Biomasse—fornybar energi fra planter og dyr
Biomasse er en fornybar organisk materiale som kommer fra planter og dyr. Biomasse var den største kilden til den samlede årlige AMERIKANSKE energiforbruk til midten av 1800-tallet. Biomasse fortsetter å være et viktig drivstoff i mange land, spesielt for matlaging og oppvarming i utviklingsland., Bruk av biomasse til drivstoff for transport og for elektrisitetsproduksjon er økende i mange utviklede land som et middel for å unngå utslipp av karbondioksid fra fossilt drivstoff bruk. I 2019, biomasse gitt nesten 5 kvadrillioner British thermal units (Btu) og ca 5% av de samlede primære energibruken i Usa.
Biomasse inneholder lagret kjemisk energi fra sola. Planter produserer biomasse gjennom fotosyntesen. Biomasse kan brennes direkte for varme eller konverteres til fornybar flytende og gassformig brensel gjennom ulike prosesser.,v – >
Kilde: Tilpasset fra Den Nasjonale Energi-Utdanning-Prosjektet (public domain)
Konvertering av biomasse til energi
Biomasse omdannes til energi gjennom ulike prosesser, herunder
- Direkte forbrenning (brenne) å produsere varme
- Thermochemical konvertering til å produsere solide, i gassform og flytende brensel
- Kjemisk konvertering til å produsere flytende brensel
- Biologiske konvertering til å produsere flytende og gassformig brensel
Direkte forbrenning er den vanligste metoden for konvertering av biomasse til nyttig energi., Alle biomasse kan brennes direkte til oppvarming av bygninger og vann, for industriell prosessvarme, og for å generere elektrisitet i dampturbiner.
Thermochemical konvertering av biomasse inkluderer pyrolyse og gassifisering. Begge er termisk nedbrytning prosesser i biomasse som råstoff materialer som er oppvarmet i lukkede, pressurized skip kalt gassifiers ved høye temperaturer. De skiller seg i hovedsak i prosessen temperaturen og mengden av oksygen til stede under konverteringen.,
- Pyrolyse innebærer oppvarming organisk materiale til 800–900oF (400-500 oC) i nær fullstendig fravær av fritt oksygen. Biomasse pyrolyse produserer brensler som kull, bio-olje, fornybar diesel, metan og hydrogen.
- Hydrotreating brukes til å behandle bio-olje (produsert av hurtig pyrolyse) med hydrogen under høye temperaturer og trykk i nærvær av en katalysator for å produsere fornybar diesel, fornybar bensin, og fornybar jet drivstoff.,
- Gassifisering innebærer oppvarming organisk materiale til av 1400–1700oF (800–900oC) med injeksjoner av kontrollerte mengder fritt oksygen og/eller damp i fartøyet for å produsere en karbonmonoksid og hydrogen rik gass som heter syntese gass eller syngas. Syngas kan brukes som drivstoff for dieselmotorer, for oppvarming, og til å generere elektrisitet i gassturbiner. Det kan også være behandlet for å skille hydrogen fra gass, og hydrogen kan bli brent eller brukes i brenselceller. Den syngas kan behandles videre for å produsere flytende brensel ved hjelp av Fischer–Tropsch-prosessen.,
En kjemisk konvertering prosess som er kjent som transesterification brukes for konvertering av vegetabilske oljer, animalsk fett, og fett i fatty acid methyl ester (FAME), som brukes til å produsere biodiesel.
Biologiske konvertering inkluderer gjæring å konvertere biomasse til etanol og anaerob fordøyelsen til å produsere fornybar naturgass. Etanol brukes som et redskap for drivstoff. Fornybar naturgass—også kalt biogass eller biomethane—er produsert i anaerob digesters på kloakkrenseanlegg og på meieri-og husdyr-operasjoner., Det inngår også i og kan være tatt fra avfall og deponier. Riktig behandlet fornybar naturgass har samme bruker som fossil naturgass.
Forskere arbeider på måter å forbedre disse metodene, og til å utvikle andre måter å konvertere og bruke mer biomasse til energi.
Hvor mye biomasse brukes for energi?
I 2019, biomasse gitt nesten 5 kvadrillioner British thermal units (Btu), som tilsvarer om lag 5% av samlede primære energibruken i Usa., Av at 5%, ca 46% var fra tre og tre-avledet biomasse, 45% var fra biodrivstoff (hovedsakelig etanol), og 9% var fra biomasse i kommunalt avfall.
beløpene, i billioner British thermal units (TBtu), og en andel aksjer av totalt USA, biomasse til energibruk ved å konsumere sektor i 2019 ble
- industriell—2,451 TBtu—49%
- transport—1,410 TBtu—28%
- bolig—529 TBtu—11%
- elektrisk kraft—448 TBtu—9%
- kommersielle—146 TBtu—3%
Den industrielle og transport sektorer står for den største beløp, i form av energi-innhold, og største prosentvise andeler av det totale årlige AMERIKANSKE biomasse forbruk. Treprodukter og papir industrier bruker biomasse i kombinert varme-og kraftverk for prosessvarme og til å generere elektrisk kraft til eget bruk., Flytende biodrivstoff (etanol og biomasse-basert diesel) står for de fleste av transportsektoren er biomasse forbruk.
bolig-og kommersielle sektorer bruk av ved og pellets til oppvarming. Den kommersielle sektoren også forbruker, og i noen tilfeller, selger fornybar naturgass produsert på kommunalt avløp fasiliteter og deponier.
elektrisk kraft sektor bruker trevirke og biomasse-avledet avfall til å generere elektrisitet for salg til andre sektorer.
Sist oppdatert: 28 August 2020