Biomassabriketter
.jpg)
Biomassabriketter är ett biobränsleersättning för kol och träkol som oftast är tillverkat av grönt avfall . Briketter används mest i utvecklingsländerna , där matlagningsbränslen inte är lika lättillgängliga. Det har skett en övergång till användningen av briketter i den utvecklade världen, där de används för att värma industripannor för att producera el från ånga . Briketterna sameldas med kol för att skapa värmen som tillförs pannan.
Komposition och produktion
Biomassabriketter, mestadels gjorda av grönt avfall och andra organiska material, används vanligtvis för elproduktion, värme och matlagningsbränsle. Dessa komprimerade föreningar innehåller olika organiska material, inklusive risskal , bagasse , jordnötskal, kommunalt fast avfall , jordbruksavfall. Briketternas sammansättning varierar beroende på område beroende på tillgången på råvaror. Råvarorna samlas ihop och komprimeras till briketter för att förbrännas längre och underlätta transporten av varorna. Dessa briketter skiljer sig mycket från träkol eftersom de inte har stora koncentrationer av kolhaltiga ämnen och tillsatta material. Jämfört med fossila bränslen ger briketterna låga totala nettoutsläpp av växthusgaser eftersom materialen som används redan är en del av kolets kretslopp .
En av de vanligaste variablerna i produktionsprocessen för biomassabriketter är hur biomassan torkas ut. Tillverkare kan använda torrefaktion , karbonisering eller olika grader av pyrolys . Forskare drog slutsatsen att torrefaktion och karbonisering är de mest effektiva formerna för att torka ut biomassa, men användningen av briketten avgör vilken metod som ska användas.
Packning är en annan faktor som påverkar produktionen. Vissa material brinner mer effektivt om de komprimeras vid låga tryck, såsom majsstovermalning. Andra material som vete och kornhalm kräver högt tryck för att producera värme. Det finns också olika presstekniker som kan användas. En kolvpress används för att skapa solida briketter för ett brett spektrum av ändamål. Skruvextrudering används för att kompaktera biomassa till lösa, homogena briketter som ersätter kol vid sameldning. Denna teknik skapar en ringformad , eller munkliknande, brikett. Hålet i mitten av briketten möjliggör en större yta, vilket skapar en högre förbränningshastighet.
Historia
Människor har använt biomassabriketter i Nepal sedan tidigare nedtecknad historia. Även om det var ineffektivt skapade förbränningen av lös biomassa tillräckligt med värme för matlagningsändamål och för att hålla värmen. Den första kommersiella produktionsanläggningen skapades 1982 och producerade nästan 900 ton biomassa. 1984 byggdes fabriker som införlivade stora förbättringar av effektivitet och kvaliteten på briketter. De använde en kombination av risskal och melass. King Mahendra Trust for Nature Conservation (KMTNC) tillsammans med Institute for Himalayan Conservation (IHC) skapade en blandning av kol och biomassa år 2000 med hjälp av en unik valsmaskin.
Japansk Ogalite
1925 började Japan självständigt utveckla teknik för att utnyttja energin från sågspånbriketter, känd som "Ogalite" . Mellan 1964 och 1969 fyrdubblade Japan produktionen genom att införliva skruvpress- och kolvpressteknologi. Medlemsföretaget på 830 eller fler fanns på 1960-talet. [ förtydligande behövs ] De nya packningsteknikerna som ingår i dessa maskiner gjorde briketter av högre kvalitet än de i Europa. Som ett resultat köpte europeiska länder licensavtalen och tillverkar nu japanskt designade maskiner.
Sameldning
Sameldning avser förbränning av två olika typer av material. Processen används främst för att minska CO 2 -utsläppen trots den resulterande lägre energieffektiviteten och högre rörliga kostnaden. Kombinationen av material innehåller vanligtvis ett ämne som avger högt koldioxidutsläpp som kol och ett material som avger mindre koldioxid som biomassa . Även om CO 2 fortfarande kommer att släppas ut genom förbränning av biomassa , är nettoutsläppen av kol nästan försumbar. Detta beror på att materialet som samlas in för sammansättningen av briketterna fortfarande ingår i kolets kretslopp, medan förbränning av fossila bränslen frigör CO 2 som har hållits fast i årtusenden. Pannor i kraftverk värms traditionellt upp genom förbränning av kol , men om sameldning skulle genomföras skulle CO 2 -utsläppen minska samtidigt som värmen som tillförs pannan bibehålls. Att implementera sameldning skulle kräva få modifieringar av de nuvarande egenskaperna för kraftverk, eftersom endast bränslet till pannan skulle ändras. En måttlig investering skulle krävas för att implementera biomassabriketter i förbränningsprocessen.
