استفاده از فاضلاب در تولید بیو گاز در ژاپن

ژاپن که همواره در پی یافتن منابع تازه انرژی بوده ،هم اینک به‌دنبال آن است تا از گازهای رسوبات فاضلاب که تاکنون بخش بزرگی از آن به هدر می‌رفت ، به عنوان سوخت استفاده کند. در همین راستا اتحادیه گاز ژاپن درصدد است تا برای تشویق شرکت‌های گاز این کشور به استفاده از این نوع گاز فاضلاب، مرکزی به نام "مرکز پیشبرد استفاده از بیو گاز" را ایجاد کند. بیوگاز، گاز ناشی از تخمیر زباله‌های خام و رسوبات فاضلاب است که در آن به میزان زیادی گاز کم آلاینده متان نهفته است.

هم اکنون در ژاپن از گازهای فاضلاب برخی از تاسیسات فاضلابی به عنوان سوخت برای تولید برق استفاده می‌شود، اما حجم آن هنوز کم است. به گفته دست‌اندرکاران، از بیوگاز گرفته شده از رسوبات فاضلابی نمی‌توان به تنهایی به عنوان سوخت خالص در نیروگاه‌های برق استفاده کرد و به همین دلیل نیاز به ترکیب آن با گاز شهری است.

پیشتر شرکت ژاپنی "ایشی‌گاواجیما" موفق به ساخت سیستمی شد که با استفاده از گاز خروجی از فاضلاب شهری می‌توان برق تولید کرد. با استفاده از این روش می‌توان ‪ ۲۵‬تا ‪ ۳۰‬درصد از برق مورد نیاز تاسیسات فاضلاب شهری را تامین کرد.

از سوی دیگر پژوهشگران ژاپنی شرکت "کوبه لکو اکو سولوشن" به تازگی به فناوری دست یافتند که بااستفاده‌از آن می‌توان گاز ناخالصی را که در فرآیند کار از میان بردن املاح فاضلاب خارج می‌شود را به "بیوگاز" تبدیل کرد. پژوهشگران با استفاده از این فناوری، یک مجموعه پالایشی را ساخته‌اند که این موضوع را عملی می‌کند. به گفته پژوهشگران، در جریان عمل تخمیر رسوبات فاضلاب، گازی خارج می‌شود که ‪ ۶۰‬درصد آن را متان و تقریبا باقی آن را دی اکسیدکربن تشکیل می‌دهد.

این گاز به علت اینکه ناخالص است، درجه حرارت آن در زمان سوزاندن پایین بوده و به همین دلیل از آن به عنوان انرژی نمی‌توان استفاده کرد. به‌همین دلیل پژوهشگران ژاپنی با استفاده‌از دانش فنی پژوهشگران نیوزلندی و استفاده از فناوری به نام "جذب بوسیله فشار شدید آب"، تاسیساتی را برای پالایش این گاز ناخالص ساختند.

در جریان کار تبدیل این گاز ناخالص، پژوهشگران موفق شدند که میزان غلظت گاز متان را تا ‪ ۹۸‬درصد افزایش دهند که حدود معادل غلظت گاز شهری است. هم اکنون با استفاده از گاز تولید شده در این تاسیسات برخی از خودروهای وابسته به شهرداری شهر کوبه در حال حرکت هستند.

