تعريف الكتلة الحيوية .. وأنواعها ومصادرها

كتابة: دينا محمود آخر تحديث: 14 يونيو 2021 , 03:40

ما هي الكتلة الحيوية

الكتلة الحيوية هو الوقود الذي يتم تطويره من مواد أو نفايات طبيعية وعضوية ، والتي تعد مصدرًا متجددًا ومستدامًا للطاقة.

الكتلة الحيوية هي لبنة البناء الرئيسية للوقود الحيوي ، وتستخدم بشكل كبير لإنتاج الكهرباء لإنتاج الحرارة في سياق الطاقة ، كبديل للوقود الأحفوري.

تركيب الكتلة الحيوية

التركيب الكيميائي للكتلة الحيوية هو الكربون والهيدروجين والأكسجين إلى جانب ذرات النيتروجين والقلويات والمعادن الثقيلة والأرض القلوية.

أنواع ومصادر الكتلة الحيوية

  • بقايا الغابات

تشمل مخلفات الغابات الكتلة الحيوية التي لم يتم حصادها أو إزالتها من مواقع قطع الأشجار في الغابات التجارية ، وكذلك المواد الناتجة عن عمليات إدارة الغابات مثل عمليات التخفيف قبل التجارة وإزالة الأشجار الميت ة والمحتضرة.

الخشب هو وقود الكتلة الحيوية الأكثر استخدامًا للتدفئة والطاقة ، والنفايات الخشبية غير المرغوب فيها هي منتج ثانوي للعديد من عمليات الغابات ، إن استخدام هذه المواد لتوليد الكهرباء يستعيد قيمة طاقتها مع تجنب التخلص من مكبات النفايات.

وتشمل نفايات الغابات قطع الأشجار والأشجار التجارية غير الكاملة والخشب الميت والأشجار غير التجارية الأخرى التي تحتاج إلى التخفيف من الغابات المزدحمة وغير الصحية والمعرضة للحرائق.

  • ملاط المزرعة

ملاط المزرعة عبارة عن مياه صرف صحي للحيوانات المائية تحتوي على تركيز عالٍ من المواد الصلبة العالقة ، يتم الحصول على ملاط ​​المزرعة بشكل رئيسي من تربية الخنازير وتربية الماشية ، يمكن استخدامه كمصدر وقود لعملية الهضم اللاهوائي.

تُستخدم في المقام الأول لأنها سهلة التجميع ويمكن استخدامها مع المعدات الأساسية.

فضلات الدواجن هي مادة الفرش التي يتم جمعها من حظائر الدجاج اللاحم. عادة ما تتكون من نشارة الخشب أو الورق المقطّع أو القش الممزوج بفضلات الدجاج ؤ تبلغ قيمته الحرارية 9-15 جيجا جول / طن ، وهي أقل بقليل من الخشب ، ويحتوي على نسبة رطوبة تتراوح بين 20-50٪ حسب طرق التربية التي يستخدمها المزارعون.

  • سماد مزارع الماشية

تؤثر تقنيات تربية الماشية بشكل كبير على كمية ونوعية السماد الذي يمكن تسليمه إلى جهاز الهضم اللاهوائي ، يحدد عدد الأبقار ، والإسكان ، والنقل ، وأنظمة الفراش التي تستخدمها المزارع كمية الطين التي يجب استخدامها وبالتالي كمية الطاقة المنتجة.

يمكن إيواء تربية الماشية باستخدام مجموعة متنوعة من الأساليب ، تشمل الأنظمة الأكثر استخدامًا الأكشاك المجانية والحظائر ذات الممرات المرصوفة وأنظمة الأراضي المفتوحة ، ويحدد نوع المسكن المستخدم كمية ونوعية السماد الذي يمكن جمعه اقتصاديًا.

الطرق شائعة الاستخدام لجمع السماد هي أنظمة الشطف ، والكشط ، والفراغ ، واللودر ، في حظائر الأكشاك المجانية ، يمكن تنظيف السماد أو كشطه أو جمعه بالمكنسة الكهربائية.

  • تربية الخنازير

تتوفر عدة خيارات لجمع وتخزين روث الخنازير ، اعتمادًا على شكل السماد الطبيعي ، وتشمل طرق التخزين الشائعة الحفر تحت الأرضية ، والهياكل الخارجية (فوق أو تحت الأرض) ، والحفر الترابية ، والبحيرات ، وأحواض التخزين ، وتعد أنظمة الصرف الصحي وأنظمة الكاشطة من بين الطرق المستخدمة لجمع السماد ونقله إلى مرافق التخزين المناسبة.

  • النفايات البلدية الصلبة العضوية (MSW)

النفايات الصلبة المحلية العضوية هي أي مادة يتم جمعها من الممتلكات التجارية أو السكنية مثل فضلات الطعام والورق وما إلى ذلك.

تشكل النفايات العضوية ، سواء من العقارات التجارية أو السكنية ، كمية كبيرة من النفايات التي يتم طمرها ، كما هو الحال مع النفايات الأخرى ، يمكن تحويلها إلى طاقة بطرق مختلفة ، الأول هو الاحتراق المباشر (المحرقة) ، أو عن طريق الهضم اللاهوائي في مكب النفايات أو في مصنع المعالجة.

