بیو باتری - جلسه دوم
اهداف جلسه:
• آشنایی با زیستانرژی یا انرژی زیستی یا بیو انرژی
• آشنایی با تاریخچه انرژی زیستی
• آشنایی با دورنمای انرژی زیستی در ایران و جهان
• آشنایی با دورنمای پیشرفت تکنولوژی در بکارگیری زیست توده
وسایل مورد نیاز:
• کامپیوتر مجهز به اینترنتمقدمه
امروزه مشخص شده است که سوخت های زیستی به دست آمده از پسماندهای جنگل ها و محصول های کشاورزی جهان می تواند سالانه به اندازه ۷۰ میلیارد تن نفت خام انرژی در دسترس بشر قرار دهد که این میزان ۱۰ برابر مصرف سالانه انرژی در جهان است.همچنین می توان از این سوخت ها بیشتر در تولید گرما بهره برد زیرا می توانند باعث صرفه جویی اقتصادی چشمگیری شوند.2-1 زیستانرژی یا انرژی زیستی یا بیو انرژی
گونهای انرژی تجدید پذیر است که از منابع زیستی بدست میآید. این مفهوم رابطه نزدیکی با مفهوم زیست سوخت که به سوختی گفته میشود که از منابع زیستی بدست میآید، دارد. در معنای گستردهتر، زیستانرژی شامل زیست توده (نوعی مواد زیستی که برای فراوری زیستسوخت بکار میروند) و هرگونه استخراج انرژی از منابع زیستی برای استفاده در زمینههای اجتماعی، اقتصادی، علمی و فنی میباشد. این تصور اشتباهی است که زیست توده همان زیستانرژی میباشد. در حقیقت زیستانرژی، انرژی بدست آمده از زیستتوده است در حالیکه زیستتوده در اینجا نوعی سوخت است و زیستانرژی نوعی انرژی.
در حقیقت زیستتوده به هر نوع ماده آلی گفته میشود که اثرات خورشید در آن بصورت ماده شیمیایی ذخیره شده است. در بین زیست تودهها موادی چون چوب و ضایعات آن، کاه، کود، نیشکر و دیگر زیستفراوردهها و فرایندهای کشاورزی به عنوان سوخت بکار میروند. در اروپا نسبت به آمریکای شمالی، تمایل کمتری برای بکار بردن کلمه زیستانرژی وجود دارد.
زیست توده یکی از منابع عمده در میان انواع منابع انرژیهای نو، میباشد. تعاریف متعدد و گوناگونی از این منابع شده است .تعریف اتحادیه اروپا از زیست توده که در راهنمای ۲۰۰۱/۷۷/EC به تاریخ ۲۷سپتامبر ۲۰۰۱ میلادی عنوان شده، عبارت است از: “زیست توده عبارت است از اجزا قابل تجزیه زیستی از محصولات، پسماندها و زائدات کشاورزی (شامل مواد گیاهی و دامی)، جنگل ها و صنایع وابسته و همچنین زائدات صنعتی و شهری قابل تجزیه”. بر اساس تعریف علمی ارائه شده برای زیست توده در این آیین نامه، زیست توده به سوخت هایی اطلاق میگردد که از جرم توده فیتوپلانکتون ها و جرم توده زئوپلانکتون ها ساخته میشوند.
2-2 تاریخچه انرژی زیستی
در تاریخ بشری استفاده از انرژی زیستی به دوره های ابتدایی باز میگردد یعنی از زمانی که آتش شناخته شد، انسان نخستین همواره از چوب و برگ خشک درختان به عنوان سوخت استفاده میکرده است. در خصوص بیوگاز، قدیمیترین مورد خروج گاز و اشتعال ناقص آن به وسیله دفن زباله در طبقات زیرین زمین توسط پیلی نی روس گزارش شده است. وی خروج گاه به گاه گاز طبیعی و اشتعال ناقص آن را از طبقات زیرین زمین مشاهده کرد ولی وان هلمونت درسال ۱۶۳۰ شناسائی و اشتعال این گاز را رسماً اعلام کرد. در ایران نیز استفاده از بیوگاز سابقه ای قابل توجه دارد. محمدبن حسین عاملی معروف به شیخ بهائی نخستین کسی است که بر اساس منابع تاریخی این منبع انرژی را به عنوان سوخت یک حمام در اصفهان به کار برده است.
