biomassa-hernieuwbare energie van planten en dieren
biomassa is hernieuwbaar organisch materiaal dat afkomstig is van planten en dieren. Biomassa was de grootste bron van het totale jaarlijkse Amerikaanse energieverbruik tot het midden van de jaren 1800. biomassa blijft een belangrijke brandstof in veel landen, vooral voor koken en verwarming in ontwikkelingslanden., Het gebruik van biomassabrandstoffen voor transport en elektriciteitsopwekking neemt in veel ontwikkelde landen toe als middel om de CO2-uitstoot door het gebruik van fossiele brandstoffen te voorkomen. In 2019 leverde biomassa bijna 5 biljard Britse thermische eenheden (Btu) en ongeveer 5% van het totale primaire energieverbruik in de Verenigde Staten.
biomassa bevat opgeslagen chemische energie van de zon. Planten produceren biomassa door fotosynthese. Biomassa kan direct voor warmte worden verbrand of via verschillende processen worden omgezet in hernieuwbare vloeibare en gasvormige brandstoffen.,v>
Bron: Aangepast van De Nationale Energie-Educatie Project (publiek domein)
het Omzetten van biomassa naar energie
Biomassa in energie omgezet door middel van verschillende processen, waaronder
- Directe verbranding (verbranding) om warmte te produceren,
- Thermochemical conversie te produceren vaste, gasvormige en vloeibare brandstoffen
- Chemische conversie voor de productie van vloeibare brandstoffen
- Biologische omzetting voor de productie van vloeibare en gasvormige brandstoffen
Directe verbranding is de meest voorkomende methode voor het omzetten van biomassa naar bruikbare energie., Alle biomassa kan direct worden verbrand voor het verwarmen van gebouwen en water, voor industriële proceswarmte en voor het opwekken van elektriciteit in stoomturbines.
thermochemische omzetting van biomassa omvat pyrolyse en vergassing. Beide zijn thermische ontledingsprocessen waarbij biomassa-grondstoffen worden verwarmd in gesloten, onder druk staande vaten, gassifiers genaamd, bij hoge temperaturen. Ze verschillen voornamelijk in de procestemperatuur en de hoeveelheid zuurstof aanwezig tijdens het conversieproces.,
- pyrolyse omvat verhitting van organische materialen tot 800-900oF (400-500 oC) in de bijna volledige afwezigheid van vrije zuurstof. Biomassa pyrolyse produceert brandstoffen zoals houtskool, bio-olie, hernieuwbare diesel, methaan en waterstof.
- hydrobehandeling wordt gebruikt voor de verwerking van bio-olie (geproduceerd door snelle pyrolyse) met waterstof onder verhoogde temperaturen en drukken in de aanwezigheid van een katalysator voor de productie van hernieuwbare diesel, hernieuwbare benzine en hernieuwbare reactiemotorbrandstof.,
- vergassing houdt in dat organische materialen worden verhit tot 1400-1700 ° C (800-900 ° C) met injecties van gecontroleerde hoeveelheden vrije zuurstof en/of stoom in het vat om een koolmonoxide–en waterstofrijk gas te produceren dat synthesegas of syngas wordt genoemd. Syngas kan worden gebruikt als brandstof voor dieselmotoren, voor verwarming en voor het opwekken van elektriciteit in gasturbines. Het kan ook worden behandeld om de waterstof van het gas te scheiden, en de waterstof kan worden verbrand of gebruikt in brandstofcellen. Het syngas kan verder worden verwerkt tot vloeibare brandstoffen met behulp van het Fischer–Tropsch-proces.,
een chemisch omzettingsproces dat transesterificatie wordt genoemd, wordt gebruikt voor de omzetting van plantaardige oliën, dierlijke vetten en vetten in methylesters van vetzuren (Fame), die worden gebruikt voor de productie van biodiesel.
biologische omzetting omvat fermentatie om biomassa om te zetten in ethanol en anaerobe vergisting om hernieuwbaar aardgas te produceren. Ethanol wordt gebruikt als brandstof voor voertuigen. Hernieuwbaar aardgas—ook wel biogas of biomethaan genoemd-wordt geproduceerd in anaerobe vergisters in rioolwaterzuiveringsinstallaties en in zuivel-en veebedrijven., Het vormt ook in en kan worden afgevangen uit vaste afvalstortplaatsen. Goed behandeld hernieuwbare aardgas heeft dezelfde toepassingen als aardgas met fossiele brandstoffen.
onderzoekers werken aan manieren om deze methoden te verbeteren en andere manieren te ontwikkelen om meer biomassa voor energie om te zetten en te gebruiken.
hoeveel biomassa wordt voor energie gebruikt?
in 2019 leverde biomassa bijna 5 biljard Britse thermische eenheden( Btu), wat overeenkomt met ongeveer 5% van het totale primaire energieverbruik in de Verenigde Staten., Van die 5% was ongeveer 46% afkomstig van hout en van hout afkomstige biomassa, 45% van biobrandstoffen (voornamelijk ethanol) en 9% van de biomassa in stedelijk afval.
de bedragen, in triljoen Britse thermische eenheden (TBtu), en procentuele aandelen van de totale VS, het energieverbruik van biomassa per verbruikende sector in 2019 was
- industrieel—2.451 TBtu—49%
- transport—1.410 TBtu—28%
- residentieel—529 TBtu—11%
- elektrisch vermogen—448 tbtu—9%
- commercieel—146 TBtu—3%
De industriële en transportsector zijn qua energie-inhoud goed voor de grootste hoeveelheden, en grootste procentuele aandeel van de totale jaarlijkse Amerikaanse biomassaconsumptie. De houtproducten-en papierindustrie gebruiken biomassa in warmtekrachtcentrales voor proceswarmte en voor de opwekking van elektriciteit voor eigen gebruik., Vloeibare biobrandstoffen (ethanol en diesel op basis van biomassa) zijn verantwoordelijk voor het grootste deel van het biomassaverbruik in de transportsector.
de residentiële en commerciële sectoren gebruiken brandhout en houtpellets voor verwarming. De commerciële sector verbruikt en verkoopt in sommige gevallen ook hernieuwbaar aardgas dat wordt geproduceerd in gemeentelijke afvalwaterzuiveringsinstallaties en op afvalstortplaatsen.
de elektriciteitssector gebruikt hout en uit biomassa afkomstig afval om elektriciteit op te wekken voor de verkoop aan de andere sectoren.
Laatst bijgewerkt: 28 augustus 2020