منبع: وبلاگ انرژی

زیست توده چهارمین منبع انرژی جهان

مسائل زیست محیطی و نگرانیهای ناشی از مهاجرت روستائیان و رشد بی رویه شهرنشینی ، بر لزوم تغییر نظام کنونی انرژی افزوده است. بدیهی است که نظام انرژی جایگزین باید مبتنی بر منابع انرژی تجدید پذیر باشد. استفاده از زیست توده به عنوان یک منبع انرژی ، نه تنها از نظر زیست محیطی ، بلکه به دلایل اقتصادی ، اجتماعی و هم چنین سهولت کاربرد ، جذاب است.
تقریبا نیمی از مردم جهان برای تأمین انرژی مورد نیاز خود ، از چوب استفاده می‌کنند. چوب ، ضایعات گیاهی (مانند ضایعات نیشکر ، ذرت ، چغندر قند) و دیگر منابع زیست توده ، از منابع تجدید پذیر کربن به شمار می‌آیند. استفاده از انرژی زیست توده به شکل سنتی یعنی سوزاندن چوب درختان و فضولات حیوانی- باعث نابودی جنگلها و آلودگی و تخریب محیط زیست می‌شود. اما با تلفیق روشهای شیمیایی و زیست شناختی می‌توان قند ، سلولز و دیگر مواد موجود در ضایعات کشاورزی را به سوختهای مایع تبدیل کرد.
یکی از راههای تامین 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 دی اکسید کربن را در جو منتشر می‌کند، اما چون دوره کاشت و رشد و نمو آنها دائمی است، به همان اندازه دی اکسید کربن 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.
● منابع زیست توده
منابع زیست توده ، بطور کلی عبارتند از:
▪ جنگلهای و ضایعات جنگلی
چوب ، خرده‌های چوب و خاک اره ، از منابع جنگلی زیست توده به شمار می‌روند. این منبع انرژی از قرنها پیش برای مصارف خانگی و صنعتی مورد استفاده قرار می‌گرفته است. حدود صد و پنجاه سال پیش ، ۷۵ درصد از انرژی مورد نیاز بشر از زیست توده (عمدتا از جنگلها و ضایعات جنگلی) تأمین می‌شد. در حال حاضر ، سالانه در جهان بیش از ۱.۲ گیگاتن چوب به مصرف تولید انرژی می‌رسد. بسیاری از صنایع کشورهای در حال توسعه ، مانند صنایع پخت نان ، فرآوری محصولاتی مانند شکر ، چای ، قهوه ، نارگیل ، کاکائو و کارخانه‌های آجرپزی و آهک پزی ، از این ضایعات به عنوان سوخت استفاده می‌کنند.
به اعتقاد کارشناسان فائو (سازمان خواربار و کشاورزی ملل متحد) ، ترویج وتوسعه کشاورزی و جنگلداری ، مهمترین راه پیشگیری از فقر غذایی و تأمین انرژی مورد نیاز مردم جهان است. درختستانهای انرژی ، اخیرا در برخی از کشورهای اسکاندیناوی و خاور دور توسعه یافته‌اند. وسعت جنگلهای انرژی در کشور برزیل ، بالغ بر ۲ میلیون هکتار است که عمدتا به کشت اوئکالیپتوس اختصاص یافته‌اند. تولیدات حاصل از این جنگلها ۵۰ - ۳۰ تن در سال است.
مساحت جنگلهای ایران در سال ۱۳۷۴، افزون بر ۲۱.۳ میلیون هکتار بوده است. میزان زیست توده جنگلهای کشور ، حدود ۵۵۶.۲ تن در هکتار برآورد شده است که ۴۴۶ تن در هکتار آن متعلق به جنگلهای شمال است. مساحت مراتع کشور در همان سال ، حدود ۹۰ ملیون هکتار و زیست توده آن ، حدود ۱۲ میلیون تن تخمین زده شده است. احیاء و توسعه جنگلها ، علاوه بر تولد انرژی ، بسیاری از مشکلات زیست محیطی مانند آلودگی هوا ، فرسایش و رانش خاک ، ناپایداری شیبها ، زایش مواد معدنی خاک و نابودی بوم سازگان (اکوسیستمهای) طبیعی را کم می‌کند.
▪ محصولات و ضایعات کشاورزی
این دسته از منابع زیست توده ، شامل گیاهان مختلفی مانند ذرت ، برنج ، سیب زمینی ترشی (سورگم) ، نیشکر ، انواع میوه ، گیاهان روغنی و ضایعات آنها مانند سبوس برنج ، کاه و غره است. هر سال که در سراسر جهان مقدار زیادی محصولات کشاورزی تولید می‌شود ضایعات فراوانی نیز ایجاد می‌گردد که اکثرا بطور کامل ، مورد استفاده قرار نمی‌گیرد. بطور نسبی ، ۲۵ درصد وزن هر محصول کشاورزی تفاله است، ۲۵ درصد وزن برنج ، متعلق به سبوس آن است. حدود ۴۵ درصد از بادام زمینی نیز پوته است. مطالعات انجام شده نشان می‌دهد که به لحاظ نظری می‌توان نیازهای سوخت خانگی مناطق روستایی را از طریق ضایعات تأمین کرد.
الکل و بیو دیزل ، دو فرآورده انرژی زای مهمی هستند که از محصولات و ضایعات کشاورزی بدست می‌آیند. مخلوط ۲۲ درصدی اتانول با بنزین (موسوم به گازوئیل) ، بدون تغییر ساختمان موتورهای احتراق داخلی ، در بیش از ده میلیون خودرو ، مورد استفاده قرار رفته است. طرح "پروالکل" در برزیل ، موفقترین برنامه تولید "زیست انرژی" جهان است. طی این برنامه ، سالانه ۱۲ گیگالیتر اتانول (عمدتا از ضایعات نیشکر) تولید می‌شود که ۶۲ درصد مصرف سوخت خودروهای این کشور را تأمین می‌کند. کشورهای زیمبابوه ، مالاوی و آمریکا نیز مدتی است که برنامه سوخت الکلی (با استفاده از ذرت - نیشکر) را آغاز کرده‌اند. از جمله محصولات کشاورزی مهم که برای تولید الکل بسیار مناسب است، می‌توان به سورگم (سیب زمینی ترشی) اشاره کرد. آزمایشهای انجام شده ، نشان می‌دهند که از تن غده سیب زمینی ترشی ، ۸۵ لیتر اتانول تولید می‌شود. درصورتی که از هر هکتار ۴۰ تن محصول برداشت شود، بیش از ۳۰۰۰ لیتر الکل از هر هکتار بدست می‌آید.
▪ ضایعات فاضلابهای صنعتی
در پساب برخی از کارخانه‌ها مانند صنایع نساجی ، الکل سازی ، چوب و کاغذ و پساب و ضایعات صنایع غذایی مانند پنیر سازی و تویلد آب میوه ، مقدار زیادی زیست توده وجود دارد که می‌توان از آنها برای تولید انرژی و غذای دام استفاده کرد. حدود ۲۰ درصد از وزن میوه را تفاله تشکیل می‌دهد (بسته به نوع میوه ، این مقدار بین ۹ درصد تا ۲۵ درصد متغیر است). طبق آمار وزارت کشاورزی در سال زراعی ۷۲-۷۱ ، حدود ۱۲۲۰۰۰۰ تن تفاله تنها از میوه‌های انگور ، سیب درختی و مرکبات در کشور ما حاصل شده است. یک کارخانه آب میوه با ظرفیت ۱۹۰ متر مکعب در روز ، بطور متوسط ۱۰۰ تن تفاله تولید می‌کند. اگر کارخانه در تمام روزهای سال کار کند، تفاله تولیدی به ۳۶۵۰۰ تن در سال می‌رسد.
چنانچه از این تفاله‌ها برای تولید الکل استفاده شود (با تبدیل ۵ درصد وزن)، از همین یک کارخانه سالانه ۱۸۲۵ تن (۲.۳ میلیون متر مکعب) الکل بدست می‌آید که صرفه اقتصادی چشمگیری را به همراه دارد. یکی دیگر از صنایع غذایی که فاضلاب آن آلودگی شدید در محیط زیست ایجاد می‌کند، صنایع پنیر سازی است. آب پنیر مایعی است که پس از حذف چربی و کازئین شیر ، طی فرآیند پنیر سازی بدست می‌آید. تولید سالانه در کشور ما بیش از ۸۰ هزار تن است که ۲۰ هزار تن آن در واحدهای صنعتی تولید می‌شود. با توجه به اینکه بطور میانگین از تهیه هر کیلوگرم پنیر ، ۸ کیلوگرم آب پنیر استحصال می‌شود، در هر سال ۱۶۰ هزار تن آب پنیر در کارخانه‌های پنیر سازی ایران تولید و در محیط رها می‌شود.
از آب پنیر ، هم به منظور غذای دام و هم برای تولید الکل می‌توان استفاده کرد. در صنایع غذای دام ، با پرورش موجودات زنده ذره بینی که می‌توانند پروتئین زیادی را در خود جمع کنند و رشد بسیار خوبی بر روی آب پنیر دارند، زیست توده بسیار غنی و مغذی تهیه می‌کنند، که پس از خشک کردن و آسیاب کردن ماده حاصل ، آن را به مصرف غذای دام می‌رسانند. در بسیاری از کشورهای جهان ، از آب پنیر به منظور تولید الکل استفاده می‌شود. در کشور ما فعالیتهایی در این زمینه انجام شده است. به عنوان مثال ، می‌توان به تولید اتانول از آب پنیر ، در کاخانه شیر پاستوریزه اصفهان اشاره کرد.
▪ ضایعات جامد ، فاضلابهای شهری و فضولات دامی
ضایعات جامد شهری را می‌توان به دو دسته تقسیم کرد:
۱) زباله‌های معمولی:
مانند زباله منازل ، ادرات ، فروشگاهها و رستورانها (پسماند مواد غذایی ، کاغذ ، کارتن و ...) ، زباله‌های حجیم خانگی (وسایل چوبی مانند کمد ، میز و ...) زباله باغها و گلخانه‌ها (شاخه و برگ و ...).
۲) زباله‌های ویژه:
مانند زباله‌های صنعتی ، نخاله‌های ساختمانی ، لاستیکهای فرسوده ، مواد تابش زای هسته‌ای (رادیواکتیو) و زباله‌های آلوده بیمارستانی.
بهترین روش برای حذف ضایعات جامد دسته اول و استفاده بهینه از آنها ، تهیه کمپوت (تجزیه مواد آلی رطوبت و گرما ، در شرایط شرایط هوازی) است. کود حاصل از این روش ، بسیار غنی است و از آن می‌توان در گلخانه‌ها ، باغها و مزارع استفاده کرد. با توجه به حجم بسیار زیاد زباله در شهرهای مختلف (به عنوان مثال روزی ۵۰۰ تن زباله در شهر اصفهان) ، روش تهیه کمپوت بسیار مقرون به صرفه است. در حال حاضر ، سازمان بازیافت و تبدیل مواد شهرداریهای تهران و اصفهان به انجام این مهم می‌پردازد. در کشورهای مختلف با استفاده از روشهای گازی کردن و پیرولیز ، ضایعات جامد را به گاز تبدیل می‌کنند. گاز حاصل ، در مولدها و توربینهای بخار به برق تبدیل می‌شود.
از مهترین ضایعات جامد که معمولا به هدر می‌روند، می‌توان به پسماندهای آشپزخانه‌ای اشاره کرد. مکانهای بزرگی مانند کارخانه‌ها ، هتلها ، مسافرخانه ، رستورانها ، ادارات ، بیمارستانها و ... دارای آشپزخانه‌های بزرگی هستند. ضایعات این آشپزخانه زیاد است و بیشتر شامل باقیمانده غذاهای پخته شده و پوست میوه‌ها و سبزیها می‌باشد. این اماکن برای حمل و دور ریختن زباله ، مبالغ زیادی هزینه می‌کنند. بدتر از همه اینکه زباله‌ها غالبا در فضای باز رها می‌شوند و محیط زیست را آلوده می‌کنند. سوزاندن آنها نیز با ورود مشتقات گوگرد ، هیدروکربنهای کلری و مواد سنگین به جو زمین می‌شود و آلودگی هوا را به همراه دارد.
در این آشپزخانه‌ها از سوختهایی مانند گاز طبیعی ، نفت سفید ، چوب ، زغال یا برق برای پخت و پز استفاده می‌کنند، در حالی که پسماندهای آشپزخانه‌ای منبع مناسبی برای تولید زیست گاز هستند و تعبیه یک گوارنده کوچک در کنار آشپزخانه ، انرژی مورد نیاز را تأمین می‌کند. زیست گاز حاصل نه تنها جایگزین سوختهای سنگواره‌ای مورد استفاده در آشپزخانه می‌شود، بلکه حتی برای تأمین روشنایی نیز می‌توان از آن استفاده کرد. کود حاصل از تخمیر بی هوازی را نیز می‌توان برای تغذیه خاک باغچه مکان مورد نظر بکار برد. بازده تولید گاز ، ۱۰۰ لیتر به ازای هر کیلوگرم ضایعات آشپزخانه‌ای است. استفاده از گوارنده‌های تولید زیست گلاز از پسماندهای آشپزخانه‌ای ، در کشور هند بسیار رایج است.
فاضلابهای شهری و روستایی از عمده ترین آلاینده‌های محیط زیست هستند. این فاضلابها انرژی نهفته قابل ملاحظه‌ای دارند و بهترین روش آزاد سازی این انرژی ، تخمیر بی هوازی فاضلاب و تولید گاز متان است که می‌توان از آن برای گرمایش یا به حرکت در آوردن موتور مولد و تولید الکتریسیته استفاده کرد. فضولات دامی نیز انرژی نهفته قابل ملاحظه‌ای دارند و می‌توانند در تولید زیست گاز مورد استفاده قرار گیرند. در کشور ما ، ۷۲ میلیون رأس دام وجود دارد که می‌توان از فضولات آنها ، روزانه حدود ۴ میلیون متر مکعب گاز متان - معادل ۲۵۵۰۰ بشکه نفت خام- بدست آورد.
در زمینه تولید زیست گاز ، برنامه‌های عظیمی در چین و هند به انجام رسیده است. در کشور چین ، بیش از ۷ میلیون متر مکعب زیست گاز تولید می‌کنند. زیست گاز حاصل از این گوارنده‌ها ، نیازهای انرژی ۵۰ میلیون روستایی را تأمین می‌کند. در کشور ما ، توسط برخی از مؤسسات پژوهشی و دانشگاهی ، بررسیهایی در زمینه تولید زیست گاز انجام گرفته و منجر به ساخت ۶۰ دستگاه آزمایشی زیست گاز شده است. سازمان انرژیهای نو وزارت نیرو ، مهمترین اهداف تولید زیست گاز را در کشورمان ، به شرح زیر خلاصه کرده است:
● تولید انرژی
▪ پیشگیری از آلودگیهای زیست محیطی ناشی از فضولات شهری و روستایی
▪ تولید کود غنی و بهداشتی از هزاران تن لجن ، فاضلاب و فضولات کشتارگاهها
● نتیجه
زیست توده چهارمین منبع انرژی جهان است و حدود ۱۴ درصد از نیازهای انرژی جهان را تأمین می‌کتند. سوخت حاصل از فن آوریهای تبدیل زیست توده یا به حالت گاز (زیست گاز) و یا مایع (متانول ، اتانول و بیودیزل) است که برای تولید الکتریسیته و گرما مورد استفاده قرار می‌گیرد. تخمین زده شده است که اگر تنها ۱۰ درصد از زمینهای کشاورزی جنگلها و درختستانها به تأمین و تهیه زیست توده اختصاص یابد، تولید سالانه انرژی حاصل از زیست توده ، معادل چهار پنجم مصرف کنونی انرژی در جهان خواهد بود. در جوامع در حال توسعه که حدود سه چهارم جمعیت جهان را شامل می‌شوند، ۳۵ درصد از انرژی مصرفی ، از طریق زیست توده تأمین می‌شود.
استفاده از منابع زیست توده ، یکی از مناسب‌ترین و اقتصادی‌ترین راه حلهای تأمین نیازهای اساسی انرژی مردم فقیر در مناطق دور افتاده است. در ایران با توجه به حجم چهار منبع عمده زیست توده (که در این مقاله به آنها اشاره شد) و فواید زیست محیطی این نوع انرژی و تجدید پذیر بودن آن ، توسعه کاربرد آن ، منطقی و مقرون به صرفه است

