Movatterモバイル変換


[0]ホーム

URL:


پرش به محتوا
ویکی‌پدیادانشنامهٔ آزاد
جستجو

زیست‌توده

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
چوب به عنوان یک منبع زیست‌توده

زیست‌توده یازی‌توده[۱] یابیومس (بهانگلیسی:Biomass) یکمنبع تجدیدپذیر انرژی است که از مواد زیستی به دست می‌آید. به‌طورکلی، زباله‌هایی که منشأ زیستی داشته باشند و از تکثیر سلولی پدید آمده باشند را زیست‌توده نامند.[۲]

نمونه‌هایی از منابع زیست‌توده‌ای:[۳][۴]

  1. جنگل‌ها و ضایعات جنگلی
  2. محصولات و ضایعات کشاورزی، باغداری و صنایع غذایی
  3. فضولات دامی
  4. فاضلاب‌های شهری و صنعتی
  5. فاضلاب‌ها، پسماندهای آلی صنعتی
  6. ضایعات جامد زباله‌های شهری

زیست‌توده شامل زباله‌های زیستی قابل سوزاندن هم می‌شود، اما شامل مواد زیستی مانندسوخت فسیلی (نفت، گاز و…) که طی فرایندهایزمین‌شناختی تغییر شکل یافته‌اند، مانندزغال‌سنگ یا نفت نمی‌شود. اگر چه سوخت‌های فسیلی ریشه در زیست‌توده در زمان بسیار قدیم دارند به دلیل این‌کهکربن موجود در آن‌ها از چرخهٔ زیستی طبیعت خارج شده است و سوزاندن آن‌ها تعادلدی‌اکسید کربن موجود دراتمسفر را برهم می‌زند عنوان زیست‌توده به آن‌ها داده نمی‌شود.

تعریف‌های دیگر

[ویرایش]

تعریفاتحادیه اروپا از زیست‌توده که در راهنمای (2001/77/EC) به تاریخ ۲۷ سپتامبر ۲۰۰۱ میلادی عنوان شده، عبارت است از: «زیست‌توده عبارت است از اجزا قابلتجزیه (زیست‌شناسی) زیستی از محصولات، پسماندها و زائداتکشاورزی (شاملموادگیاهی و دامی)، جنگل‌ها و صنایع وابسته و همچنین زائدات صنعتی و شهری قابل تجزیه». بر اساس تعریف علمی ارائه شده برای زیست‌توده در این آیین‌نامه، زیست‌توده به سوخت‌هایی گفته می‌شود که از جرم‌تودهفیتوپلانکتونها و جرم‌تودهزئوپلانکتونها ساخته می‌شوند.[۴][۲]

به‌طور کلی؛ هرچه که در طبیعت با منشأ زیستی به وجود آمده در پایان و تخمیر اجزای آن بیومس است. حتی انرژی حاصل از گرمای بدن.

فواید

[ویرایش]

امروزه مشخص شده است که سوخت‌های زیستی به دست آمده از پسماندهای جنگل‌ها ومحصول‌های کشاورزی جهان می‌تواند سالانه به اندازه ۷۰ میلیارد تننفت خام انرژی در دسترس بشر قرار دهد که این میزان ۱۰ برابر مصرف سالانه انرژی در جهان است. همچنین می‌توان از این سوخت‌ها بیشتر در تولیدگرما بهره برد زیرا می‌توانند باعث صرفه جویی اقتصادی چشمگیری شوند. زیست‌توده شاملزباله‌های زیستی قابل سوزاندن هم می‌شود.