Sameldning anses vara det mest kostnadseffektiva sättet för biomassa. En högre förbränningshastighet kommer att uppstå när sameldning implementeras i en panna jämfört med att bara förbränna biomassa. Den komprimerade biomassan är också mycket lättare att transportera eftersom den är tätare, vilket gör att mer biomassa kan transporteras per sändning jämfört med lös biomassa. Vissa källor är överens om att en kortsiktig lösning på problemet med utsläpp av växthusgaser kan ligga i sameldning.
Jämfört med kol
Användningen av biomassabriketter har stadigt ökat i takt med att industrier inser fördelarna med att minska föroreningarna genom användningen av biomassabriketter. Briketter ger högre värmevärde per dollar än kol när de används för eldning av industripannor . Tillsammans med högre värmevärde sparade biomassabriketter i genomsnitt 30–40 % av pannbränslekostnaden. Men andra källor tyder på att sameldning är dyrare på grund av den utbredda tillgången på kol och dess låga kostnad. Men i längden kan briketter bara begränsa användningen av kol i liten utsträckning, men det eftersträvas alltmer av industrier och fabriker över hela världen. Båda råvarorna kan produceras eller brytas inhemskt i USA, vilket skapar en bränslekälla som är fri från utländskt beroende och mindre förorenande än förbränning av rå fossilt bränsle.
Miljömässigt ger användningen av biomassabriketter mycket färre växthusgaser, närmare bestämt 13,8 % till 41,7 % CO 2 och NO X . Det var också en minskning från 11,1 % till 38,5 % i SO
2 -utsläppen jämfört med kol från tre olika ledande producenter, EKCC Coal, Decanter Coal och Alden Coal. Biomassabriketter är också ganska resistenta mot vattennedbrytning, en förbättring jämfört med svårigheterna med förbränning av vått kol. Briketterna används dock bäst endast som ett komplement till kol. Användningen av sameldning skapar en energi som inte är lika hög som rent kol, men släpper ut färre föroreningar och minskar utsläppet av tidigare bindat kol. Det kontinuerliga utsläppet av kol och andra växthusgaser i atmosfären leder till en ökning av den globala temperaturen. Användningen av sameldning stoppar inte denna process utan minskar de relativa utsläppen från kolkraftverk.
Används i utvecklingsvärlden
Legacy Foundation har utvecklat en uppsättning tekniker för att producera biomassabriketter genom hantverksmässig produktion i landsbygdsbyar som kan användas för uppvärmning och matlagning. Dessa tekniker var nyligen banbrytande av Virunga National Park i östra Demokratiska republiken Kongo , efter den massiva förstörelsen av bergsgorillas livsmiljö för träkol .
Pangani , Tanzania , är ett område täckt av kokosnötslundar. Efter att ha skördat köttet från kokosnöten, skräpade urbefolkningen marken med skal och trodde att de var värdelösa. Skalen blev senare ett resultatcenter efter att man upptäckt att kokosskal är väl lämpade att vara huvudingrediensen i biobriketter. Denna alternativa bränsleblandning brinner otroligt effektivt och lämnar lite rester, vilket gör den till en pålitlig källa för matlagning i det outvecklade landet. U-världen har alltid förlitat sig på den brinnande biomassan på grund av dess låga kostnad och tillgänglighet överallt där det finns organiskt material. Brikettproduktionen förbättrar bara den gamla praxisen genom att öka effektiviteten av pyrolys.
Två viktiga komponenter i utvecklingsvärlden är Kina och Indien . Ekonomierna ökar snabbt på grund av billiga sätt att utnyttja el och släppa ut stora mängder koldioxid . Kyotoprotokollet försökte reglera utsläppen från de tre olika världarna, men det rådde oenighet om vilket land som skulle straffas för utsläpp baserat på dess tidigare och framtida utsläpp . USA har varit den största utsläpparen men Kina har nyligen blivit störst per capita . USA hade släppt ut en rigorös mängd koldioxid under sin utveckling och utvecklingsländerna hävdar att de inte borde tvingas uppfylla kraven. I den lägre delen anser de outvecklade länderna att de har lite ansvar för vad som har gjorts med koldioxidnivåerna . Den största användningen av biomassabriketter i Indien är i industriella tillämpningar, vanligtvis för att producera ånga. Många konverteringar av pannor från FO till biomassabriketter har skett under det senaste decenniet. En stor majoritet av dessa projekt är registrerade under CDM (Kyoto-protokollet), vilket gör det möjligt för användare att få koldioxidkrediter.