منبع:سایت خبری وزارت نیرو

استفاده از انرژی بازیافت زباله (بیوگاز) در روستاهای مازندران

در روستاهای منطقه کوهستانی یخکش مازندران پروژه ای به منظور استفاده از انرژی های نو ( بیوگاز حاصل از بازیافت زباله ) و به جای سوزاندن هیزم و قطع درختان انجام شده است. جمعیت روستایی این منطقه حدود ۱۰۰۰۰ نفر است که منبع اصلی انرژی آنها جهت پخت و پز و گرمایش چوب درختان جنگلی بوده است.

 این پروژه شامل آموزش مردم این مناطق در مورد حفاظت از محیط زیست و جلب مشارکت آنها در طراحی و ساخت پایگاه بیوگاز روستایی می باشد. این پروژه با همکاری سازمان بهینه سازی مصرف سوخت ، برنامه عمران سازمان ملل و انجمن متخصصین محیط زیست ایران انجام شده است.

بیوگاز ، انرژی نو ...

امروزه گازهای گوناگون و مفیدی برای سوخت، وجود دارند که بیش از سه نوع آن در جهان استفاده می شود. این سه نوع عبارتند از: گاز مایع (ال.پی.جی) که مخلوطی از بخش‌های پالایش شده نفت خام از قبیل پروپان، بوتان، پروپیلن و بوتیلن است. این گاز به این دلیل که به آسانی به مایع تبدیل می شود، از آن برای سوخت سیلندر استفاده می شود. نوع دوم، گاز طبیعی است که از دو منبع عمده منابع گاز مستقل و گاز همراه (گاز حاصل از تفکیک نفت خام) تامین می شود و نوع سوم بیوگاز است که با آن بیشتر آشنا می شویم.

درسال های اخیر به دلیل مشکلات ناشی از وابستگی گسترده به نفت و محدودیت منابع تجاری انرژی، به استفاده از بیوگاز بیشتر توجه شده است. بیوگاز بر اثر واکنش های تجزیه ای بی هوازی میکروارگانیسم های زنده در محیطی که مواد آلی وجود دارد، تولید می شود. از این قبیل محیط ها می توان به باتلاق ها و مرداب ها اشاره کرد و گازی که در این محیط ها تولید می شود، به گاز مرداب معروف است. دلیل نام گذاری این گاز به بیوگاز این است که بر اثر تجزیه بی هوازی مواد آلی و بیولوژیک به وسیله میکروارگانیسم های زنده تولید می شود. بیوگاز مخلوطی از سه ترکیب به نام های متان، دی اکسید کربن و سولفید هیدروژن است. ترکیب عمده و قابل اشتعال بیوگاز، متان است که سهم بیشتر این گاز یعنی 60 تا70 درصد آن را شامل می شود. گاز متان، گازی است بی رنگ و بی بو که اگر یک فوت مکعب آن بسوزد، 252 کیلوکالری انرژی حرارتی تولید می کندکه در قیاس با سایر مواد سوختی، رقم قابل توجهی است. دو ترکیب دیگر به ویژه سولفید هیدروژن که سهم آن ناچیز است، جزء ترکیب های سمی هستند. از مزیت های مهم متان به دیگر سوخت ها این است که هنگام سوختن، گاز سمی و خطرناک منواکسید کربن تولید نمی کند؛ بنابراین از آن می توان به عنوان سوخت ایمن و سالم در محیط خانه استفاده کرد. همان طور که گفته شد، 60 تا70 درصد بیوگاز را گاز متان تشکیل می دهد، این درصد بالای متان، بیوگاز را به عنوان منبع عالی و ممتاز انرژی های تجدیدپذیر برای جانشینی گاز طبیعی و دیگر سوخت های فسیلی قرار داده است. امروزه از بیوگاز در گرم کردن دیگ های بخار کارخانه ها، موتور ژنراتورها برای تولید برق،گرم کردن خانه ها و پخت و پز استفاده می شود. استفاده از فناوری تولید بیوگاز در ایران، تاکنون کاربرد عمومی نیافته است و در مرحله آزمایشگاهی است؛ درحالی که در کشورهای اروپای غربی، جنوب شرقی آسیا و به ویژه چین و هندوستان این فناوری بسیار قابل توجه است و این کشورها با بهره گیری از این فناوری نیاز خود را به سوخت برطرف کرده اند.

