బయోమాస్ అంటే ఏమిటి? ప్రయోజనాలు మరియు అప్రయోజనాలు తెలుసుకోండి
సేంద్రీయ వ్యర్థాలను విద్యుత్ శక్తిగా మార్చడం ఎలా సాధ్యమో అర్థం చేసుకోండి, బయోమాస్ అని పిలవబడేది
బయోమాస్ అనేది బొగ్గు, కట్టెలు, చెరకు బగాస్ వంటి శక్తిని ఉత్పత్తి చేయడానికి ఉపయోగించే కూరగాయల లేదా జంతు మూలం యొక్క అన్ని సేంద్రీయ పదార్థం. ఇది చెదరగొట్టబడిన మరియు తక్కువ-సామర్థ్య శక్తి వనరుగా ఉంది, సాంప్రదాయకంగా తక్కువ అభివృద్ధి చెందిన దేశాలలో ఉపయోగించబడుతుంది, గ్లోబల్ ఎనర్జీ మ్యాట్రిక్స్ కోసం ఈ శక్తి వనరు యొక్క ప్రాతినిధ్యానికి సంబంధించి కొంత డేటా కొరత ఉంది. అయితే, ANEEL యొక్క నివేదిక ప్రకారం, ప్రపంచంలో వినియోగించబడే శక్తిలో దాదాపు 14% ఈ మూలం నుండి వస్తుంది మరియు బ్రెజిలియన్ జర్నల్ ఆఫ్ పల్మోనాలజీ చేసిన మరొక అధ్యయనం ప్రకారం, పేద దేశాల్లోని గ్రామీణ ప్రాంతాల్లోని 90% గృహాలు బయోమాస్ నుండి శక్తిని ఉపయోగిస్తున్నాయి. దహనం (చెక్క, బొగ్గు, జంతువుల పేడ లేదా వ్యవసాయ వ్యర్థాలు), ముఖ్యంగా ఉప-సహారా ఆఫ్రికా మరియు ఆసియాలో.
థర్మోఎలెక్ట్రిక్ పవర్ ప్లాంట్లలో బయోమాస్ వాడకం పెరుగుతోంది మరియు విద్యుత్ సరఫరా నెట్‌వర్క్ పరిధిలోకి రాని ఏకాంత గ్రామీణ సంఘాల వంటి ప్రాంతాలకు చేరుకోవడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. బయోమాస్ నుండి విద్యుత్ ఉత్పత్తిని వేడి ఉత్పత్తితో కలిపి, ఉత్పత్తి వ్యవస్థల శక్తి సామర్థ్యాన్ని పెంచే కోజెనరేషన్ సిస్టమ్‌ల ఉపయోగం కూడా చాలా సాధారణం అవుతోంది.
కోజెనరేషన్ అంటే ఏమిటి?
బొగ్గు లేదా కట్టెలు వంటి బయోమాస్ థర్మోఎలెక్ట్రిక్ జనరేటర్లలోని పెద్ద భాగాలను నడిపిస్తుంది. ఇంధనం మరియు ఇంజిన్ రకంతో సంబంధం లేకుండా, ఈ జనరేటర్లు ఇంధనంలో ఉన్న చాలా శక్తిని వేడిగా కోల్పోతాయి. సగటున, వేడి రూపంలో పర్యావరణానికి కోల్పోయిన బయోమాస్ శక్తి మొత్తం ఇంధన శక్తిలో 60% నుండి 70% వరకు ఉంటుంది. అందువలన, జనరేటర్ సామర్థ్యం 30% నుండి 40% వరకు ఉంటుంది.
అనేక భవనాలు మరియు పరిశ్రమలకు తాపన అవసరం (ఇండోర్ వాతావరణం కోసం లేదా వేడి నీటి కోసం), ఒక కోజెనరేషన్ వ్యవస్థ అభివృద్ధి చేయబడింది, దీని ద్వారా విద్యుత్ ఉత్పత్తిలో ఉత్పత్తి చేయబడిన వేడి ఆవిరి రూపంలో ఉత్పత్తి ప్రక్రియలో చేర్చబడుతుంది. ఈ వ్యవస్థ యొక్క ప్రధాన ప్రయోజనం తాపన ప్రక్రియ కోసం ఇంధన ఆర్థిక వ్యవస్థ. ఈ విధంగా, వ్యవస్థ యొక్క శక్తి సామర్థ్యం పెరుగుతుంది, ఇంధనం యొక్క బయోమాస్ శక్తిలో 85% వరకు చేరుకుంటుంది.