زیست‌توده قابلیتتولید برق، حرارت،سوخت‌های مایع،سوخت‌های گازی و انواع کاربردهای مفید شیمیایی را دارد. زیست‌توده سهم بزرگی در میان دیگر انواع منابع انرژی‌های نو دارا است به‌طوری‌که پس از زغال‌سنگ، نفت و گاز طبیعی، چهارمین منبع بزرگ انرژی در دنیا است. این منبع حدود ۱۴ درصد از انرژی اولیه جهان را تأمین می‌نماید و در حال حاضر بیش از ۵/۱۱٪ از انرژی اولیه جهان توسط منابع زیست‌توده تأمین می‌گردد؛ و این در حالی است که درایالات متحده آمریکا ۳–۴ درصد از انرژی اولیه مورد نیاز فقط از منابع زیست‌توده تأمین می‌شود. قابلیت‌های زیست‌توده تنها در تولید حرارت نیست، بلکه در تولید سرما، سوخت‌های مورد نیاز برای حمل و نقل و تولیدانرژی الکتریکی نیز استفاده دارد. در سال ۲۰۰۵حدود ۴۴ گیگا وات نیروگاه تولید برق (با انواع فناوری‌ها) و ۲۲۵گیگا وات حرارتی نیروگاه مدرن تولید حرارت با منبع زیست‌توده احداث شده است که فقط حدود ۱۰گیگا وات آن در ایالات متحده بوده است (حدود ۵۸ درصد از بازار تولید انرژی از منابع تجدید پذیر در آمریکا). همچنین بیش از ۵۰ میلیارد لیتر سوخت تجدیدپذیر از منابع زیست‌توده تولید و مصرف می‌گردد.

چرخهٔ زیست‌توده در طبیعت

[ویرایش]

بخشی از تشعشع خورشید که بهاتمسفر زمین می‌رسد، بواسطه فرایندفتوسنتز در گیاهان جذب و ذخیره می‌شود. ماکزیمم راندمان تبدیلانرژی خورشیدی در این فرایند بین ۵ تا ۶ درصد است. گیاهان به عنوان منابع ذخیرهکربن هستند و دی‌اکسید کربن را از هوا جذب کرده و به صورت کربن ذخیره می‌نمایند. وقتی گیاهی توسط جانوری خورده می‌شود، بخشی از کربن موجود در گیاه خورده شده به انرژی تبدیل می‌شود و بخشی دیگر دربافت‌های زنده ذخیره می‌گردد. بخش سوم نیز بافضولات جانوری دفع می‌گردد. در صورتی که چوب یا گیاهان سوزانده شوند، علاوه بر انرژی، بخش اعظمی از کربن ذخیره شده به صورتکربن دی‌اکسید آزاد می‌شود و بخشی نیز درخاکستر باقی می‌ماند.[۵][۶][۷]

تاریخچه

[ویرایش]

فناپذیریسوخت‌های فسیلی،تنوع‌بخشی بهمنابع انرژی،توسعه پایدار ایجاد امنیت انرژی، مشکلات زیست‌محیطی ناشی از مصارف انرژی فسیلی از یک طرف و تجدیدپذیر بودن منابع انرژی‌های نو نظیر خورشید، باد، زیست‌توده و … از طرف دیگر باعث توجه جدی جهانیان به توسعه و گسترش استفاده ازانرژی‌های تجدیدپذیر و افزایش سهم این منابع در سبد انرژی جهانی شده است. امروزه جهان شاهد افزایش چشمگیر فعالیت‌ها و بودجه دولت‌ها و شرکت‌ها در امر تحقیق، توسعه و عرضه سیستم‌های انرژی‌های تجدیدپذیر است و این فعالیت‌ها همراه با صرف بودجه‌های کلان در این زمینه در نهایت موجب کاهش قیمت تمام شده انرژی‌های تجدیدپذیر و رقابت‌پذیری این تکنولوژی با سیستم‌هایانرژی سنتی موجود می‌گردد. از دیدگاه تاریخی استفاده از انرژی زیست‌توده به ابتدایی‌ترین دوره‌های تاریخ بازمی‌گردد. از زمانی که آتش شناخته شد، انسان نخستین، همواره چوب و برگ خشک درختان را به عنوان سوخت استفاده می‌کرده و این چرخه تا قرن حاضر نیز ادامه پیدا کرده است.