سوئد، یکی از بهترین مصرف کنندگان بیوگاز در صنعت حمل و نقل است و برنامه ریزی شده است تا سال ۲۰۵۰ میلادی ۴۰ درصد از نیاز این کشور در بخش حمل و نقل از طریق بیوگاز تامین شود. براساس این گزارش، هزینه تولید بیوگاز در سوئد از تولید بنزین با صرفه تر است، زیرا تولید یک مترمکعب بیوگاز که شامل تولید، اصلاح و متراکم سازی است، ۵/۳ تا ۵/۴ کرون سوئد است که این مقدار، حدود ۷۰ درصد هزینه های جاری بنزین در سوئد است. بررسی ها نشان می دهد درصورت استفاده از بیوگاز در صنعت حمل و نقل، میزان آلاینده دی اکسیدکربن که سبب افزایش گاز گلخانه ای جهان می شود تا حدود ۶۵ تا ۸۵ درصد کاهش می یابد.
باکتری های ویژه ای واکنش های تجزیه ای و بی هوازی مواد آلی را به منظور تولید بیوگاز انجام می دهند. این گروه باکتری ها قادر به شکستن و تجزیه مواد آلی پیچیده و ساده هستند که سرانجام به تولید بیوگاز منجرمی شود. این باکتری ها از باکتری های مزوفیل و تا حدودی گرما دوست، هستند و در دمای 75 تا 100 درجه فارنهایت می توانند زندگی کنند. تحقیقات نشان می دهد که بهترین دما برای رشد این گونه باکتری ها 95 درجه فارنهایت است که در این دما باکتری ها بیشترین فعالیت آنزیمی را برای تجزیه موادآلی و تولید بیوگاز دارند. با توجه به این موضوع در فصل زمستان که هوا سرد است، تولید بیوگاز در مرداب ها و باتلاق ها متوقف می شود. از شرایط مطلوب دیگر برای تولید بیوگاز، قلیایی بودن (PH=7-8) محیط واکنش است.

تجزیه و تبدیل فضولات و مواد گندیده آلی که می تواند محصول حیوانات اهلی و یا گیاهان باشد، به وسیله باکتری ها در دو مرحله به بیوگاز و بیوماس تبدیل می شود. از بیوگاز استفاده های فراوانی می توان کرد و از بیوماس هم به عنوان کود آلی می توان بهره برد. در مرحله نخست این واکنش بیولوژیک، باکتری های بی هوازی مواد آلی گندیده را به اسید های آلی تبدیل می کنند. در مرحله دوم، گروه دیگری از باکتری ها اسید های آلی به وجود آمده را تجزیه می کنند که در نتیجه آن بیوگاز که بخش عمده آن متان است، تولید می شود.
برای تولید بیوگاز در مناطق روستایی و مجتمع های کشاورزی و دامپروری می توان اقدام به ساخت دستگاه بیوگاز کرد که ساخت آن بسیار آسان و از بخش های زیر تشکیل شده است:

- تانک تخمیر:

تانک تخمیر، بخش اصلی دستگاه بیوگاز است که معمولاً به شکل استوانه و از جنس آجر و یا بتون ساخته می شود. این تانک را می توان یا به صورت کامل درون زمین و یا بخشی از آن را در روی زمین ساخت. مواد زاید آلی پس از ورود به تانک به مدت یک تا دو ماه در آن نگهداری می شوند. در طول این مدت، مواد زاید آلی درشرایط بی هوازی و براثر فعالیت باکتری ها تجزیه می شوند. نتیجه این تجزیه، تولید بیوگاز و مقداری بیوماس است که با تخلیه مرتب بیوماس و و اضافه کردن مواد زاید جدید در تمام روزهای سال می تواند ادامه داشته باشد.

- محفظه گاز:

این محفظه به صورت سرپوشی شناور یا ثابت از جنس فلزی یا بتونی در روی بخش فوقانی تانک تخمیر قرار می گیرد. گازهای تولیدی در تانک تخمیر در بخش زیر این سرپوش جمع می شود که از طریق لوله کشی می توان آن را به نقطه مصرف انتقال داد. نکته مهم در باره این محفظه این است که از افزایش فشار گاز در این محفظه جلوگیری شود؛ بنابراین با نصب فشار سنج در این محفظه می توان فشار گاز را کنترل کرد. - لوله های ورودی و خروجی: هدف از لوله های ورودی و خروجی در دستگاه بیوگاز، ورود مواد خام و تخلیه بیوماس از تانک تخمیر است. جنس لوله ها را می توان از نوع پلاستیکی یا بتونی انتخاب کرد. در مناطق روستایی هر خانوار می تواند به طور انفرادی یک دستگاه بیوگاز داشته باشد و یا چند خانوار ساکن در کنار هم می توانند به طور اشتراکی یک دستگاه بیوگاز بسازند. براساس محاسبات انجام شده، کود حاصل از سه راس گاو و یا چند راس گوسفند پاسخ گوی تولید گاز مصرفی هر خانوار در طول سال است. که این میزان تولید گاز، حدود 500 لیتر به ازای هر کیلوگرم فضولات تجزیه شده است. بهره برداری و نگهداری از دستگاه بیوگاز به مهارت خاصی نیاز ندارد و هرکس به راحتی می تواند از آن استفاده کند. با توجه به موارد یادشده، لزوم برنامه ریزی برای گسترش منابع انرژی غیرنفتی و استفاده از انرژی های نو در کشورمان به خوبی احساس می شود. با انجام مطالعات و تحقیقات و مشارکت در ساخت دستگاه های بیوگاز در مناطق روستایی می توان در مصرف سوخت های نفتی به شدت صرفه جویی کرد.
در یک نتیجه گیری کلی استفاده از بیوگاز در زندگی روزمره می تواند فایده های زیر را به دنبال داشته باشد:

- 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 انتشارگازهای گلخانه ای 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 بیوماس تولیدی به عنوان کود سالم و مطمئن در کشاورزی

منبع: سایت عسلویه

زباله و ضایعات، یکی از منابع انرژی زیست توده ...

چرخه کنونی انرژی ، از نظر بوم شناختی ، مسائل و مشکلات پیچیده‌ای را پدید می‌آورد. از همین رو جایگزینی آن با چرخه‌های غیر آلاینده ، امری حیاتی و اجتناب ناپذیر است. مسائل زیست محیطی و نگرانیهای ناشی از مهاجرت روستائیان و رشد بی رویه شهرنشینی ، بر لزوم تغییر نظام کنونی انرژی افزوده است. بدیهی است که نظام انرژی جایگزین باید مبتنی بر منابع انرژی تجدید پذیر باشد. استفاده از زیست توده به عنوان یک منبع انرژی ، نه تنها از نظر زیست محیطی ، بلکه به دلایل اقتصادی ، اجتماعی و هم چنین سهولت کاربرد ، جذاب است.

