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 بیوگاز

به مجموعه گاز هایی که در اثر تخمیر مواد آلی (فضولات انسانی، حیوانی و گیاهی) در یک دامنه دمای معین و در نبود اکسیژن و با کمک فعالیت باکتری های غیر هوازی خصوصاً باکتری های متان زا در محفظه تخمیر تولید می شود، بیوگاز گفته می شود.

این گاز به صورت طبیعی در باتلاق ها و مرداب ها و یا مکان های دفع زباله های شهری مشاهده می شود.

این گاز نوعی از سوخت نیز به حساب می آید دارای ۶۰ درصد متان و ۳۰ درصد دی اکسید کربن و ۱۰ درصد مخلوطی از هیدروژن، اکسیژن و منو اکسید کربن است ولی ترکیب اصلی بیوگاز، گاز متان است که این گاز در زمره گازهای قابل اشتغال محسوب می شود. متان، گازی است بی رنگ و بی بو .
در ایران قدمت استفاده از بیوگاز به سه قرن قبل بر می گردد. حتماً نام شیخ بهایی در اصفهان را شنیده اید، حمامی که تنها با یک شمع گرم می ماند و به علاوه آبگرم مورد نیاز شست و شو نیز از همین شمع تأمین می شد که متأسفانه این حمام اکنون وجود ندارد اما می توان احتمال داد که این حمام سوخت خود را از طریق بیوگاز تأمین می کرده است. اولین هاضم تولید متان به صورت نوین در سال ۱۳۵۴ در روستای نیاز آباد لرستان ساخته شد و در فاصله بین سال های ۱۳۶۱ تا ۱۳۶۵ تحقیقات گسترده ای در این زمینه صورت گرفت و سرانجام یک واحد بیو گاز در سال ۱۳۶۴ در یکی از روستاهای گرگان احداث گردید.

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

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

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: یک مترمکعب بیوگاز حدود ۶۵۰۰ ـ۵۲۰۰ کیلوکالری انرژی آزاد می‌کند و یک مترمکعب بیوگاز برای پخت ۳ وعده غذایی یک خانواده ۶ نفره کافی است.

سوخت مکمل برای موتورهای احتراق داخلی: بیوگاز می‌تواند به عنوان جایگزین مواد سوختی مانند بنزین و گازوئیل در موتورها به کار برود. در عملیاتی مانند کشیدن آب از چاه‌ها، در دستگاه‌های شالیکوبی، آسیاب‌ها و… می‌توان از این منابع انرژی در موتورها استفاده کرد.
تولید نیروی برق: از انرژی بیوگاز مانند اغلب انرژی‌ها می‌توان در تولید الکتریسیته استفاده کرد.
مواد اولیه صنایع شیمیایی: بیوگاز دارای حدود ۶۵ درصد متان و ۳۵ درصد دی‌اکسیدکربن است که این گازها می‌تواند به عنوان مواد اولیه در تولیدشناخت بیشتر انرژی بیوگازفرآورده‌های شیمیایی به کار 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 ۳ 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.