تاریخچه زیست‌توده در جهان

[ویرایش]
  • کشف و مهار آتش و استفاده از حرارت حاصل از سوزاندن چوب و خار و خاشاک
  • خروج گاز واشتعال ناقص آن ناشی از دفن زباله در طبقات زیرین زمین توسطپیلی نی روسی
  • اعلام وان هلمونت در سال ۱۶۳۰ در خصوص شناسائی و اشتعال گاز دفنگاه
  • کشف ماهیت گاز مرداب (متان- بیوگاز) در سال ۱۶۶۷ دانشمندی به نامشرلی
  • شناسائی گاز متان به عنوان ترکیب اصلیبیوگازاز مواد تخمیر شده توسطولتا و در سال ۱۷۷۶
  • شروع تحقیقات عمده در زمینةتخمیر بی‌هوازی و کاربرد آن به وسیله شخصی به نامدیوی در سال ۱۸۰۸
  • در سال ۱۸۸۴ فردی به نامگاین طرحی را به اجراء درآورد که به وسیله بیوگاز حاصل از انرژی زیست‌توده روشنایی خیابان‌های شهرپاریس را تأمین نمود.
  • نخستیننیروگاه بیومس در کشوربنگلادش

تاریخچه بهره‌گیری از زیست‌توده درایران

[ویرایش]

محمدبن حسین عاملی معروف بهشیخ بهائی (۱۰۳۱–۹۳۵ هجری قمری) جزء نخستین کسانی بوده که از بیوگاز حاصل از زیست‌توده (فاضلاب حمام) استفاده کرده و آن را به عنوانسوخت یک حمام در اصفهان به کار برده است.

اولین هاضم تولید گازمتان در ایران در روستاهای نیازآبادلرستان در سال ۱۳۵۴ ساخته شده است. این دستگاه به گنجایش ۵ متر مکعب، فضولات گاوی روستا را مورد استفاده قرار داده و بیوگاز مصرفی حمام مجاور را تأمین می‌نموده است.

از نظر استفاده‌های سنتی از این منبع، مطابق سرشماری سال ۱۳۷۵، ۱۰ درصد خانوارهای روستایی برایگرمایش منازل خود و ۵ درصد خانوارهای روستایی برای پخت‌وپز عمدتاً ازچوب وفضولات دامی استفاده می‌کرده‌اند.

در سال ۱۳۵۹ دو واحد کوچک آزمایشی دردانشگاه بوعلی سیناهمدان احداث گردید که با فضولات کشتارگاه وکود گاوی تغذیه می‌گردید.

دانشگاه صنعتی شریف نیز در سال ۱۳۶۱ یک واحد ۳ متر مکعب را به صورت آزمایشی مورد مطالعه قرار داد که با فضولات گاوی بارگیری می‌شد.

در حال حاضر پروژه‌های متعددی در این خصوص توسطوزارت نیرو وبخش خصوصی در دست اجرا می‌باشد.

ساخت اولین نیروگاه زیست توده دامی کشور در قزوین در شهریور 1404 به پیشرفت بالای 90 درصد رسیده است.[۸][۹]

ساختار شیمیایی

[ویرایش]

زیست‌توده بر پایهکربن است و از مخلوطمولکول‌های آلی، شاملهیدروژن، معمولاًاکسیژن و اغلبنیتروژن و مقدار کمی از دیگراتمها مانند،فلزات قلیایی،فلزات قلیایی خاکی وفلزات سنگین است.. منابع زیست‌توده شاملترکیبات آلی با زنجیره بلند می‌باشد که در فرایند هضم بهمولکولهای ساده‌تر تبدیل می‌شود. حاصل این فرایند گازی قابل اشتعال به نامبیو گاز است و به آن بیو گاز یاگاز مرداب نیز گفته می‌شود. اینگاز شامل دو جزء عمدهمتان ودی‌اکسید کربن به همراه مقدار جزئی از گازهای دیگر می‌باشد. این مخلوط گازی باارزش حرارتی ۲/۲ – ۵/۱ مگاژول بر مترمکعب است.

راه‌های تأمین منابع انرژی زیست‌توده

[ویرایش]