تقریبا نیمی از مردم جهان برای تأمین انرژی مورد نیاز خود ، از چوب استفاده می‌کنند. چوب ، ضایعات گیاهی (مانند ضایعات نیشکر ، ذرت ، چغندر قند) و دیگر منابع زیست توده ، از منابع تجدید پذیر کربن به شمار می‌آیند. استفاده از انرژی زیست توده به شکل سنتی یعنی سوزاندن چوب درختان و فضولات حیوانی- باعث نابودی جنگلها و آلودگی و تخریب محیط زیست می‌شود. اما با تلفیق روشهای شیمیایی و زیست شناختی می‌توان قند ، سلولز و دیگر مواد موجود در ضایعات کشاورزی را به سوختهای مایع تبدیل کرد.

یکی از راههای تامین 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 دی اکسید کربن را در جو منتشر می‌کند، اما چون دوره کاشت و رشد و نمو آنها دائمی است، به همان اندازه دی اکسید کربن 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.

منابع زیست توده

منابع زیست توده ، بطور کلی عبارتند از:

1. جنگلها و ضایعات جنگلی
2. محصولاات و ضایعات کشاورزی
3. ضایعات و فاضلابهای صنعتی
4. ضایعات جامد ، فاضلابهای شهری و فضولات دامی.

جنگلهای و ضایعات جنگلی

چوب ، خرده‌های چوب و خاک اره ، از منابع جنگلی زیست توده به شمار می‌روند. این منبع انرژی از قرنها پیش برای مصارف خانگی و صنعتی مورد استفاده قرار می‌گرفته است. حدود صد و پنجاه سال پیش ، 75 درصد از انرژی مورد نیاز بشر از زیست توده (عمدتا از جنگلها و ضایعات جنگلی) تأمین می‌شد. در حال حاضر ، سالانه در جهان بیش از 1.2 گیگاتن چوب به مصرف تولید انرژی می‌رسد. بسیاری از صنایع کشورهای در حال توسعه ، مانند صنایع پخت نان ، فرآوری محصولاتی مانند شکر ، چای ، قهوه ، نارگیل ، کاکائو و کارخانه‌های آجرپزی و آهک پزی ، از این ضایعات به عنوان سوخت استفاده می‌کنند.

به اعتقاد کارشناسان فائو (سازمان خواربار و کشاورزی ملل متحد) ، ترویج وتوسعه کشاورزی و جنگلداری ، مهمترین راه پیشگیری از فقر غذایی و تأمین انرژی مورد نیاز مردم جهان است. درختستانهای انرژی ، اخیرا در برخی از کشورهای اسکاندیناوی و خاور دور توسعه یافته‌اند. وسعت جنگلهای انرژی در کشور برزیل ، بالغ بر 2 میلیون هکتار است که عمدتا به کشت اوئکالیپتوس اختصاص یافته‌اند. تولیدات حاصل از این جنگلها 50 - 30 تن در سال است.

مساحت جنگلهای ایران در سال 1374، افزون بر 21.3 میلیون هکتار بوده است. میزان زیست توده جنگلهای کشور ، حدود 556.2 تن در هکتار برآورد شده است که 446 تن در هکتار آن متعلق به جنگلهای شمال است. مساحت مراتع کشور در همان سال ، حدود 90 ملیون هکتار و زیست توده آن ، حدود 12 میلیون تن تخمین زده شده است. احیاء و توسعه جنگلها ، علاوه بر تولد انرژی ، بسیاری از مشکلات زیست محیطی مانند آلودگی هوا ، فرسایش و رانش خاک ، ناپایداری شیبها ، زایش مواد معدنی خاک و نابودی بوم سازگان (اکوسیستمهای) طبیعی را کم می‌کند.

محصولات و ضایعات کشاورزی

این دسته از منابع زیست توده ، شامل گیاهان مختلفی مانند ذرت ، برنج ، سیب زمینی ترشی (سورگم) ، نیشکر ، انواع میوه ، گیاهان روغنی و ضایعات آنها مانند سبوس برنج ، کاه و غره است. هر سال که در سراسر جهان مقدار زیادی محصولات کشاورزی تولید می‌شود ضایعات فراوانی نیز ایجاد می‌گردد که اکثرا بطور کامل ، مورد استفاده قرار نمی‌گیرد. بطور نسبی ، 25 درصد وزن هر محصول کشاورزی تفاله است، 25 درصد وزن برنج ، متعلق به سبوس آن است. حدود 45 درصد از بادام زمینی نیز پوته است. مطالعات انجام شده نشان می‌دهد که به لحاظ نظری می‌توان نیازهای سوخت خانگی مناطق روستایی را از طریق ضایعات تأمین کرد.

الکل و بیو دیزل ، دو فرآورده انرژی زای مهمی هستند که از محصولات و ضایعات کشاورزی بدست می‌آیند. مخلوط 22 درصدی اتانول با بنزین (موسوم به گازوئیل) ، بدون تغییر ساختمان موتورهای احتراق داخلی ، در بیش از ده میلیون خودرو ، مورد استفاده قرار رفته است. طرح "پروالکل" در برزیل ، موفقترین برنامه تولید "زیست انرژی" جهان است. طی این برنامه ، سالانه 12 گیگالیتر اتانول (عمدتا از ضایعات نیشکر) تولید می‌شود که 62 درصد مصرف سوخت خودروهای این کشور را تأمین می‌کند. کشورهای زیمبابوه ، مالاوی و آمریکا نیز مدتی است که برنامه سوخت الکلی (با استفاده از ذرت - نیشکر) را آغاز کرده‌اند. از جمله محصولات کشاورزی مهم که برای تولید الکل بسیار مناسب است، می‌توان به سورگم (سیب زمینی ترشی) اشاره کرد. آزمایشهای انجام شده ، نشان می‌دهند که از تن غده سیب زمینی ترشی ، 85 لیتر اتانول تولید می‌شود. درصورتی که از هر هکتار 40 تن محصول برداشت شود، بیش از 3000 لیتر الکل از هر هکتار بدست می‌آید.

ضایعات فاضلابهای صنعتی

در پساب برخی از کارخانه‌ها مانند صنایع نساجی ، الکل سازی ، چوب و کاغذ و پساب و ضایعات صنایع غذایی مانند پنیر سازی و تویلد آب میوه ، مقدار زیادی زیست توده وجود دارد که می‌توان از آنها برای تولید انرژی و غذای دام استفاده کرد. حدود 20 درصد از وزن میوه را تفاله تشکیل می‌دهد (بسته به نوع میوه ، این مقدار بین 9 درصد تا 25 درصد متغیر است). طبق آمار وزارت کشاورزی در سال زراعی 72-71 ، حدود 1220000 تن تفاله تنها از میوه‌های انگور ، سیب درختی و مرکبات در کشور ما حاصل شده است. یک کارخانه آب میوه با ظرفیت 190 متر مکعب در روز ، بطور متوسط 100 تن تفاله تولید می‌کند. اگر کارخانه در تمام روزهای سال کار کند، تفاله تولیدی به 36500 تن در سال می‌رسد.

