط والغاز الطبيعي، في شكل وقود وأسمدة اصطناعية، من أكبر المدخلات الاقتصادية في إنتاج الأغذية وتوزيعها، هناك العديد من الفرص لمواصلة الحد من الصراع بين إنتاج الغذاء والوقود، بما في ذلك زيادة استخدام النفايات الزراعية، وقطع الأشجار المتبقية، وفضلات الطعام، والنفايات الصلبة البلدية، والأراضي الهامشية.

هناك قضية أخرى مرتبطة بشدة بإنتاج الكتلة الحيوية وهي انبعاثات غازات الاحتباس الحراري من إدارة الأراضي وتغيير استخدام الأراضي، تشير هذه إلى انبعاثات غازات الاحتباس الحراري (خاصة ثاني أكسيد الكربون والميثان وأكسيد النيتروز) الناتجة عن المدخلات الزراعية وممارسات الإدارة والتغيرات في استخدام الأراضي المرتبطة بإنتاج الكتلة الحيوية، يمكن تقسيم هذه الانبعاثات إلى مصادر مباشرة وغير مباشرة، تشير الانبعاثات المباشرة إلى تلك الناتجة عن تطهير الأراضي أو المدخلات الزراعية (مثل الأسمدة) أو ممارسات الإدارة المتبعة في عملية زراعة أو حصاد محصول الكتلة الحيوية، ترتبط الانبعاثات غير المباشرة بتغير استخدام الأراضي الذي يحركه السوق، هذه هي الانبعاثات التي تحدث عندما يتم تطهير الغابات أو الأراضي العشبية أو النظم البيئية الأخرى لإنتاج المحاصيل أو غيرها من السلع للتعويض عن الأراضي التي تم تحويلها إلى إنتاج الطاقة. من الصعب تحديد الآثار أو عزوها ، مما يجعل الانبعاثات غير المباشرة من تغيير استخدام الأراضي (ILUC) موضوعًا مثيرًا للجدل للغاية.

أخيرًا ، من المهم أن نتذكر أن أسواق الكتلة الحيوية ستضيف قيمة إلى منتجات الكتلة الحيوية والمخلفات والأراضي المنتجة، ستساعد هذه القيمة في تحسين الجدوى الاقتصادية للأراضي العاملة وتكون بمثابة حافز إيجابي للمساعدة في الحفاظ على المزارع والغابات من التهديد المتسارع المتمثل في التوسع الحضري والضواحي - أكبر تأثير على استخدام الأراضي.

وفي الختام يمكن التعرف على المزيد من المقالات من هنا.