یکی از راه‌های تأمین منابع انرژی زیست‌توده،کاشت درختان یا درختچه‌های مناسب (با دوره رشد کوتاه و سریع) در زمین‌های نامرغوب و نیمه بایر است. گر چه سوزاندن این منابع،گاز دی‌اکسید کربن را در جو منتشر می‌کند، اما چون دوره کاشت و رشد و نمو آن‌ها دائمی است، به همان اندازه دی اکسیدکربن از جو زمین جذب می‌کنند و با استفاده از انرژی خورشیدی، از طریق فتوسنتز، اکسیژن تولید می‌کنند. بدین ترتیب، یک «چرخه کربنخنثی» درطبیعت پدید می‌آید. همچنین چوب‌ها یا بعضی از زباله‌ها می‌توانند سوزانده شوند تا بخار آّب تولید شود و از آن برای تولیدبرق استفاده می‌شود. البته سوزاندن بیومس تنها راه آزادسازی آن‌ها نیست. بیومس‌ها می‌توانند به اشکال دیگری انرژی قابل استفاده در اختیار ما قرار دهند. مثل گاز متان،اتانول وبیودیزل. گاز متان جزء اصلی گاز طبیعی است. مواد بدبو مثل آشغال‌های گندیده و ضایعات کشاورزی و فضولات انسانی گاز متان آزاد می‌کنند کهزیست گاز نامیده می‌شود. یکی دیگر از از منابع بیومس زباله‌ها هستند که ضایعات جامد شهری (MSW) نام دارند. زباله‌هایی که از محصولات گیاهی یا جانوری به دست می‌آیند بیومس هستند. غذاهای دورریز و چمن‌های کنده شده نمونه‌هایی از زباله‌های بیومس هستند.

تقسیم‌بندی انواع منابع زیست‌توده

[ویرایش]

پسماندهای جامد: شامل مواد زائد جامدی هستند که از مراکز تجاری، اداری، خانگی و برخی صنایع حاصل می‌شود. این مواد یک منبع مناسب برای تولیدانرژی می‌باشند. فرایندهای تبدیل و تولید مواد بهانرژی از زباله در دنیا توسعه یافته و پروژه‌های زیادی در زمینه تولید انرژی (برقحرارت) اززباله در دنیا مورد بهره‌برداری قرار گرفته‌اند.

دورریزهای جامد شهری را می‌توان به مواد ذیل طبقه‌بندی نمود

[ویرایش]
  • دورریزهای غذایی:بقایای جانوری و میوه یا سبزی (آشغال‌ها) ناشی از حمل و نقل، آماده‌سازی، پختن یا خوردن غذا، همچنین مواد غذایی فاسد که به ویژه در هوای گرم سریعاً تجزیه می‌شوند.
  • زباله (به غیر از مواد غذایی):مواد زاید جامد قابل احتراق و غیرقابل احتراق به استثنای مواد زاید یا سایر مواد فاسد شدنی. عموماً زباله قابل احتراق از موادی مانند:کاغذ،مقوا،پلاستیک،پارچه،لاستیک،چرم، چوب، اثاث منزل و تزیینات باغ و گیاه تشکیل می‌شود. زباله غیرقابل احتراق عبارت است از اقلامی نظیر شیشه، بلور، قوطی‌های حلبی، قوطی‌های آلومینیومی، فلزات آهنی و غیرآهنی، چرک و کثافات ونخاله‌های ساختمانی.
  • خاکسترها و بقایا:موادی که از سوختن چوب، زغال‌سنگ، زغال و سایر مواد زاید قابل احتراق باقی می‌مانند. بقایای حاصل از نیروگاه‌ها معمولاً در این گروه طبقه‌بندی نمی‌شوند. خاکسترها و بقایا به‌طور عادی شامل مواد ریز پودری شکل و مقادیر اندکی از موادی است که به‌طور ناقص سوخته‌اند.
  • مواد زاید حاصل از تخریب و نخاله‌های ساختمانی: مواد زاید حاصل از ساختمان‌های تخریب شده و سایر ساختمان‌ها در ضمن مواد زاید حاصل از تخریب طبقه‌بندی می‌شوند. مواد زاید ساختمانی، قالب ریزی و تعمیر ساختمان‌های مسکونی، تجاری و صنعتی وسازه‌های مشابه به عنوان نخاله‌های ساختمانی شناخته می‌شوند. این مواد شامل کثافات، سنگ‌ها، بتن،آجرها،پلاستر، چوب،تیرهای چوبی،لوله‌کشی،تأسیسات حرارتی و الکتریکی می‌شوند.
  • مواد زاید مخصوص: مواد زایدی مانند مواد جاروب شده خیابانی، زباله‌های کنار جاده، بقایای حاصل از ویرانی، جانوران مرده و وسایل نقلیه اسقاط جزو مواد زاید مخصوص طبقه‌بندی می‌شوند.
  • مواد زاید حاصل از واحدهای تصفیه: مواد زاید جامد و نیمه جامد حاصل از آب، فاضلاب و تأسیسات صنعتی تصفیه پساب در این گروه طبقه‌بندی می‌شوند.