چنانچه از این تفاله‌ها برای تولید الکل استفاده شود (با تبدیل 5 درصد وزن)، از همین یک کارخانه سالانه 1825 تن (2.3 میلیون متر مکعب) الکل بدست می‌آید که صرفه اقتصادی چشمگیری را به همراه دارد. یکی دیگر از صنایع غذایی که فاضلاب آن آلودگی شدید در محیط زیست ایجاد می‌کند، صنایع پنیر سازی است. آب پنیر مایعی است که پس از حذف چربی و کازئین شیر ، طی فرآیند پنیر سازی بدست می‌آید. تولید سالانه در کشور ما بیش از 80 هزار تن است که 20 هزار تن آن در واحدهای صنعتی تولید می‌شود. با توجه به اینکه بطور میانگین از تهیه هر کیلوگرم پنیر ، 8 کیلوگرم آب پنیر استحصال می‌شود، در هر سال 160 هزار تن آب پنیر در کارخانه‌های پنیر سازی ایران تولید و در محیط رها می‌شود.

از آب پنیر ، هم به منظور غذای دام و هم برای تولید الکل می‌توان استفاده کرد. در صنایع غذای دام ، با پرورش موجودات زنده ذره بینی که می‌توانند پروتئین زیادی را در خود جمع کنند و رشد بسیار خوبی بر روی آب پنیر دارند، زیست توده بسیار غنی و مغذی تهیه می‌کنند، که پس از خشک کردن و آسیاب کردن ماده حاصل ، آن را به مصرف غذای دام می‌رسانند. در بسیاری از کشورهای جهان ، از آب پنیر به منظور تولید الکل استفاده می‌شود. در کشور ما فعالیتهایی در این زمینه انجام شده است. به عنان مثال ، می‌توان به تولید اتانول از آب پنیر ، در کاخانه شیر پاستوریزه اصفهان اشاره کرد.

ضایعات جامد ، فاضلابهای شهری و فضولات دامی

ضایعات جامد شهری را می‌توان به دو دسته تقسیم کرد:

1. زباله‌های معمولی: مانند زباله منازل ، ادرات ، فروشگاهها و رستورانها (پسماند مواد غذایی ، کاغذ ، کارتن و ...) ، زباله‌های حجیم خانگی (وسایل چوبی مانند کمد ، میز و ...) زباله باغها و گلخانه‌ها (شاخه و برگ و ...).
   
   
2. زباله‌های ویژه: مانند زباله‌های صنعتی ، نخاله‌های ساختمانی ، لاستیکهای فرسوده ، مواد تابش زای هسته‌ای (رادیواکتیو) و زباله‌های آلوده بیمارستانی.
   
   بهترین روش برای حذف ضایعات جامد دسته اول و استفاده بهینه از آنها ، تهیه کمپوت (تجزیه مواد آلی رطوبت و گرما ، در شرایط شرایط هوازی) است. کود حاصل از این روش ، بسیار غنی است و از آن می‌توان در گلخانه‌ها ، باغها و مزارع استفاده کرد. با توجه به حجم بسیار زیاد زباله در شهرهای مختلف (به عنوان مثال روزی 500 تن زباله در شهر اصفهان) ، روش تهیه کمپوت بسیار مقرون به صرفه است. در حال حاضر ، سازمان بازیافت و تبدیل مواد شهرداریهای تهران و اصفهان به انجام این مهم می‌پردازد. در کشورهای مختلف با استفاده از روشهای گازی کردن و پیرولیز ، ضایعات جامد را به گاز تبدیل می‌کنند. گاز حاصل ، در مولدها و توربینهای بخار به برق تبدیل می‌شود.
   
   از مهترین ضایعات جامد که معمولا به هدر می‌روند، می‌توان به پسماندهای آشپزخانه‌ای اشاره کرد. مکانهای بزرگی مانند کارخانه‌ها ، هتلها ، مسافرخانه ، رستورانها ، ادارات ، بیمارستانها و ... دارای آشپزخانه‌های بزرگی هستند. ضایعات این آشپزخانه زیاد است و بیشتر شامل باقیمانده غذاهای پخته شده و پوست میوه‌ها و سبزیها می‌باشد. این اماکن برای حمل و دور ریختن زباله ، مبالغ زیادی هزینه می‌کنند. بدتر از همه اینکه زباله‌ها غالبا در فضای باز رها می‌شوند و محیط زیست را آلوده می‌کنند. سوزاندن آنها نیز با ورود مشتقات گوگرد ، هیدروکربنهای کلری و مواد سنگین به جو زمین می‌شود و آلودگی هوا را به همراه دارد.
   
   در این آشپزخانه‌ها از سوختهایی مانند گاز طبیعی ، نفت سفید ، چوب ، زغال یا برق برای پخت و پز استفاده می‌کنند، در حالی که پسماندهای آشپزخانه‌ای منبع مناسبی برای تولید زیست گاز هستند و تعبیه یک گوارنده کوچک در کنار آشپزخانه ، انرژی مورد نیاز را تأمین می‌کند. زیست گاز حاصل نه تنها جایگزین سوختهای سنگواره‌ای مورد استفاده در آشپزخانه می‌شود، بلکه حتی برای تأمین روشنایی نیز می‌توان از آن استفاده کرد. کود حاصل از تخمیر بی هوازی را نیز می‌توان برای تغذیه خاک باغچه مکان مورد نظر بکار برد. بازده تولید گاز ، 100 لیتر به ازای هر کیلوگرم ضایعات آشپزخانه‌ای است. استفاده از گوارنده‌های تولید زیست گلاز از پسماندهای آشپزخانه‌ای ، در کشور هند بسیار رایج است.
   
   فاضلابهای شهری و روستایی از عمده ترین آلاینده‌های محیط زیست هستند. این فاضلابها انرژی نهفته قابل ملاحظه‌ای دارند و بهترین روش آزاد سازی این انرژی ، تخمیر بی هوازی فاضلاب و تولید گاز متان است که می‌توان از آن برای گرمایش یا به حرکت در آوردن موتور مولد و تولید الکتریسیته استفاده کرد. فضولات دامی نیز انرژی نهفته قابل ملاحظه‌ای دارند و می‌توانند در تولید زیست گاز مورد استفاده قرار گیرند. در کشور ما ، 72 میلیون رأس دام وجود دارد که می‌توان از فضولات آنها ، روزانه حدود 4 میلیون متر مکعب گاز متان - معادل 25500 بشکه نفت خام- بدست آورد.
   
   در زمینه تولید زیست گاز ، برنامه‌های عظیمی در چین و هند به انجام رسیده است. در کشور چین ، بیش از 7 میلیون متر مکعب زیست گاز تولید می‌کنند. زیست گاز حاصل از این گوارنده‌ها ، نیازهای انرژی 50 میلیون روستایی را تأمین می‌کند. در کشور ما ، توسط برخی از مؤسسات پژوهشی و دانشگاهی ، بررسیهایی در زمینه تولید زیست گاز انجام گرفته و منجر به ساخت 60 دستگاه آزمایشی زیست گاز شده است. سازمان انرژیهای نو وزارت نیرو ، مهمترین اهداف تولید زیست گاز را در کشورمان ، به شرح زیر خلاصه کرده است:
   
   
3. تولید انرژی
4. پیشگیری از آلودگیهای زیست محیطی ناشی از فضولات شهری و روستایی
5. تولید کود غنی و بهداشتی از هزاران تن لجن ، فاضلاب و فضولات کشتارگاهها

نتیجه

زیست توده چهارمین منبع انرژی جهان است و حدود 14 درصد از نیازهای انرژی جهان را تأمین می‌کتند. سوخت حاصل از فن آوریهای تبدیل زیست توده یا به حالت گاز (زیست گاز) و یا مایع (متانول ، اتانول و بیودیزل) است که برای تولید الکتریسیته و گرما مورد استفاده قرار می‌گیرد. تخمین زده شده است که اگر تنها 10 درصد از زمینهای کشاورزی جنگلها و درختستانها به تأمین و تهیه زیست توده اختصاص یابد، تولید سالانه انرژی حاصل از زیست توده ، معادل چهار پنجم مصرف کنونی انرژی در جهان خواهد بود. در جوامع در حال توسعه که حدود سه چهارم جمعیت جهان را شامل می‌شوند، 35 درصد از انرژی مصرفی ، از طریق زیست توده تأمین می‌شود.

