فصل اول: انرژی بیوماس

 1_1  مقدمه

یکی از مناسبترین منابع انرژی تجدید شونده انرژی بیوماس است.این انرژی علاوه بر خاصیت تجدیدپذیر بودن سازگار با محیط زیست است.منابع انرژهای بیوماس می توانند به انرژی الکتریسیته یا به صورت حاملهای از انرژی مانند سوختهای گازی یا مایع با توجه به نیاز بخشهای مختلف جامعه تبدیل شوند.

منابع انرژی بیوماس به طور کلی به موادی از گیاهان و موجودات زنده بدست می آید اطلاق می شود. منابع انرژی بیوماس برخلاف سوختهای فسیلی رایج که به صورت     لایه های متمرکز در جهان یافت می شود بیشتر به صورت پراکنده هستند.

و در نتیجه جمع آوری منابع انرژی بیوماس در حجمهای بالا قابل ملاحظه است . ازاینرو انرژی بیوماس به عنوان چهارمین منبع اصلی انرژی بشر و به عنوان بزرگترین انرژی تجدیدپذیر در جهان در تامین برق نزدیک به 14 در صد از برق و 18 در صد از کل انرژی اولیه جهان در سال 1998 مشارکت داشته است. این انرژی برای کشورهای در حال توسعه دارای اهمیت می باشد به خصوص اینکه انرژی بیوماس در این کشور ها قابل دسترس و هم قابل تهیه می باشد.

ایران نیز که یک کشور درحال توسعه است فعالیتهایی در این زمینه انجام داده است. قدیمی ترین سابقه استفاده از انرژی بیوماس در ایران مربوط به تولید بیوگاز و تهیه سوخت متان جهت انرژی حرارتی مورد نیاز در حمام شیخ بهایی اصفهان می باشد.

از فعالیتهایی که ایران در این زمینه انجام داده است میتوان به موارد زیر اشاره کرد:

_نصب یک واحد راکتور بیوگاز در جزیره کیش به ظرفیت12/2مترمکعب توسط سازمان انرژی اتمی و  با همکارهای شرکت خدماتی کیش

_انجام مطالعات امکان سنجی جهت احداث نیروگاه بیوگاز ظرفیت 200کیلووات در شهر ساوه توسط سازمان انرژی اتمی

_نصب یک واحد راکتور بیوگاز در شهر ساوه به ظرفیت 24مترمکعب توسط سازمان انرژی اتمی

_نصب دستگاههای تولید بیوگاز در چند منطقه شمال کشور توسط وزارت جهاد کشاورزی

_بررسی امکان تولید برق با استفاده از زباله های شهر تهران توسط شهرداری و برق منطقه ای تهران

2_1 منابع بیوماس:

منابع بیوماسی که برای  تولید انرژی مناسب هستند طیف وسیعی از مواد را شامل     می شوند . این مواد چوبهای سوختی جمع آوری شده از مزارع و درخستانهای طبیعی تا محصولات کشاورزی وجنگلی به خصوص آنهایی که برای تولید انرژی رشد داده شده اند و همچنین ضایعات شهری و ضایعات کشاورزی و فاضلابها را شامل می شوند.

3_1  محصولات انرژی زا

 در سالیان اخیر زراعت محصولات انرژی زا توجه بسیاری را به خود جلب کرده است. یکی از نیروهای محرک اصلی پشتیبان این توجه بحرانی است که بسیاری از کشورهای صنعتی جهان به دلیل مازاد تولید خود در بخش کشاورزی با آن روبه رو شده اند. لغو حفاظت وحمایت از بخش کشاورزی موجب بلا استفاده گذراندن روز افزون مقدار متنابهی زمین در کشورهای صنعتی گردیده است. لذا اختصاص دادن بخشی از زمینهای کشاورزی به تولید انرژی لااقل برای تامین انرژی خود این بخش منطقی به نظر می رسد.