انواع دوریزها و پسماندهای جامد

[ویرایش]

دوریزهای خطرناک نیز معمولاً به گروه‌های زیر تقسیم می‌شوند

[ویرایش]

فاضلاب‌های شهری

[ویرایش]

سالانه میلیون‌ها تن لجن در فرایندتصفیه فاضلاب درتصفیه خانه‌های شهرها و صنایع مختلف تولید می‌گردد که دارایپتانسیل مناسبی برای تولید انرژی می‌باشد. در حالیکهدفع ودفن این لجن‌ها از معضلات اساسی تصفیه خانه‌ها بوده و هزینه‌های گزافی در این زمینه صرف می‌گردد. با بهره‌گیری از فن‌آوری‌های مناسب می‌توان ضمن حل معضل اینپسماندهای آلی به تولید انرژی پاک اقدام نمود.

پسماندهای کشاورزی و جنگلی

[ویرایش]

چوب یا همانسوخت‌های چوبی اصطلاحی است، شامل انواع سوخت‌های حاصل از جنگل کاری، ضایعات حاصل از بهره‌برداریمنابع جنگلی، ضایعات حاصل از صنایع تبدیلی چوب، صنایع چوب وکاغذ و تأسیسات پردازشی مجاور مناطق جنگلی که می‌تواند به عنوان یکماده اولیه جهت احداث نیروگاه برای تأمین انرژی همان صنایع یا صنایع دیگر مورد استفاده قرار گیرد. زائدات کشاورزی نیز مواد سرشار از انرژی بوده کهارزش غذایی برای انسان ندارند. سالانه میزان زیادی از پسماند کشاورزی نظیر کاه و کلش غلات، شاخه و برگ انواع گیاهان ومحصولات باغی در مراحل مختلفکشاورزی تولید می‌گردد که می‌تواند در فرایند تولید انرژی مورد استفاده قرار بگیرد.

فضولات جانوری

[ویرایش]

فضولات حاصل از دام و طیور سرشار ازمواد آلی بوده و در فرایند تولید انرژی می‌تواند به عنوان یک ماده اولیه مناسب در نیروگاه‌های زیست‌توده مورد استفاده قرار گیرند.

پسماندهایصنایع غذایی و کشاورزی

[ویرایش]

در فرایندهای تولید و تبدیل در صنایع غذایی و کشاورزی سالانه مقدار زیادیپسماندهای آلی جامد و مایع تولید می‌گردد که می‌تواند ماده اولیه مناسبی برای نیروگاه‌های زیست‌توده باشد. انرژی حاصل از این پسماندها می‌تواند در همان صنایع یا صنایع دیگر مورد استفاده قرار گیرد. استفاده از این ضایعات در فرایند تولید انرژی و احداث نیروگاه‌های زیست‌توده می‌تواند در راستایتوسعه پایدار در صنعت کشاورزی مد نظر قرار گیرد.

محصولات انرژی‌زا

[ویرایش]
سورگوم دورنگ

در حال حاضر با توجه به اقتصادی بودن تولید انرژی و نیز برق از درختان دراروپا وآمریکای شمالی، کشاورزان بخش‌هایی از زمین‌های کشاورزی خود را به کشت درختان سریع الرشد و انرژی زا اختصاص می‌دهند. از انواع مختلف محصولات انرژی زا می‌توان به کشت درختان سریع الرشد نظیراکالیپتوس، کشت محصولات کشاورزی (گیاهان) انرژی زا (مثلسورگوم ونیشکر)، کشتگیاهان روغنی با محتوی انرژی بالا مثلسویا وشلغم روغنی ودرخت نخل اشاره کرد. این محصولات می‌توانند به عنوان سوخت امن و بی‌خطر در نیروگاه‌های زیست‌توده مورد استفاده قرار گیرند. توجه به این محصولات می‌تواند ضمن تأمین آسان و پایدار قسمتی از انرژی مورد نیاز و امنیت تأمین انرژی با ایجاد درآمد برای کشاورزان از جهت اختصاص ظرفیت‌های خالی و زمین‌های غیرقابل استفاده در بخش کشاورزی به این امر همراه باشد.