استفاده از منابع زیست توده ، یکی از مناسب‌ترین و اقتصادی‌ترین راه حلهای تأمین نیازهای اساسی انرژی مردم فقیر در مناطق دور افتاده است. در ایران با توجه به حجم چهار منبع عمده زیست توده (که در این مقاله به آنها اشاره شد) و فواید زیست محیطی این نوع انرژی و تجدید پذیر بودن آن ، توسعه کاربرد آن ، منطقی و مقرون به صرفه است.

زیست توده (Bio Mass) و انرژی حاصل از بازیافت ...

اثرات زیانبار استفاده از سوخت های فسیلی سالهاست که فکر بسیاری از دانشمندان و کارشناسان را به خود مشغول کرده است.
حتما می دانید که پدیده هایی مثل اثرات گلخانه ای ، گرمایش جهانی ، تغییرات آب و هوایی ، افزایش آلودگی هوا و... بیشتر به خاطر استفاده از این نوع سوخت هاست. تمامی این موارد باعث شده کارشناسان و محققان با ارائه راه حل ها و پیشنهادهایی به دنبال رفع این مشکلات و برطرف کردن آنها یا حداقل تعدیل کردن آنها باشند که البته آنها نیز برای رسیدن به اهدافشان به مشارکت جدی و همه جانبه دولتها بخصوص عامه مردم نیاز دارند؛ چون عملی کردن چنین پیشنهادهایی به مدیریت و بودجه بندی های سازمان یافته نیاز دارد که تنها دولتها می توانند از عهده این هزینه ها و سازمان بندی ها برآیند. برای آشنایی با فعالیت های سازمان انرژی های نو ابتدا به سراغ طرح زیست توده (بیوماس) رفتیم و با آقای مهندس جواد نصیری ، مدیر دفتر زیست توده سازمان انرژی های نو ایران گفتگویی در این خصوص داشتیم:

زیست توده چیست و چگونه تهیه می شود؟
زیست توده ترجمه لغت انگلیسی بیوماس (Bio Mass) است و شامل تمامی موادی در طبیعت می شود که در گذشته نزدیک جاندار بوده یا از موجودات زنده به عمل آمده اند. زیست توده در مقابل منابع فسیلی نظیر نفت ، گاز و زعال سنگ مطرح است. منشائ منابع فسیلی نیز مواد جاندار هستند، ولی جاندارانی که باعث به وجود منابع فسیلی شده و در گذشته خیلی دور زنده بوده اند.

در حال حاضر منابع زیست توده شامل چه مواردی می شوند؟
تقسیم بندهای مختلفی در سطح جهان ارائه شده است ، ولی آنچه در حال حاضر در ایران مورد قبول است شامل زباله های شهری ، فاضلاب های شهری ، فضولات دامی ، زائدات کشاورزی و جنگلی و فاضلاب ها و پسماندهای صنعتی (صنایع غذایی و چوب و کاغذ) است.

خلاصه ای از تاریخچه بهره برداری از انرژی زیست توده در جهان بفرمایید.
به جرات می توان گفت بهره برداری از این منابع انرژی بویژه چوب به دوران کشف آتش بازمی گردد. استفاده از منابع زیست توده بویژه چوب ، از زمان بسیار قدیم آغاز شد و تا زمان کشف و بهره برداری وسیع از منابع فسیلی ، نقش غالب را در تامین انرژی جهان عهده دار بوده اند.

انرژی زیست توده چه جایگاهی در تامین انرژی جهان دارد؟
زیست توده پرکاربردترین منبع انرژی های نو(تجدیدپذیر) در جهان است که به تنهایی حدود 80 درصد از کل سهم تجدیدپذیرها را در سبد انرژی جهانی تامین می کند. از این منبع انرژی ، هم به صورت سنتی برای گرمایش و پخت و پز استفاده می شود و هم به صورت مدرن برای تولید برق ، حرارت ، سوخت خودروهای سبک و سنگین و به 3 شکل مایع ، جامد و گاز بهره برداری می شود. در انتهای سال 2005 بیش از 44 هزار مگاوات نیروگاه برق ، بیش از 220 هزار مگاوات سیستم های مدرن تولید حرارت و میلیون ها هاضم بی هوازی برای تولید گاز، همچنین ده ها میلیارد لیتر سوختهای زیستی (بیواتانول) برای خودروهای بنزینی و بیودیزل برای خودروهای گازوئیلی ، تولید و استفاده شده است.

در حال حاضر وضعیت ایران از نظر استفاده از انرژی زیست توده چگونه است؟
از نظر استفاده های سنتی از این منبع ، مطابق سرشماری سال 1375 ، 10 درصد خانوارهای روستایی برای گرمایش منازل خود و 5 درصد خانوارهای روستایی برای پخت و پز عمدتا از چوب و فضولات دامی استفاده می کرده اند. پس از انتشار نتایج سرشماری سال 1385 می توان درخصوص وضعیت فعلی استفاده های سنتی از زیست توده اعلام نظر کرد. به آمار بالا باید استفاده از ذغال چوب را برای درست کردن کباب و... اضافه کرد که البته آمار صحیحی در این خصوص وجود ندارد.
متاسفانه هیچ گونه استفاده معدنی از زیست توده در ایران به ثبت نرسیده و سیستم های موجود نیز در مقیاس آزمایشگاهی و نمونه بوده اند.

آیا ایران پتانسیل و ظرفیت لازم را برای اجرای طرحهای زیست توده دارد؟
با توجه به شرایط خاص اقلیمی و جغرافیایی و وجود جنگلها در بخشهایی از شمال ، غرب و مرکز ایران خوشبختانه پتانسیل مناسبی در ایران وجود دارد. بر اساس مطالعه ای که در سالهای 79-1380 در وزارت نیرو صورت گرفته است ، پتانسیل 5 منبع مذکور تعیین و به ترتیب 74 میلیون بشکه معادل نفت خام برای زائدات کشاورزی و جنگلی ، 36 میلیون بشکه معادل نفت خام برای فضولات دامی ، 15 میلیون بشکه معادل نفت خام برای زباله های شهری ، 5.5 میلیون بشکه معادل نفت خام برای زائدات صنایع غذایی و 2 میلیون بشکه معادل نفت خام برای فاضلاب های شهری تخمین زده شده است

منبع: وبلاگ شیمی

بیو گاز و انرژی حاصل از بازیافت زباله شهری و روستایی ...

درحال حاضر تفکر جامعه بشری برای حفظ محیط زیست خود و نجات کره زمین و حیات آن (تغییرات آب وهوای و غیره) از عواقب مصرف و اتمام سوخت های هیدروکربوری و آلودگی های پایدار سوخت های اتمی به سمت سوخت هایی منعطف شده است که علاوه بر پاکسازی محیط وحفظ زیست آن همگام بابرنامه های حفاظت محیط زیست سازمان ملل متحد (EPA)، که خود سبب صیانت سوخت های هیدروکربوری برای آینده بشر نیز هست، حرکت می کند. بیشتر کشورهای دنیا برنامه ریزی گسترده ای برای تأمین انرژی مورد نیاز خود از طریق انرژی های نو انجام داده اند. با توجه به روند کنونی، کشورهای اروپایی به دنبال توصیه اتحادیه اروپا و نیاز خود، به سمت استفاده از انرژی های جانشین و تجدیدپذیر، تا سال۲۰۳۰ میلادی حدود ۱۵ درصد از مجموع انرژی مورد نیاز خود را از طریق انرژی های تجدید پذیر، تأمین خواهند کرد. زیست توده (بیوماس) و بیوگاز حاصل از آن یکی از انواع انرژی است که می تواند از زباله یا کشت گیاهان مخصوص به دست آید و می توان جانشین بخشی از انواع دیگر انرژی شود.بیوماس به مواد بیولوژیکی (گیاهی و حیوانی) مرده یا زنده گفته می شود که هنوز کاملاً تجزیه یا تخمیر نشده باشند. از تخمیر بیوماس گازمرداب یا بیوگاز تولید می شود.به طورکلی در دوسوم خشکی کره زمین، کشت محصولات کشاورزی امکان پذیر است که می توان از این انرژی استفاده کرد ولی درحال حاضر فقط در ۱۵ الی ۲۰ درصد خشکی کشت می شود.

