زیست توده یا بیومس یک منبع تجدیدپذیر انرژی است که از مواد زیستی به دست میآید. مواد زیستی شامل موجودات زنده یا بقایای آن ها است. نمونه این مواد، چوب، زباله و الکل هستند. زیست توده معمولاً شامل بقایای گیاهی است که برای تولید الکتریسیته یا گرما به کارمیرود. برای مثال بقایای درختان جنگلی، مواد هرس شده از گیاهان و خردههای چوب میتوانند به عنوان زیست توده به کار گرفته شوند. زیست توده به مواد گیاهی یا حیوانی که برای تولید الیاف و مواد شیمیایی به کار می روند نیز اطلاق میشود. زیست توده شامل زبالههای زیستی قابل سوزاندن هم میشود، اما شامل مواد زیستی مانند سوخت فسیلی که طی فرایندهای زمین شناسی تغییر شکل یافته اند، مانند ذغال سنگ یا نفت نمیشود.
امروزه مشخص شدهاست که سوختهای زیستی بدست آمده از پسماندهای جنگلها و محصولهای کشاورزی جهان میتواند سالانه به اندازه ۷۰ میلیارد تن نفت 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 تولید گرما بهره برد زیرا میتوانند باعث صرفه جویی اقتصادی چشمگیری شوند. زیست توده شامل زبالههای زیستی قابل سوزاندن هم میشود.
مثالهایی از منابع بیومسی:
- جنگلها و ضایعات جنگلی
- محصولات و ضایعات کشاورزی، باغداری و صنایع غذایی
- فضولات دامی
- فاضلابهای شهری و صنعتی
- فاضلابها، پسماندهای آلی صنعتی
- ضایعات جامد زبالههای شهری
اگرچه سوختهای فسیلی ریشه در زیست توده در زمان بسیار قدیم دارند، به دلیلاینکه کربن موجود در آنها از چرخه زیستی طبیعت خارج شده است و سوزاندن آنها تعادل دی اکسید کربن موجود در جو را به هم میزند، عنوان زیست توده به آنها اطلاق نمیگردد. زیست توده بر پایه کربن است و از مخلوط مولکولهای آلی شامل هیدروژن، معمولاً اکسیژن و اغلب نیتروژن و مقدار کمی از دیگر اتمها مانند، فلزات قلیایی، فلزات قلیایی خاکی و فلزات سنگین است.
بخشی از تشعشع خورشید که به اتمسفر زمین میرسد، بواسطه فرایند فتوسنتز در گیاهان جذب و ذخیره میشود. ماکزیمم راندمان تبدیل انرژی خورشیدی در این فرایند بین ۵ تا ۶ درصد است. گیاهان به عنوان منابع ذخیره کربن هستند و CO2 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 با فضولات حیوانی دفع میگردد. در صورتی که چوب یا گیاهان سوزانده شوند، علاوه بر انرژی، بخش اعظمی از کربن ذخیره شده به صورت کربن دیاکسید آزاد میشود و بخشی نیز در خاکستر باقی میماند.
پلنت تولید زیست گاز
زیست گاز
زیست گاز (گاز زیستی یا بیوگاز) از فرایند تجزیه بیهوازی ریزاندامگان (میکروارگانیسمها) و باکتریهایگرمادوست درون زباله بدست میآید(شکل 7). در راکتورهای فرآوری گاز زیستی، متان، سولفید هیدروژن و دیاکسید کربن بدست میآید.
اجزای تشکیل دهنده آن شامل موارد زیر است:
- §گاز متان حدود ۶۲ تا ۷۰ درصد.
- §گاز کربن دیاکسید ۳۰ تا ۳۵ درصد.
- §سولفید هیدروژن، گوگرد و ازت به مقدار کم
این گاز در شرایط تهیه آزمایشگاهی با وجود ناخالصی قابل اشتعال است. ارزش حرارتی این گاز 2.5 برابر گرمایی است که از سوزاندن فضولات دامی تولید میشود.
راههای تأمین منابع انرژی زیست توده
یکی از راههای تأمین منابع انرژی زیست توده، 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 کربن خنثی» در طبیعت پدید میآید. همچنین چوبها یا بعضی از زبالهها میتوانند سوزانده شوند تا بخار آّب تولید شود و از آن برای تولید برق 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 و بیودیزل. گاز متان جزء اصلی گاز طبیعی است. مواد بدبو مثل آشغالهای گندیده و ضایعات کشاورزی و فضولات انسانی گاز متان آزاد میکنند که زیست 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.