کاربردهای انرژی زیست‌توده

[ویرایش]

امروزه برای منابع مختلف زیست‌توده و کاربردهای گوناگون آن، تکنولوژی‌های زیادی توسعه یافته یا در حال توسعه می‌باشند. منابع زیست‌توده با فناوری‌های مختلف تولید انرژی، به صورتهای مختلف انرژی نظیربرق،حرارت وسوخت تبدیل می‌گردند.

مصارف غیرنیروگاهی زیست‌توده

[ویرایش]

بخش اعظمی از سهم انرژی زیست‌توده در تأمینانرژی اولیه مصرفی جهان به کاربردهایحرارتی واحتراق مستقیم به ویژه درکشورهای در حال توسعه اختصاص دارد. عمده‌ترین کاربرد منابع زیست‌توده در تأمین حرارت و پخت‌وپز می‌باشد.

جستارهای وابسته

[ویرایش]

منابع

[ویرایش]
  1. گروه واژه‌گزینی ۱۳۷۶–۱۳۸۹ (۱۳۹۰).هزارواژهٔ زیست‌شناسی، جلد 1. نشر آثار، فرهنگستان زبان و ادب فارسی. ص. ۲۴۵ فارسی + ۱۲۷ انگلیسی.شابک ۹۷۸-۶۰۰-۶۱۴۳-۱۴-۹.
  2. ۲٫۰۲٫۱«biomass energy | National Geographic Society».education.nationalgeographic.org. دریافت‌شده در۲۰۲۲-۰۹-۲۵.
  3. «Biomass explained - U.S. Energy Information Administration (EIA)».www.eia.gov. دریافت‌شده در۲۰۲۲-۰۹-۲۵.
  4. ۴٫۰۴٫۱Canada، Natural Resources (۲۰۱۳-۰۷-۰۹).«bioenergy-biomass».www.nrcan.gc.ca. دریافت‌شده در۲۰۲۲-۰۹-۲۵.
  5. "biosphere - Efficiency of solar energy utilization | Britannica".www.britannica.com(به انگلیسی). Retrieved2022-09-25.
  6. «biomass energy | National Geographic Society».education.nationalgeographic.org. دریافت‌شده در۲۰۲۲-۰۹-۲۵.
  7. "Biomass Energy Basics".www.nrel.gov(به انگلیسی). Retrieved2022-09-25.
  8. عمومی، روابط (۲۰۲۵-۰۸-۲۷).«بازدید مدیرعامل گروه برق و انرژی صبا از مجتمع بیوگاز دامی زاگرس کوثر؛ اولین مجتمع بیوگاز دامی در کشور».شرکت تولید و مدیریت نیروگاه زاگرس کوثر. دریافت‌شده در۲۰۲۵-۰۹-۲۹.
  9. نبض‌بورس، اخبار بورس و اقتصادی، آموزش بازار سرمایه و تحلیل سهام- (۱۴۰۳/۱۲/۱۸ - ۱۱:۳۶).«بررسی طرحی متفاوت اما معوق در بزاگرس».fa. دریافت‌شده در2025-09-29.تاریخ وارد شده در|تاریخ= را بررسی کنید (کمک)
زیست‌سوخت‌ها
رده:محصول انرژی
محصولات انرژی غیر غذایی
فن‌آوری
مفاهیم
اصول پایه
انواع
حامل‌های انرژی
انرژی اولیه
اجزایسیستم انرژی
کاربرد وتأمین انرژی
متفرقه
گونه‌ها
بوم‌شناسی جنگل و
مدیریت جنگل
جنگل‌داری و زیست‌بوم
صنعت چوب
پیشه‌های جنگل‌داری
جنگل‌های ایران
مفاهیم
منابع
منابع تجدیدناپذیر
انرژی تجدیدپذیر
فناوری‌های نیروگاه
دستگاه‌های
حفاظتی
علم اقتصاد
ئ سیاست‌ها
آمارها و
تولیدات
کتابخانه‌های ملی
سایر
برگرفته از «https://fa.wikipedia.org/w/index.php?title=زیست‌توده&oldid=42785819»
رده‌ها:
رده‌های پنهان:

[8]ページ先頭

©2009-2025 Movatter.jp