امروزه نصف جمعیت جهان برای استفاده های گرمایی و آشپزی از چوب استفاده می کنند و مصرف چوب سالانه حدود۲ الی ۳ درصد افزایش می یابد. درسال۱۹۹۰ مصرف چوب، درحدود ۲ میلیارد مترمکعب (حدود۱۰ میلیون بشکه در روز معادل نفت) بوده است منابع انرژی بیوماس را می توان با استفاده از روش های جدید مهندسی ژنتیک گسترش داد. راه هایی نیز وجود دارد که از آنها می توان برای بالابردن کیفیت سوخت استفاده کرد، مانند تبدیل چوب به زغال، زباله چوب و خاک اره را هم از طریق فشردن و شکل دادن، به صورت قالب(Pellet) در می آورند. درآمریکای شمالی و اروپا از این قبیل سوخت های جامد در صنایع استفاده می شود.
برای بالا بردن کیفیت سوخت از روش های شیمیایی هم استفاده می کنند. در واحدهای تولید بیوگاز، اثرهای بیوشیمیایی موجودات ذره بینی از طریق فراورش هضم غیر هوازی(Anaerobic Digestion)، تجزیه موادآلی را به وسیله موجودات ذره بینی بدون اکسیژناسیون که منجر به تولید گازمتان می شود، انجام می دهند در هضم غیر هوازی واکنش های شیمیایی، بسیار پیچیده و درچند مرحله انجام می شود.باید توجه داشت که درهر سیستمی معمولاً انواع موجودات ذره بینی همزمان عمل می کنند که به سوخت و یا کودشیمیایی تبدیل می شوند.

در برزیل پروژه تولید الکل از نیشکر(تخمیر) ازسال۱۹۷۵ تاکنون با موفقیت ادامه دارد و از الکل به تنهایی و یا مخلوط با بنزین استفاده می شود. هرچند هزینه تولید الکل به حدود۵۰ دلار برای هر بشکه معادل نفت خام می رسد و از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیست، ولی چون از تولیدات داخلی استفاده می شود و علاوه بر ایجاد اشتغال، بابت آن ارز پرداخت نمی شود، تولید الکل در این کشور همچنان ادامه دارد.

میزان اشتغال در این صنعت در کشور برزیل تا پایان سال جاری ۳۵۰ هزار نفر خواهد بود که انقلابی در حوزه انرژی خواهد بود.هدف کشور برزیل این است که در ۱۰ تا ۱۵ سال آینده در جایگاه بالاترین تولید کننده این نوع سوخت قرار گیرد. خود کفای در سوخت، از مدت ها پیش آرزوی برزیل بوده است که هنوز وارد کننده نفت است. برای تولید بیوگاز نه تنها از مواد هیدروکربوری استفاده نمی شود که از نظر استانداردهای جهانی محیط زیست، مسئله بسیار حائز اهمیتی است، بلکه از ضایعات تولیدی و زباله های دست ساخته بشر درشهرهای بزرگ، استفاده می شود که درپاک سازی محیط زیست نقش مهمی را بازی می کند.

بیوگاز
بیوگاز یا گازمرداب مخلوطی است قابل اشتعال که در اثر تخمیر موادآلی در یک دامنه دمای معین و PH مشخص درشرایط غیرهوازی توسط میکروب ها به وجود می آید. گاز مرداب از حدود۶۰ الی ۷۰ درصد گاز متان واکسیدهای کربن، هیدروژن سولفید، نیتروژن و هیدروژن تشکیل شده است.این گاز به صورت طبیعی درپساب ها و مرداب ها مشاهده می شود. در روستاها می توان با استفاده از فضولات دامی و انسانی همراه با گیاهان و چربی ها، بیوگاز تولید و درهمان محل به عنوان سوخت استفاده کرد.دنیای امروز نیاز مبرم می داند که توجه زیادی برای تولید و استفاده از بیوگاز نشان دهد و اغلب کشورهای پیشرفته طرح های بزرگی در این زمینه به مرحله اجرا گذاشته اند، درکشورهایی مانند چین و هندوستان از بیوگاز به میزان قابل توجهی استفاده می شود و درکشورهای اسکاندیناوی طرح های بزرگ صنعتی با استفاده از بیوگاز، راه اندازی شده است. کشور سوئد تا سال۲۰۵۰ میلادی، ۴۰% از بازار خودرو خود را به استفاده از بیوگاز مجهز می کند که آن را از فرایند سینیتیک بر روی چوب تأمین می کند زیرا که هزینه تولید بیوگاز این کشور معادل ۵/۳ تا ۵/۴ کرون سوئد است که این مقدار حدود۷۰% هزینه های جاری بنزین در این کشور است. در کشور انگلیس آیین نامه کاربرد سوخت های تجدیدپذیر در ترابری این کشور، برای شرکت های دست اندر کار فعالیت های انرژی مانند شرکت های نفتی، مؤسسات وارد کننده نفت و گاز و دیگر نهاد های عرضه کننده سوخت، لازم الاجرا خواهد بود.
شرکت ها و مؤسسات یاد شده مؤظف اند که از زمان اجرای آیین نامه ۵ درصد از کل فروش سوخت های جاده ای خود را به سوخت های تجدید پذیر اختصاص دهند.شرکت های دیگری چون شرکت دایملر کرایسلر، پنجمین تولید کننده بزرگ خودرو در جهان، به ترویج استفاده از سوخت های زیستی که از موادی مانند دانه های روغنی و نیشکر گرفته می شود، می پردازند. این شرکت ها به منظور کاهش انتشار گاز های گلخانه ای، جلو گیری از گرم شدن دمای زمین و کاستن از میزان واردات نفت خود تلاش می کنند. این حرکت به دنبال توصیه اتحادیه اروپا به منظور رساندن ترکیب سوخت خود از سوخت های زیستی در خودرو ها به میزان ۷۵/۵ درصد تا سال ۲۰۱۰ میلادی هستند.
انرژی بیوگاز یکی از بهترین انواع انرژی های جانشین است که برای استفاده های داخلی از انرژی و درمناطق دورافتاده تولید و استفاده آن ضروری است. یکی از راه های عمده تولید بیوگاز(گاز متان) زباله های شهری است که به گفته کارشناسان در ایران حدود۴۵ تا ۵۰ هزارتن زباله شهری در روز تولید می شود و با توجه به این که از هر۱۵ کیلوگرم زباله شهری یک مترمکعب بیوگاز به دست می آید، به طورناخالص۸۴۱ پتاژول انرژی درروز از زباله های شهری ایران می توان به دست آورد.
هر تن زباله درطول ۲۵ سال از خودگاز متصاعد می کند بنابراین، اگر دفع صحیح زباله صورت گیرد می توان از آن انرژی بیوگاز قابل توجهی به دست آورد. هم اکنون در ایران در دوشهر مشهد و شیراز، سیستم دفن اصولی زباله به منظور تولید بیوگاز صورت می گیرد و سازمان انرژی های نو ایران از آن حمایت می کند.

منبع: kanoon.ir