Verständnis der Energiequelle Biomasse

In der Welt der Energieerzeugung ist Biomasse eine der gebräuchlichsten Methoden zur Energiegewinnung aus tierischen Abfällen, Holzpellets usw. zur Stromerzeugung. Obwohl es einige Umweltfaktoren geben kann, wird Energie aus Biomasse als erneuerbare Energiequelle bezeichnet. Ob Biomasse im Vergleich zu anderen die umweltfreundlichste Energieart ist, wird noch diskutiert.

Im Laufe der Jahre scheint Biomasseenergie vorteilhaft zu sein und dient als alternative Energiequelle mit viel Potenzial, um sowohl zuverlässig als auch konsistent zu sein. Im Vereinigten Königreich werden heute über 45 % der erneuerbaren Energie verbraucht, Energie aus Biomasse liefert etwa 12 %, was ziemlich viel ist. Damit ist er nach Wind der zweitgrößte Beitragszahler. Heute lernen Sie die Definition, Anwendungen, Arten, Arbeitsweise, Umweltwirkung, Vor- und Nachteile von Energie aus Biomasse kennen. Außerdem erfahren Sie, wie Biomasse in Energie umgewandelt und zur Stromerzeugung genutzt wird.

Was ist Biomasseenergie?

Biomasse bedeutet einfach „organische Materie“. Das heißt, Biomasse ist alles, was lebt oder gelebt hat, wie tierische Abfälle, Ernteabfälle, Gartenabfälle usw. Erneuerbare Energie aus Biomasse ist also die Energie, die aus der Methode der Nutzung von Biomasse gewonnen wird. Biomasse gewinnt und speichert Energie von der Sonne, Pflanzen absorbieren die Sonnenenergie in einem Prozess namens Photosynthese. Die chemische Energie in Pflanzen wird an Tiere weitergegeben und Menschen essen sie.

Das pflanzliche und tierische Material kann auch Zuckerrohr, Mais, Holzschnitzel oder sogar Dung sein. Diese Materialien werden als Rohstoffe bezeichnet, wenn sie als Biomasse verwendet werden.

Laut EU und UN ist Biomasse eine erneuerbare Energiequelle, da sie durch das Pflanzen weiterer Bäume und Pflanzen erneuert werden kann. Es ist jedoch möglicherweise nicht so grün, wie man hoffen könnte, da die Verbrennung von Biomasse eine Kohlenstoffschuld verursacht, deren Resorption bis zu 104 Jahre dauern kann. Aus folgenden Gründen wird es jedoch immer noch als erneuerbare Quelle betrachtet:

• Abfallrückstände aus Waldressourcen, Mühlen und Altholz werden niemals aufhören zu existieren.
• Wälder werden aufgrund ihrer Vorteile richtig bewirtschaftet.

Zu den Energiequellen aus Biomasse gehören:

• Holz- und Holzverarbeitungsabfälle – Brennholz, Holzpellets und Holzspäne, Sägespäne und Abfälle von Holz- und Möbelfabriken sowie Schwarzlauge aus Zellstoff- und Papierfabriken
• Landwirtschaftliche Nutzpflanzen und Abfallstoffe – Mais, Sojabohnen, Zuckerrohr, Rutenhirse, Gehölze und Algen sowie Ernte- und Lebensmittelverarbeitungsrückstände
• Biogene Materialien in festen Siedlungsabfällen – Papier-, Baumwoll- und Wollprodukte sowie Lebensmittel-, Garten- und Holzabfälle
• Tierdung und menschliche Abwässer

Anwendungen von Energie aus Biomasse

Die Anwendungen von Biomasseenergie sind so umfangreich, aber Biomasserohstoffe können verwendet werden, um 3 Arten von Energie zu erzeugen; Wärme, Strom und Biokraftstoffe wie Biodiesel. Die meisten Biomasseanlagen sind Multitasker, da sie sowohl Wärme als auch Strom erzeugen. Diese Anlagen werden oft als KWK-Anlagen (Combined Heat and Power) bezeichnet. Sie erzeugen Wärme, indem sie einfach die Rohstoffe verbrennen, so wie es vor Tausenden von Jahren gemacht wurde.

Anwendungen von Energie aus Biomasse können von kleinen Öfen, die in Haushalten verwendet werden, bis zu großen Kraftwerken reichen, die von zentralisierten Energieversorgern zur Stromerzeugung verwendet werden. In Wohngebäuden wird Biomasse hauptsächlich zum Kochen und Heizen verwendet. Holz ist die häufigste Brennstoffressource, obwohl auch andere Materialien verwendet werden können. Holzöfen mit neuem Design können die Effizienz des Kühl- oder Heizsystems verbessern und die erforderliche Brennstoffmenge verringern.

In Industrie und Gewerbe umfasst die Nutzung von Energie aus Biomasse Raumheizung, Warmwasserbereitung und Stromerzeugung. Die meisten Industrieanlagen wie Sägewerke produzieren auf natürliche Weise organische Abfälle.

