زیست توده یا Biomass چیست ؟

انرژی زیست‌توده به تبدیل پسماندها یا باقی‌مانده‌های گیاهی به محصولات ارزشمندتر جهت تولید انرژی قابل تجدید و به کاهش گازهای گلخانه‌ای گفته می‌شود. این فرآیند گاهی به نام ارتقاء ارزش پسماندها نیز شناخته می‌شود. بازیافت مواد باقی‌مانده موجب کاهش انتشار کربن جدید می‌شود، زیرا یک حلقه کوچک باقی می‌ماند. کربن حاصل از زیست‌توده توسط درختان دوباره در فرآیند فتوسنتز جذب می‌شود، به عکس از سوخت‌های فسیلی که کربن جدید را به جو آزاد می‌کنند. در میان مشتقات متعدد زیست‌توده، اتانول – یک نوع سوخت زیستی – یک محصول اصلی است که می‌تواند به عنوان سوخت مایع برای پخت و پز، مواد شیمیایی استفاده دارویی، پلاستیک‌های قابل تجزیه و تولید برق از کاهوی نسکر گندم استفاده شود.

در سال 2021، کمیسیون انرژی نیجریه گزارش خود را در خصوص ارزیابی ظرفیت‌های سوخت زیستی و زیست‌انرژی در صنعت شکر نیجریه معرفی کرد. مدیرعامل پیشین کمیسیون انرژی نیجریه به این نکته اشاره کرد که ارزیابی دقیق منابع زیست‌توده، مکان‌های دارای پتانسیل برای شبکه‌های کوچک زیست‌توده در سراسر فدراسیون را شناسایی خواهد کرد. با این حال، از آن زمان که این اعلام صورت گرفته است، اطلاعاتی درباره پیشرفت پروژه منتشر نشده است. پیش از این اعلام، نیجریه در سال 2007 سیاست ملی سوخت زیستی و تشویقات را معرفی کرد که باید توسط وزارت نفت و شرکت ملی نفت نیجریه (NNPC) هماهنگ می‌شد. با این حال، مدیرعامل گروه NNPC Limited، ملی کیاری، از طریق نماینده‌ای نیز فرآیند ‘خودکفایی’ در استفاده از نیشکر برای تولید انرژی را تأیید کرد.

چه چیز هایی زیست توده محسوب میشوند ؟

در دهه‌های اخیر، مفهوم زیست‌توده به عنوان یک منبع چندگانه و حیاتی در حوزه‌های مختلف توسعه و محیط‌زیست برجسته شده است. این مفهوم گسترده‌ای از مواد آلی شامل باقی‌مانده‌های گیاهی و حیوانی، پوست و ضایعات میوه‌ها، ساقه و برگ گیاهان، و دیگر اجزای زیست‌توده را فرا می‌گیرد که می‌تواند به عنوان یک منبع غنی و قابل تجدیدپذیر برای مصارف متنوع از تولید انرژی تا تولید سوخت و محصولات زیستی مورد استفاده قرار گیرد.

در ادامه به چند نمونه از مطرح ترین زیست توده ها اشاره خواهیم کرد:

1. پوست و ضایعات نخل‌ها:

باقی‌مانده‌های زیست‌توده از پوست و ضایعات نخل‌ها، مانند پوست پالم و خرده‌هایی که در فرآیند استخراج روغن نخل تولید می‌شوند، می‌توانند به عنوان منبع زیست‌توده برای تولید بیوانرژی یا تولید مواد شیمیایی مورد استفاده قرار گیرند.

2. مانیوک  یا کاساوا:

کاساوا نیز یک منبع غنی از زیست‌توده است. تبدیل برخی از باقی‌مانده‌های کاساوا به سوخت زیستی یا دیگر محصولات انرژی‌افزایی می‌تواند موجب بهره‌وری بیشتر از این محصول شود.

3. پوست و مغز میوه‌ها:

باقی‌مانده‌های زیست‌توده از پوست و مغز میوه‌ها می‌توانند به عنوان منبع زیست‌توده مورد استفاده قرار گیرند. این امر می‌تواند در تولید سوخت‌های زیستی و یا تولید کمپوست برای کشاورزی مفید باشد.

