Biomasse vedvarende energi fra planter og dyr
Biomasse er en vedvarende organiske materiale, der kommer fra planter og dyr. Biomasse var den største kilde til det samlede årlige amerikanske energiforbrug indtil midten af 1800-tallet. biomasse er fortsat et vigtigt brændstof i mange lande, især til madlavning og opvarmning i udviklingslandene., Anvendelsen af biomassebrændstoffer til transport og til elproduktion er stigende i mange udviklede lande som et middel til at undgå kuldio .idemissioner fra brug af fossilt brændstof. I 2019 leverede biomasse næsten 5 quaduadrillion britiske termiske enheder (BTU) og omkring 5% af det samlede primære energiforbrug i USA.
biomasse indeholder opbevaret kemisk energi fra solen. Planter producerer biomasse gennem fotosyntese. Biomasse kan brændes direkte til varme eller omdannes til vedvarende flydende og gasformige brændstoffer gennem forskellige processer.,v>
Kilde: Tilpasset fra Den Nationale Energi Education Project (public domain)
Konvertering af biomasse til energi
Biomasse omdannes til energi ved hjælp af forskellige processer, herunder
- Direkte forbrænding (brænding) at producere varme
- Termokemisk konvertering til at producere solide, gasformige og flydende brændstoffer
- Kemisk omdannelse til at producere flydende brændstoffer
- Biologiske omdannelse til fremstilling af flydende og gasformigt brændsel
Direkte forbrænding er den mest almindelige metode til at omdanne biomasse til nyttig energi., Al biomasse kan brændes direkte til opvarmning af bygninger og vand, til industriel procesvarme og til produktion af elektricitet i dampturbiner.
termokemisk omdannelse af biomasse omfatter pyrolyse og forgasning. Begge er termiske nedbrydningsprocesser, hvor biomasseprodukter opvarmes i lukkede, trykbeholdere kaldet gassifiers ved høje temperaturer. De adskiller sig hovedsageligt i procestemperaturer og mængden af ilt, der er til stede under konverteringsprocessen.,
- pyrolyse indebærer opvarmning af organiske materialer til 800–900oF (400-500 oC) i nær fuldstændig fravær af frit ilt. Biomassepyrolyse producerer brændstoffer som trækul, bio-olie, vedvarende diesel, methan og brint.
- Hydrotreating bruges til at behandle bioolie (produceret ved hurtig pyrolyse) med hydrogen under forhøjede temperaturer og tryk i nærvær af en katalysator til fremstilling af vedvarende diesel, vedvarende ben .in og vedvarende jetbrændstof.,
- Forgasning indebærer, varme organiske materialer til 1.400–1700oF (800–900 ° c) med injektioner af kontrollerede mængder frit ilt og/eller damp i kedlen til at producere en kulilte og brint rig gas kaldet syntesegas, eller syntesegas. Syngas kan bruges som brændstof til dieselmotorer, til opvarmning og til produktion af elektricitet i gasturbiner. Det kan også behandles for at adskille brintet fra gassen, og brintet kan brændes eller bruges i brændselsceller. Syngas kan forarbejdes yderligere til fremstilling af flydende brændstoffer ved hjælp af Fischer–Tropsch-processen.,
en kemisk konverteringsproces kendt som transesterificering anvendes til omdannelse af vegetabilske olier, animalske fedtstoffer og fedt til fedtsyremethylestere (FAME), som bruges til at producere biodiesel.
biologisk omdannelse omfatter fermentering for at omdanne biomasse til ethanol og anaerob fordøjelse for at producere vedvarende naturgas. Ethanol bruges som køretøjsbrændstof. Vedvarende naturgas—også kaldet biogas eller biomethan-produceres i anaerobe rådnetanke på rensningsanlæg og ved mejeri-og husdyrbrug., Det danner også i og kan indfanges fra fast affaldsdeponier. Korrekt behandlet vedvarende naturgas har de samme anvendelser som fossilt brændstof Naturgas.
forskere arbejder på måder at forbedre disse metoder og udvikle andre måder at konvertere og bruge mere biomasse til energi.
hvor meget biomasse bruges til energi?
i 2019 leverede biomasse næsten 5 quaduadrillion britiske termiske enheder (BTU), svarende til omkring 5% af det samlede primære energiforbrug i USA., Af de 5% var omkring 46% fra træ og træ-afledt biomasse, 45% var fra biobrændstoffer (hovedsagelig ethanol), og 9% var fra biomassen i kommunalt affald.
beløbene i billioner britiske termiske enheder (TBtu) og procentvise andele af det samlede amerikanske, biomasse energiforbrug ved at forbruge sektor i 2019 blev
- industrial—2,451 TBtu—49%
- transport—1,410 TBtu—28%
- bolig—529 TBtu—11%
- el—448 TBtu—9%
- kommerciel—146 TBtu—3%
Den industrielle og transport sektorer tegner sig for de største beløb, i form af energi-indhold, og største procentvise andele af det samlede årlige AMERIKANSKE forbrug af biomasse. Træprodukter og papirindustrien bruger biomasse i kraftvarmeværker til procesvarme og til at generere elektricitet til eget brug., Flydende biobrændstoffer (ethanol og biomassebaseret diesel) tegner sig for størstedelen af transportsektorens biomasseforbrug.
bolig-og erhvervssektoren bruger brænde og træpiller til opvarmning. Den kommercielle sektor forbruger også, og sælger i nogle tilfælde vedvarende naturgas produceret på kommunale rensningsanlæg og på affaldsdeponier.
elsektoren bruger træ og biomasseafledt affald til at generere elektricitet til salg til de andre sektorer.
sidst opdateret: 28. August 2020