Användningen av biomassabriketter uppmuntras starkt genom att utfärda koldioxidkrediter . En koldioxidkredit är lika med ett gratis ton koldioxid som ska släppas ut i atmosfären. Indien har börjat ersätta träkol med biomassabriketter när det gäller pannbränsle , särskilt i de södra delarna av landet eftersom biomassabriketterna kan skapas inhemskt, beroende på tillgången på mark. Därför kommer ständigt stigande bränslepriser att ha mindre inflytande i en ekonomi om bränslekällor lätt kan produceras inhemskt. Lehra Fuel Tech Pvt Ltd är godkänd av Indian Renewable Energy Development Agency (IREDA), är en av de största tillverkarna av brikettmaskiner från Ludhiana , Indien.
I området kring de stora sjöarna i Afrika har arbetet med produktion av biomassabriketter letts av ett antal icke-statliga organisationer där Energy 4 Impact tagit ledningen för att marknadsföra brikettprodukter och brikettentreprenörer i de tre stora sjöländerna; nämligen Kenya, Uganda och Tanzania. Detta har uppnåtts genom ett femårigt projekt som sponsras av EU och den holländska regeringen, DEEP EA (Developing Energy Enterprises Project East Africa) [ 1] . Huvudråvaran för briketter i den östafrikanska regionen har huvudsakligen varit träkolsdamm även om alternativ som sågspån, bagass, kaffeskal och risskal också har använts. [2]
Används i utvecklade länder
Kol är den största koldioxidutsläpparen per ytenhet när det gäller elproduktion. Kol är också den vanligaste ingrediensen i kol. Det har nyligen skett en [ förtydligande behövs ] push för att ersätta förbränning av fossila bränslen med biomassa. Att ersätta denna icke-förnybara resurs med biologiskt avfall skulle minska koldioxidavtrycket för grillägare och minska den totala föroreningen av världen. Även medborgarna börjar tillverka briketter hemma. De första maskinerna skulle skapa briketter för husägare av komprimerat sågspån , men nuvarande maskiner tillåter brikettproduktion av någon form av torkad biomassa.
Arizona har också tagit initiativ för att förvandla avfallsbiomassa till en energikälla. Avfall av bomull och pekannötsmaterial som används för att ge en häckningsplats för insekter som skulle förstöra de nya grödorna på våren. För att stoppa detta problem grävde bönderna ner biomassan, vilket snabbt ledde till markförstöring . Dessa material upptäcktes vara en mycket effektiv energikälla och tog hand om problem som hade plågat gårdar.
USA:s energidepartement har finansierat flera projekt för att testa livskraften för biomassabriketter i nationell skala. Omfattningen av projekten är att öka effektiviteten i förgasare samt ta fram planer för produktionsanläggningar.
Kritik
Biomassa är sammansatt av organiskt material, därför krävs stora mängder mark för att producera bränslet. Kritiker hävdar att användningen av denna mark bör utnyttjas för matdistribution snarare än för grödans försämring. Klimatförändringar kan också orsaka en hård säsong, där materialet som utvinns måste bytas ut mot mat snarare än energi. Antagandet är att produktionen av biomassa minskar mattillgången, vilket orsakar en ökning av världens hunger genom att utvinna de organiska materialen som majs och sojabönor som bränsle snarare än mat.
Förbränning av biomassabriketter bidrar också till dålig luftkvalitet inomhus och utomhus . Den organiska naturen hos dessa bränslen gör att förbränning kan bidra till utsläpp av många hundra till tusentals föreningar i organisk aerosol. Förbränning av biomassabriketter frigör också många organiska gaser, som kan reagera och bilda marknära ozon och sekundär organisk aerosol . Förbränning av biomassabriketter, såsom torkade kogödselkakor , har visat sig vara en trolig bidragande orsak till dålig luftkvalitet , med utsläpp runt 120 gånger mer reaktiva med hydroxylradikalen än utsläpp från flytande petroleumgas .
Kostnaden för att implementera en ny teknik som biomassa i den nuvarande infrastrukturen är också hög. De fasta kostnaderna med produktion av biomassabriketter är höga på grund av de nya outvecklade teknologierna som kretsar kring utvinning, produktion och lagring av biomassan. Teknologier för utvinning av olja och kol har utvecklats i decennier och blivit effektivare för varje år. En ny outvecklad teknik för bränsleutnyttjande som inte har någon infrastruktur uppbyggd kring gör det nästan omöjligt att konkurrera på den nuvarande marknaden.