از محصولات انرژی زا می توان به درختستانهای انرژی با دوره گردش کوتاه مانند کاشت درخت اوکالیپتوس و محصولات گیاهی مانند نیشکر وگیاهان حاوی روغن نباتی مانند سویا و بادام زمینی و گیاهان هیدروکربن اشاره کرد. لذا کاشت این محصولات می تواند یکی از راهکارهای بشر برای تامین انرژی آینده خود محسوب گردد.

 1_3_1 ضایعات شهری وصنعتی

ضایعات شهری در برگیرنده انواع مختلفی از ضایعات نظیر مقوا وکاغذ و نخاله های ساختمانی زباله های منازل و فاضلابهای خانگی می گردند.یکی از مشکلات مشترک همه جوامع شهری صنعتی مساله دفن این مواد زاید از چرخه طبیعت می باشد.

در کشور ایران طبق آمار سال 1378روزانه حدود 40هزار تن زباله با چگالی 350 کیلوگرم بر متر مکعب و سالانه حدود 4/6 ملیارد متر مکعب فاضلاب شهری صنعتی تولید می شود .بیش از 15 در صد از زباله های شهر ایران در تهران تولید می شود با توجه به ترکیب زباله ها و فاضلابهای کشور ,طرح یک مدریت جامع برای استفاده اقتصادی از آنها از طریق استحصال انرژی و با تولید کود و غیره در کشور کاملا ضروری می باشد.

ارزش حرارتی زباله ها و فضولات خانگی به طور چشم گیری از منطقه ای به منطقه دیگر تفاوت می کند این مقدار در کشور آمریکا حدود 7تا 14 مگاژول بر کیلو گرم می باشد و در آلمان غربی 4/2تا 10مگاژول بر کیلو گرم است میانگین ارزش حرارتی شهر تهران در حدود 6/5 مگاژول بر کیلوگرم است. رطوبت بالای  زباله تهران که ناشی از وجود درصد بالای از مواد فساد پذیر در آن است که همین سبب پایین آمدن ارزش حرارتی زباله در شهر تهران گردیده است.

2_3_1  ضایعات جامد شهری

ضایعات جامد شهری(MSW) عبارت از ضایعات جامدی است ,که از عملیات تجاری اداری خانگی و بعضی از صنایع به دست می آید. در حال حاضر حجم قابل توجهی از ضایعات عمدتا در زمین در دفن می شوند اما با مدیریت صحیح می توان بخش بسیاری از آن را به عنوان ماده اولیه در تولید سوخت و یا تولید کود مورد استفاده قرار داد و مقداری از آن را نیز بازیافت کرد و مورد مصرف مجدد قرار داد . گاز متان حاصل از محل دفن منابع  MSW می تواند برای تولید انرژی الکتریکی مورد استفاده قرار گیرد .

 3_3_1  ضایعات مایع

فاضلاب ناشی از زیستگاه های انسانی دارای انرژی قابل ملاحظه ای می باشند و همانند   فضولات حیوانی می توانند به طور غیر هوازی تخمیر یافته و گاز متان تولید کنند. در گذشته بخش بسیاری از گاز تولید شده ناشی از تخمیر غیر هوازی فاضلاب جهت استفاده در ماشینهای توان ده و یا تامین انرژی برای روشنایی خیابانها مورد استفاده قرار می گرفت. با پیشرفت تکنولوژی از این گاز جهت تولید انرژی الکتریکی نیز استفاده    می گردد.

4_3_1  فضولات دامی

یکی از منابعی که به عنوان منابع بیوماس محسوب می گردند فضولات دامی می باشند این منابع بخصوص در مناطق روستایی و نیز در مراکز دامپروری و دامداری یافت می شوند و می توانند نقش مهمی در تامین انرژی و تولید کود ایفا کند

کابل افشان،سیم افشان،سیم ارت،قیمت کابل برق،کابل برق،سیم و کابل،کابل و برق سیمکو