Im Jahr 2020 bietet Energie aus Biomasse etwa 4.532 Billionen britische thermische Einheiten (TBtu) oder etwa 4,5 Billiarden (Btu), was etwa 4,9 % des gesamten US-Primärenergieverbrauchs entspricht. Etwa 2.101 TBtu stammten aus Holz und aus Holz gewonnener Biomasse, 2.000 TBtu stammten aus Biokraftstoffen (hauptsächlich Ethanol) und 430 TBtu stammten aus der Biomasse in Siedlungsabfällen.

Arten von Energieressourcen aus Biomasse

Nachfolgend sind die verschiedenen Arten von Biomasse-Energiequellen aufgeführt:

Holz und Holzabfälle

Dies sind die häufigsten Energieträger aus Biomasse. Es wird seit Tausenden von Jahren durch Verbrennen von Holz zum Heizen und Kochen verwendet. Biomasse ist auch heute noch eine wichtige Energiequelle, etwa 84 Prozent der in den Vereinigten Staaten verwendeten Holz- und Holzabfallbrennstoffe werden von der Industrie, Handelsunternehmen und Stromerzeugern verbraucht. Der Rest, hauptsächlich Holz, wird in den Haushalten zum Heizen und Kochen verwendet.

Zu den häufigsten Holzabfällen gehören Rinde, Sägemehl, Holzspäne und Holzabfälle. Sie liefern nur etwa 2 Prozent der heute verbrauchten Energie. Viele holz- und papierverarbeitende Industrien verwenden Holzabfälle, um ihren eigenen Dampf und Strom zu erzeugen. Dadurch spart das Unternehmen mehr Geld und muss weniger Müll entsorgen, ebenso wie viel Strom.

Feste Siedlungsabfälle, Deponiegas und Biogas

Fester Siedlungsabfall (MSW) ist Müll oder Müll wie Essensreste, Rasenschnitt und Blätter. MSW kann eine Energiequelle sein, entweder durch Verbrennung von MSW in Müllverbrennungsanlagen oder durch Gewinnung von Biomasse. In der ersten wird der Müll verbrannt, um Dampf zu erzeugen, der entweder zum Heizen oder zur Stromerzeugung verwendet wird.

auf Deponien verrottet Biomasse und setzt Methangas frei, das auch Biogas oder Deponiegas genannt wird. Die meisten Deponien haben ein System zum Sammeln von Methangas, das als Brennstoffquelle verwendet wird. Einige Milchbauern gewinnen Biogas aus Tanks, die als „Fermenter“ bezeichnet werden, in die sie den gesamten Mist und Dung aus ihren Scheunen einbringen.

Biokraftstoff

Es gibt zwei gängige Biokraftstoffe, nämlich Ethanol und Biodiesel. Diese Kraftstoffe werden aus Biomassematerialien hergestellt, die normalerweise mit Erdölkraftstoffen wie Benzin und Dieselkraftstoff gemischt werden. Obwohl sie alleine verwendet werden können. Durch die Verwendung von Ethanol oder Biodiesel wird jedoch ein Großteil der Verbrennung fossiler Brennstoffe vermieden. Diese Biokraftstoffe sind in der Regel teurer als fossile Brennstoffe, verbrennen aber sauberer und produzieren weniger Luftschadstoffe.

Ethanol ist ein alkoholischer Brennstoff, der aus Zucker hergestellt wird, der in Körnern wie Mais, Sorghum und Weizen sowie in Kartoffelschalen, Reis, Zuckerrohr, Zuckerrüben und Gartenschnitt enthalten ist. Es wird noch geforscht, wie man Ethanol billiger machen kann, indem man alle Teile von Pflanzen und Bäumen verwendet. Andererseits ist Biodiesel ein Kraftstoff, der aus pflanzlichen Ölen, Fetten oder Fetten wie recyceltem Restaurantfett hergestellt wird. Es wird in Dieselmotoren verwendet, ohne sie zu ändern. Biodiesel ist ein erneuerbarer Kraftstoff, sicher, biologisch abbaubar und reduziert die Emission der meisten Luftschadstoffe.

Umweltwirkung von Biomasse

Biomasse kann beim Verbrennen die Luft verschmutzen, allerdings nicht als fossiler Brennstoff. Biomassebrennstoffe erzeugen bei der Verbrennung keine Schadstoffe wie Schwefel, setzen jedoch Kohlendioxid, ein Treibhausgas, frei. Beim Anbau von Biomasse wird jedoch eine nahezu äquivalente Menge Kohlendioxid durch Photosynthese gebunden. Die verschiedenen Arten von Biomasseressourcen und -verwendungen wirken sich auf unterschiedliche Weise auf die Umwelt aus. Zum Beispiel enthält der Rauch von brennendem Holz Schadstoffe wie Kohlenmonoxid und Feinstaub, die meisten Gebiete des Landes erlauben an Tagen mit hoher Luftverschmutzung keine Verwendung von holzbefeuerten Kaminen oder Öfen. Außerdem reduziert das Sammeln und Verwenden von Deponien und Biogas die Menge an Methan, die in die Luft freigesetzt wird. Methan ist eines der Treibhausgase, die mit dem globalen Klimawandel in Verbindung gebracht werden.