4. ساقه و برگ گیاهان:

ساقه و برگ گیاهان مانند گیاهان آفتاب‌گردان یا ذرت نیز می‌توانند به عنوان منبع زیست‌توده برای تولید انرژی، مواد شیمیایی، یا حتی برای تولید کاغذ مورد استفاده قرار گیرند.

5. خاک اره و پوست چوب:

خاک اره و پوست چوب از فرآیند تولید چوب و مصنوعات چوبی می‌توانند به عنوان زیست‌توده برای تولید انرژی یا تولید محصولات چوبی و پلت چوب دیگر استفاده شوند.

6.  پوست گندم:

پوست گندم از فرآیند تولید نان و سایر محصولات گندم می‌توانند به عنوان زیست‌توده برای تولید انرژی یا تولید محصولات غذایی دیگر استفاده شوند.

تاریخچه زیست توده در جهان:

استفاده از زیست توده به عنوان یک منبع انرژیتاریخچه طولانی و جذابی دارد.

آغاز این راه پیش از ابتکارات مدرن به دوره‌های باستانی باز می‌گردد. در آغازین دوره‌های تاریخ، مردم از چوب کاه برای روشن کردن آتش و پخت و پز و گرما استفاده می‌کردند. با گذر زمان و توسعه فناوری، نیاز به منابع انرژی تجدیدپذیر افزایش یافت.

در قرن چهاردهم، استفاده از زیست توده برای تولید بخار به منظور انجام فعالیت‌های صنعتی آغاز شد. اما واقعیت استفاده سیستماتیک از زیست توده برای تولید انرژی با آغاز قرن بیستم و توسعه فناوری‌های پیشرفته، به خصوص در دهه‌های اخیر، به اوج خود رسیده است.

در دهه‌های اخیر، توسعه تکنولوژی‌های نوین مانند سوخت‌های زیستی، بیوگاز، و بیوماس به تناسب با نیازهای مدرن جامعه قرار گرفته و نقش بسزایی در کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی و کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای داشته است. تاریخچه استفاده از زیست توده نشانگر ارتقاء پایداری و مسیر به سمت یک انرژی پاک و قابل تجدیدپذیر را می‌نماید.

تکنولوژی‌های بیوانرژی

سوخت‌های زیستی

سوخت‌های زیستی یک دسته از سوخت‌های حمل و نقل هستند که شامل اتانول و بیودیزل می‌شوند و توسط تبدیل زیست‌توده به سوخت مایع تولید می‌شوند تا نیازهای حمل و نقل را برآورده سازند. این سوخت‌های زیستی به عنوان یک جایگزین سازگار با محیط‌زیست به سوخت‌های فسیلی سنتی محسوب می‌شوند و به کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای کمک می‌کنند. کشف بیشتر در مورد سوخت‌های زیستی، کاربردها و مزایای متنوع آنها را نشان می‌دهد.

بیوپاور

تکنولوژی‌های بیوپاور نقش اساسی در بهره‌برداری از انرژی از منابع تجدیدپذیر زیست‌توده ایفا می‌کنند. این تکنولوژی‌ها امکان تبدیل سوخت‌های زیست‌توده به گرما و الکتریسیته را از طریق فرآیندهای مختلف فراهم می‌کنند. این شامل سوزاندن زیست‌توده، تجزیه باکتریایی، و تبدیل زیست‌توده به گاز یا سوخت مایع می‌شود.

بیومحصولات

علاوه بر الکتریسیته و سوخت‌ها، زیست‌توده همچنین می‌تواند به مواد شیمیایی تبدیل شود تا پلاستیک و سایر محصولاتی که معمولاً از نفت ساخته می‌شوند، تولید شود.

مزایای زیست توده:

کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای

استفاده از انرژی زیست‌توده پتانسیل بزرگی برای کاهش گسترده‌ی انتشار گازهای گلخانه‌ای دارد. سوزاندن زیست‌توده مقداری اکسیژن معادل سوزاندن سوخت‌های فسیلی را آزاد می‌کند. با این حال، سوخت‌های فسیلی دی‌اکسید کربن نیز آزاد می‌کنند که در دوره میلیون‌ها سال توسط فتوسنتز جذب شده است (به عبارت دیگر، گاز گلخانه‌ای “جدیدی” وارد جو میشود.).از سوی دیگر، زیست توده، دی اکسید کربنی آزاد می کند که تا حد زیادی توسط دی اکسید کربن جذب شده در رشد خود متعادل میشود.(بستگی به اینکه چه مقدار انرژی برای رشد، برداشت و فرآیند سوخت مورد استفاده قرار گرفته باشد). با این حال، تحقیقات نشان داده‌اند که برای جبران اثرات منفی، به دهه‌ها نیاز است تا جنگل‌ها جهت رشد زیست‌توده احداث شوند. بنابراین، بهتر است زیست‌توده در مناطقی که پیش‌تر پاکسازی شده‌اند، مانند زمین‌های کم‌کاربرد، کاشته شود.

کاهش وابستگی به نفت

حمایت از صنایع کشاورزی و تولیدات چوب

انرژی زیست‌توده باعث حمایت از صنایع کشاورزی و تولیدات چوب میشود.  مهمترین منابع زیست‌توده برای تولید برق، پسماند کارخانه کاغذ، بازیافت چوب کارخانه و پسماند شهری هستند. برای سوخت‌های زیست‌توده، معمول‌ترین منابع استفاده شده امروزه دانه ذرت (برای اتانول) و سویا (برای بیودیزل) هستند. در آینده نزدیک – با فناوری‌های توسعه یافته توسط NREL – پسماند های کشاورزی مانند بقایای گندم (ساقه‌ها، برگ‌ها و پوشش‌های گیاه) و کاه گندم نیز استفاده خواهند شد. برنامه‌های بلندمدت شامل کاشت و استفاده از محصولات انرژی تخصیص یافته، مانند درختان و گیاهان سریع‌الرشد و جلبک‌ها می‌شوند. این منابع می‌توانند به صورت پایدار در زمین‌هایی که برای کشاورزی یکپارچه مناسب نیستند، رشد کنند.

چگونه میتوان از زیست توده استفاده کرد؟

زیست‌توده که برای تولید انرژی به کار می‌رود و سوخته می‌شود، زیست توده به صورت اشکال مختلف وجود دارد، از جمله پلت‌های چوب فشرده که در نیروگاه‌هایی که از زغال‌سنگ باستفاده میشوند، تا بیوگاز و سوخت‌های زیستی که به عنوان یک سوخت مایع می‌تواند جایگزین سوخت‌های فسیلی در حمل و نقل شود.

اصطلاح زیست‌توده همچنین به هر نوع مواد آلی اشاره دارد که برای تولید انرژی در محیط‌های خانگی مورد استفاده قرار می‌گیرد؛ به عنوان مثال چوب‌های سوخته شده در دستگاه‌های گرمایش چوبی و پلت‌های چوب مصرفی در گرم‌کن‌های زیست‌توده خانگی.

آیا زیست‌توده تجدید پذیر است؟

زیست‌توده ای که از طریق روش‌های پایدار رشد کرده  باشد، به عنوان یک منبع قابل تجدید انرژی دسته‌بندی می‌شود، چرا که زیست‌توده از مواد آلی و زنده تشکیل شده است، به طور طبیعی رشد می‌کند و در این فرآیند دی‌اکسید کربن (CO2) از جو جذب می‌کند.

این بدان معناست که هنگامی که زیست‌توده به عنوان یک منبع انرژی – به عنوان مثال برای تولید حرارت یا الکتریسیته – سوخته می‌شود، مقدار CO2 که آزاد می‌شود، توسط مقدار CO2 جذب شده در حین رشد آن از جو به تعادل میرسد .

حقایقی درباره Biomass :

• در سال 2019،بیش از 6% برق بریتانیا از زیست توده تامین شده بود
• میزان کربن زیست‌توده در کل زمین حدود 550 گیگاتن است. انسان‌ها تنها حدود 1/10,000 این جرم را تشکیل می‌دهند.
• زیست‌توده مدرن در ابتدا به عنوان یک جایگزین برای نفت پس از افزایش قیمت نفت به علت جنگ یوم کیپور سال 1973  توسعه یافت،
• سازمان انرژی بین‌المللی (IEA) تخمین زده است که بیوانرژی حدود 1/10 از کل تامین انرژی جهان را تشکیل می‌دهد.