2-3 دورنمای انرژی زیستی در ایران و جهان
انرژی زیستی، گونه ای از انرژی های تجدیدپذیر است که از منابع زیستی بدست می آید. این منبع انرژی حدود 10 ٪ کل عرضه انرژی اولیه جهان در سال 2009 را شامل شده است که بیشتر آن به منابع سنتی در کشورهایی غیر از کشورهای عضو سازمان همکاری اقتصادی و توسعه اختصاص داشته است که تامین انرژی زیستی در این کشورها به طور عمده با استفاده از فن آوری های مدرن انجام می شود. تولید برق از زیستتوده، به ویژه پسماندهای کشاورزی با رشد فزایندهای در حال تبدیل شدن به تولید کنندگان مهم این شکل از انرژی است. روش های جدیدی در پیش فراوری و تکنولوژی های در حال پیشرفت به منظور ارتقاء خواص زیست توده خصوصا افزایش دانسیته ی انرژی مواد خام توده ای شکل به کار گرفته شدهاند تا به کارگیری، حمل و نقل و فرآیندهای تبدیل به صورت بهینه تر و با هزینه ی کمتر اجرا گردند. در این بین، سهم کشور ما از تولید انرژی زیستی برخلاف کشورهای پیشرفته بسیار اندک است.
جنگل ها و زائدات جنگلی، پسماندهای کشاورزی، ضایعات جامد، فضولات دامی و فاضلاب ها مهمترین منابع زیست توده در دسترس در کشور جهت تبدیل به انرژی هستند؛ اما ارزان بودن سوخت فسیلی، بی توجهی به مسایل و مشکلات زیست محیطی، مدرن نبودن فنآوری های موجود و مطالعات و تحقیقات اندک در بخش تحقیق و توسعه از جمله موانع گسترش استفاده از انرژی زیستی در کشور است. تحقق هدف استفاده موثر از زیستت وده به عنوان منبع انرژی نیازمند سیاستگذاری و توجه مسئولین، مشارکت سازمان ها و مراکز تحقیقاتی است.
2-4 دورنمای پیشرفت تکنولوژی در بکارگیری زیست توده
بیشتر تکنولوژی های مورد استفاده برای تولید انرژی گرما و نیرو زیستی در مقیاس تجاری و در طول دهه ها ایجاد شده اند و بهینه سازی این تکنولوژی ها برای اخذ هزینه کمتر و بازده بیشتر را نمی توان انتظار داشت. تنها استثناء در این زمینه اجزاء )عناصر( نیروگاه هستند که بدلیل افزایش استفاده از زیست توده به تازگی وارد بازار شده اند. ویژگی های حرارتی و ترکیب شیمیایی مواد خام زیست توده با سوخت های فسیلی جامد به دلیل محتوای اکسیژن، کلر و قلیاییت بالاتر بسیار متفاوت است. سیستم های احتراق شامل سیستم خوراک دهی، کوره، سیستم های کاهش انتشار ذرات و مدیریت خاکستر باید با توجه به نوع خوراک و به منظور اطمینان از احتراق پاک و کارآمد و برای جلوگیری از مشکلات گرفتگی و خوردگی طراحی شوند.
موارد مذکور به این معنی است که سیستم مورد نظر برای استفاده از زیستتوده با توجه به ویژگی های مواد خام و نیاز به مراحل پیش فرآوری زیست توده قبل از تبدیل به انرژی باید به طور خاص طراحی شود.
در جایگاه کنونی، برخلاف کشورهای پیشرفته که بخشی از انرژی خود را از منابع زیستی تامین می کنند، کشور ما در تولید این منابع رویکرد موثری در پیش نگرفته است. روند افزایش قیمت حامل های انرژی در کشور که در سال های اخیر شتاب مضاعفی گرفته است، توجه عمومی به استفاده از این منابع انرژی در دسترس را بیشتر خواهد نمود. تحقق هدف استفاده موثر از زیست توده به عنوان منبع انرژی نیازمند توجه بخش های سیاستگذاری، حمایت دولت، مشارکت سازمان ها و مراکز تحقیقاتی است.
تکلیف1: با توجه به مطالب ارائه شده در این درس و درس گذشته در مورد زیستانرژی یا انرژی زیستی یا بیو انرژی تحقیق و بررسی نمایید و مطالب خود را دسته بندی کنید.
تکلیف2: درباره منابع زیست توده و انرژی زیستی تحقیق کنید. با توجه به نتایجی که بدست آوردید به این سئوال پاسخ دهید. اگر انرژی زیستی جایگزین انرژی ها و سوخت های کنونی شود چه اتفاقی در آینده برای کشور ما و حتی جهان خواهد افتاد؟
محل بازدید/ اردو/ خرید: _________
منابع مطالعه: برای کسب اطلاعات بیش تر در زمینه مطالب مرتبط این درس کتاب "سوخت های زیستی انرژی امروز " ترجمه و تالیف: مهندس رضا گشتاسبی را مطالعه نمایید.
مطالب مرتبط:
تهیه کننده: الهام گارسچی
تنظیم کننده: محبوبه همت