Wie Biomasse in Energie umgewandelt wird

Die Umwandlung von Biomasse in Energie kann durch verschiedene Prozesse erfolgen, wie zum Beispiel:

• Direkte Verbrennung (Verbrennen) zur Erzeugung von Wärme.
• Thermochemische Umwandlung zur Herstellung fester, gasförmiger und flüssiger Brennstoffe.
• Chemische Umwandlung zur Herstellung flüssiger Kraftstoffe.
• Biologische Umwandlung zur Herstellung von flüssigen und gasförmigen Brennstoffen.

Die direkte Verbrennung ist die häufigste Form der Umwandlung von Biomasse in nutzbare Energie. Biomasse kann direkt zum Heizen von Gebäuden und Wasser, für industrielle Prozesse und zur Stromerzeugung in Dampfturbinen verbrannt werden. In einem als Umesterung bezeichneten chemischen Umwandlungsprozess werden pflanzliche Öle, tierische Fette und Fette in Fettsäuremethylester umgewandelt. Es wird zur Herstellung von Biodiesel verwendet.

Die biologische Umwandlung umfasst die Fermentation zur Umwandlung von Biomasse in Ethanol und die anaerobe Vergärung zur Erzeugung von erneuerbarem Erdgas. Dieses erneuerbare Erdgas wird auch Biogas oder Biomethan genannt.

Bei der Verbrennung von Biomasse wird Energie in Form von Wärme freigesetzt, die zur Dampferzeugung genutzt wird. Die Energie aus dem Dampf wird durch Rohre geleitet, um Turbinen anzutreiben. Der Dampf steigt auf, um Turbinen anzutreiben, die schließlich Strom erzeugen oder Wärme für Haushalte und Industrie erzeugen.

Sehen Sie sich das folgende Video an, um mehr darüber zu erfahren, wie Biomasse in Energie umgewandelt wird:

Vor- und Nachteile von Energieressourcen aus Biomasse

Vorteile:

Nachfolgend sind die Vorteile von Biomasseenergie in ihren verschiedenen Anwendungen aufgeführt.

• Biomasse ist eine saubere Energiequelle.
• Es ist gut für Mutter Natur und Geschäft.
• Biomasse gibt Kohlendioxid ab und fängt es für sein eigenes Wachstum wieder ein.
• Minimiert die Möglichkeit der Auffüllung von Deponien
• Schädliche Abfälle werden in nützliche Energie umgewandelt.
• Die Emission von Biomasse-Ressourcen ist nicht schädlich.
• Energie aus Biomasse ist völlig natürlich und hat keine Nebenwirkungen, wenn sie verwendet wird.
• Der Lebenszyklus der Biomasseressourcen ist abgeschlossen.
• Sie sind erneuerbare Ressourcen.
• Energie aus Biomasse kehrt von der Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zurück.
• Biomasseressourcen können zur Entwicklung vielfältiger Produkte verwendet werden.

Nachteile:

Trotz der guten Vorteile von Energieressourcen aus Biomasse treten immer noch einige Einschränkungen auf. Nachfolgend sind die Nachteile von Biomasseenergie in ihren verschiedenen Anwendungen aufgeführt.

• Biodiesel wie Ethanol ist im Vergleich zu fossilen Brennstoffen vergleichsweise ineffizient.
• Sie werden manchmal mit fossilen Brennstoffen gemischt, um eine bessere Leistung zu erzielen.
• Die Verbrennung von Biomasse benötigt viel Platz.
• Gase wie Methan werden in die Umwelt freigesetzt, wenn Biomasse-Ressourcen verbrannt werden.
• Die Nutzung von Energie aus Biomasse führt zu Umweltzerstörung.
• Es kann schädlich für Mutter Natur sein.

Schlussfolgerung

Laut EU und UN ist Biomasse eine erneuerbare Energiequelle, da sie durch das Pflanzen weiterer Bäume und Pflanzen erneuert werden kann. Erneuerbare Energie aus Biomasse ist die Energie, die aus der Methode der Nutzung von Biomasse gewonnen wird. Biomasse-Rohstoffe können verwendet werden, um 3 Arten von Energie zu erzeugen; Wärme, Strom und Biokraftstoffe wie Biodiesel. Das ist alles für diesen Artikel, in dem die Definition, Anwendungen, Arten, Arbeitsweise, Vor- und Nachteile von Energie aus Biomasse beschrieben werden. Sie haben auch gelernt, wie Biomasse in Energie umgewandelt und zur Stromerzeugung verwendet wird.

Ich hoffe, Sie haben viel von der Lektüre mitgenommen, wenn ja, teilen Sie sie bitte mit anderen Schülern. Danke fürs Lesen, bis zum nächsten Mal!