  • مخلفات الصرف الصحي

تعتبر مخلفات الصرف الصحي مصدرًا للكتلة الحيوية يمكن مقارنتها بنفايات الحيوانات الأخرى المذكورة سابقًا ، ويمكن استخراج الطاقة من مياه الصرف الصحي باستخدام الهضم اللاهوائي أو الانحلال الحراري أو التجفيف والحرق.

  • محاصيل الطاقة

يتم إنتاج محاصيل الطاقة خصيصًا لقيمتها في الوقود وانتاج الكتلة الحيوية ، هناك العديد من المحاصيل التي يمكن استخدامها بسهولة كمصادر للطاقة. يغطي مخطط محاصيل الطاقة (ECS) كلاً من الدورة القصيرة (SRC) و Miscanthus ، والذي يهدف إلى زيادة المساحة المخصصة لمحاصيل الطاقة في إنجلترا باستخدام المنح ، بسبب نظام المنح هذا ، هذه هي محاصيل الطاقة الأكثر شيوعًا.

  • الكريات

الكريات عبارة عن كتلة حيوية ذات وقود صلب مكرر ذات محتوى رطوبة منخفض ، مما يجعل من السهل نقلها وتخزينها وتحويلها إلى طاقة ، يتم تصنيعه من غبار المنشار أو رقائق الخشب أو الحلاقة أو اللحاء ، يبلغ قطر الكريات عادة 6-8 مم وطولها 5-30 مم محتوى الماء الأقصى 8٪ ومن مزايا استخام الكريات ككتلة حيوية:

  1. تحترق الكريات تقريبًا دون حدوث أي دخان ، الغبار في غاز المداخن أساسي للغاية.
  2. الرماد الناتج أساسي.
  3. يتم إنتاج مواد مسرطنة أقل في احتراق الحبيبات بدرجة حرارة عالية مقارنة بالوقود غير المكرر.
  4. يحتوي على نسبة منخفضة من المعادن الثقيلة.
  5. يتم تكوين كميات صغيرة فقط من أكاسيد أكاسيد النيتروجين.
  6. عادة ما تتم معالجة الكتلة الحيوية إلى كريات في النباتات باستخدام مكابس أو مكابس أسطوانية ، قد تكون المواد الخام المستخدمة نشارة الخشب أو نجارة أو رقائق ، يتم تسخين المادة الخام ، لتجفيف الوقود وفي نفس الوقت تحويل اللجنين إلى العمل مثل الغراء الذي يربط المواد الخام معًا ، مما يجعل من الممكن تشكيل الكريات بالشكل المطلوب.
  • رقائق الخشب

يشير مصطلح رقائق الخشب إلى جزيئات الخشب المعالجة ميكانيكيًا ، والتي يتراوح حجمها من 1 إلى 100 مم.

مصادر الكتلة الحيوية الشائعة

  • خردة الخشب
  • البناء الخشبي وحطام الغابات (نفايات الخشب ، نفايات المناشر ، النفايات الخضراء من مدافن القمامة وغيرها من النباتات)
  • محاصيل ومخلفات زراعية معينة
  • السماد الطبيعي
  • فضلات الحيوانات
  • نفايات الإيثانول
  • النفايات البلدية الصلبة (حمأة الصرف الصحي أو مواد عضوية أخرى لمدافن النفايات
  • النفايات الصناعية الأخرى (مثل حمأة الورق من عمليات إعادة تدوير الورق)

لتوليد الكتلة الحيوية ، غالبًا ما يُعتقد أن مصادر الطاقة تقتصر على نفايات النباتات ولكن هذا ليس هو الحال ، حتى المواد المشتقة من الحيوانات تُستخدم لتوليد الكتلة الحيوية. 

الفرق بين الكتلة الحيوية وأنواع الوقود الأحفوري الأخرى

  • الاختلاف الأول والأهم والأهم هو “فارق التوقيت” ، أي الوقت اللازم لتكوينه.
  • تقوم الكتلة الحيوية بإخراج الكربون من الغلاف الجوي أثناء تطوره ، ثم تعود عند احتراقها.
  • يمكن تحويل الكتلة الحيوية إلى إيثانول بواسطة عملية حرارية وإلى ميثانول عن طريق التخمير والهضم.
  • الوقود ذو كثافة طاقة عالية ، وحرقه واستخدامه يطلق ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي.

عيوب الكتلة الحيوية

إذا لم تعد المحاصيل تزرع فلن يكون هناك أي مخلفات زراعية ، إذا كان هناك طلب على الكتلة الحيوية ، فيجب تطوير طرق الحصاد.

وعيب رئيسي آخر هو أن الأرض المستخدمة لزراعة المحاصيل للكتلة الحيوية ، مشغولة على المدى الطويل والتي يمكن استخدامها لأغراض أخرى مثل الإسكان أو الحفظ أو الزراعة أو المنتجع أو الاستخدام الزراعي.[1]

حقائق عن الكتلة الحيوية

  • تتكون الكتلة الحيوية من النباتات والحيوانات والمواد العضوية والأكثر شيوعًا هي رقائق الخشب أو الكريات.
  • إنه مصدر متجدد للطاقة ، ومع ذلك قال بعض الباحثين إنه يمكن أن يكون له تأثير سلبي ، مما يؤدي إلى خلق “دين الكربون”
  • حوالي 70٪ من الطاقة المتجددة المستخدمة في جميع أنحاء العالم تأتي من الكتلة الحيوية.
  • تقنية BECCS هي طريقة للتأكد من أن إنتاج طاقة الكتلة الحيوية لا يطلق الكربون في الهواء.
المراجع

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق