انرژی زیست توده (بیوماس)

زیست توده ترجمه لغت انگلیسی بیوماس می­باشد که به کلیه اجزاء قابل تجزیه زیستی از محصولات، فاضلابها و زایدات کشاورزی (شامل مواد گیاهی و حیوانی)، صنایع جنگلی و سایر صنایع مرتبط، فاضلابها و زباله­های تجریه­پذیر زیستی شهری و صنعتی می باشد.

میدانیم که منشاء منابع فسیلی نیز منابع زیست توده میباشد ولی تفاوت آنها در این است که منابع فسیلی از منابع زیست توده که در گذشته بسیار دور زنده بودند و تحت شرایط فشار و دمای خاص حاصل شده­اند(دهها میلیون سال پیش).

انرژی بيوگاز

به مجموعه گاز هايي كه در اثر تخمير مواد آلي (فضولات انساني، حيواني و گياهي) در يك دامنه دماي معين و در نبود اكسيژن و با کمک فعاليت باكتري هاي غير هوازي خصوصاً باكتري هاي متان زا در محفظه تخمير توليد مي شود، بيوگاز گفته مي شود.

اين گاز به صورت طبيعي در باتلاق ها و مرداب ها و يا مكان هاي دفع زباله هاي شهري مشاهده مي شود.

اين گاز نوعي از سوخت نيز به حساب مي آيد داراي ۶۰ درصد متان و ۳۰ درصد دي اكسيد كربن و ۱۰ درصد مخلوطي از هيدروژن، اكسيژن و منو اكسيد كربن است ولي تركيب اصلي بيوگاز، گاز متان است كه اين گاز در زمره گازهاي قابل اشتغال محسوب مي شود. متان، گازي است بي رنگ و بي بو .
در ايران قدمت استفاده از بيوگاز به سه قرن قبل بر مي گردد. حتماً نام شيخ بهايي در اصفهان را شنيده ايد، حمامي كه تنها با يك شمع گرم مي ماند و به علاوه آبگرم مورد نياز شست و شو نيز از همين شمع تأمين مي شد كه متأسفانه اين حمام اكنون وجود ندارد اما مي توان احتمال داد كه اين حمام سوخت خود را از طريق بيوگاز تأمين مي كرده است. اولين هاضم توليد متان به صورت نوين در سال ۱۳۵۴ در روستاي نياز آباد لرستان ساخته شد و در فاصله بين سال هاي ۱۳۶۱ تا ۱۳۶۵ تحقيقات گسترده اي در اين زمينه صورت گرفت و سرانجام يك واحد بيو گاز در سال ۱۳۶۴ در يكي از روستاهاي گرگان احداث گرديد.

استفاده از بیوگاز در زندگی روزمره می‌تواند فایده‌های زیر را به دنبال داشته باشد:

شناخت بیشتر انرژی بیوگاز
** بیوگاز به عنوان یك منبع انرژی محلی و تجدید شونده
** بهبود وضعیت ایمنی صنعتی و خانگی، همچنین سودآور بودن آن
** بهبود وضعیت كیفیت هوا و كاهش بوهای نامطبوع
** كاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای دشمن لایه ازون
** رشد اقتصادی و تضمین منبع انرژی
** جمع آوری مواد زاید و حیوانی در یك نقطه و جلوگیری از پراكندگی آنها در محیط اطراف
** استفاده از بیومس تولیدی به عنوان كود سالم و مطمئن در كشاورزی

کاربردهای انرژی بیو گاز

گاز حاصل از فرآیند تولید بیوگاز بی‌رنگ، بی‌بو و در حین سوختن بدون دود است. از انرژی بیوگاز در موارد گوناگونی استفاده می‌شود.

ایجاد حرارت: یك مترمكعب بیوگاز حدود 6500 ـ5200 كیلوكالری انرژی آزاد می‌كند و یك مترمكعب بیوگاز برای پخت 3 وعده غذایی یك خانواده 6 نفره كافی است.

سوخت مكمل برای موتورهای احتراق داخلی: بیوگاز می‌تواند به عنوان جایگزین مواد سوختی مانند بنزین و گازوئیل در موتورها به كار برود. در عملیاتی مانند كشیدن آب از چاه‌ها، در دستگاه‌های شالیكوبی، آسیاب‌ها و… می‌توان از این منابع انرژی در موتورها استفاده كرد.
تولید نیروی برق: از انرژی بیوگاز مانند اغلب انرژی‌ها می‌توان در تولید الكتریسیته استفاده كرد.
مواد اولیه صنایع شیمیایی: بیوگاز دارای حدود 65 درصد متان و 35 درصد دی‌اكسیدكربن است كه این گازها می‌تواند به عنوان مواد اولیه در تولیدشناخت بیشتر انرژی بیوگازفرآورده‌های شیمیایی به كار رود.

فرآیند تولید گازهای زیستی
به طور خلاصه موضوع حیوانات در شرایط بی‌هوازی گازهایی با ترکیب اصلی که اصطلاحا بیوگاز نامیده می‌شود، تولید می‌کنند. این عمل را می‌توان در شرایط کنترل شده و در دستگاهی موسوم به دستگاه تخمیرکننده یا هاضمه انجام داد. در حال حاضر روش متداول در روستاهای کشور ما سوزاندن فضولات خشک شده است که البته با این عمل چیزی جز مقادیری خاکستر که فقط دارای مقداری املاح معدنی (فسفر، پتاس و…) است، به دست نمی‌آید و مقدار زیادی از نیتروژن و دیگر مواد مغذی آن از بین می‌رود. برای استفاده بهینه از انرژی بیوگاز، تاسیسات و تجهیزات خاصی لازم است.
به طور کلی سیستم‌های تولید بیوگاز دارای 3 قسمت اصلی هستند که یا روی زمین یا زیرزمین بنا می‌شوند:
ـ حوضچه و کانال ورودی
ـ مخزن هضم‌کننده
ـ حوضچه و کانال خروجی
به طور کلی مواد آلی را در حوضچه ورودی به نسبت تقریبا مساوی با آب مخلوط می‌کنند تا رقیق شود، آن‌گاه این مواد را توسط لوله‌ای به مخزن تخمیر انتقال می‌دهند. در این مخزن با انجام فعل و انفعالات شیمیایی بی‌هوازی توسط مجموعه‌ای از باکتری‌ها عملیات تخمیر و تولید گاز متان انجام می‌گیرد و گاز حاصله از قسمت بالایی مخزن (انبازه گاز) جمع‌آوری شده و از آنجا به حوضچه و کانال خروجی منتقل می‌شود.

بقایای مواد آلی پس از تخمیر به عنوان کودی مرغوب در کشاورزی مورد استفاده قرار می‌گیرد. اولین مرحله ایجاد سیستم بیوگاز احداث مخزن است که برای این عمل باید مطالعات دقیقی روی شرایط خاک و سطح آب زیرزمینی انجام شود.