బ్రెజిల్‌లో బయోమాస్
ప్రస్తుతం, దేశంలో విద్యుత్ ఉత్పత్తిలో బయోమాస్‌గా ఉపయోగించగల గొప్ప సంభావ్యత కలిగిన వనరు చెరకు బగాస్. చక్కెర-ఆల్కహాల్ రంగం పెద్ద మొత్తంలో వ్యర్థాలను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, దీనిని బయోమాస్‌గా ఉపయోగించవచ్చు, ప్రధానంగా కోజెనరేషన్ సిస్టమ్స్‌లో. విద్యుత్ ఉత్పత్తికి గొప్ప సంభావ్యత కలిగిన ఇతర కూరగాయల రకాలు పామాయిల్ (పామాయిల్), ఇది చెరకు, బురిటి, బాబాసు మరియు ఆండిరోబా కంటే హెక్టారుకు సగటు వార్షిక ఉత్పాదకత నాలుగు రెట్లు ఎక్కువ. అవి ప్రత్యేకించి అమెజాన్ ప్రాంతంలోని వివిక్త కమ్యూనిటీలలో విద్యుత్ సరఫరాకు ప్రత్యామ్నాయాలుగా కనిపిస్తాయి.
చెరకు నుండి ఇథనాల్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తున్నప్పుడు, దాదాపు 28% చెరకు బగాస్‌గా రూపాంతరం చెందుతుంది. ఈ బగాస్ అనేది తక్కువ పీడన ఆవిరి ఉత్పత్తికి సాధారణంగా మొక్కలలో ఉపయోగించే బయోమాస్, ఇది వెలికితీత పరికరాలలో (63%) మరియు విద్యుత్ ఉత్పత్తిలో (37%) బ్యాక్ ప్రెజర్ టర్బైన్‌లలో ఉపయోగించబడుతుంది. మిల్లులను విడిచిపెట్టే తక్కువ-పీడన ఆవిరిలో ఎక్కువ భాగం రసం (24%) ప్రక్రియ మరియు వేడి చేయడానికి మరియు స్వేదనం ఉపకరణంలో ఉపయోగించబడుతుంది. సగటున, ప్రతి పరికరానికి దాదాపు 12 kWh విద్యుత్ శక్తి అవసరమవుతుంది, ఈ విలువ బయోమాస్ అవశేషాల ద్వారానే సరఫరా చేయబడుతుంది. విద్యుత్ ఉత్పత్తిలో బయోమాస్‌గా ఉపయోగించబడే అధిక సంభావ్యత కలిగిన ఇతర వ్యవసాయ అవశేషాలు వరి పొట్టు, జీడిపప్పు పొట్టు మరియు కొబ్బరి పొట్టు.
బయోమాస్ మార్పిడి మార్గాలు
బయోమాస్ మూలాలను ఇలా వర్గీకరించవచ్చు: చెక్క కూరగాయలు (చెక్క), చెక్కేతర కూరగాయలు (సాకరైడ్‌లు, సెల్యులోసిక్, పిండి మరియు జలచరాలు), సేంద్రీయ వ్యర్థాలు (వ్యవసాయ, పారిశ్రామిక, పట్టణ) మరియు బయోఫ్లూయిడ్‌లు (కూరగాయల నూనెలు). బయోమాస్ మార్పిడి మార్గాలు విభిన్నంగా ఉంటాయి మరియు ఈ మార్పిడి సాంకేతికతలకు ధన్యవాదాలు, ఇథనాల్, మిథనాల్, బయోడీజిల్ మరియు బయోగ్యాస్ వంటి వివిధ రకాల జీవ ఇంధనాలను పొందడం సాధ్యమైంది. ప్రధాన బయోమాస్ మార్పిడి ప్రక్రియలు:
ప్రత్యక్ష దహన
కలప వంటి పదార్థాలు మరియు అన్ని రకాల సేంద్రీయ వ్యర్థాలు (వ్యవసాయ, పారిశ్రామిక మరియు పట్టణ) శక్తిని ఉత్పత్తి చేయడానికి దహనానికి లోనవుతాయి. దహన ప్రక్రియలో ఈ బయోమాస్ మూలాలలో ఉన్న రసాయన శక్తిని వేడిగా మార్చడం జరుగుతుంది. శక్తి ప్రయోజనాల కోసం, బయోమాస్ యొక్క ప్రత్యక్ష దహనం ఓవెన్లు మరియు పొయ్యిలలో నిర్వహించబడుతుంది. దాని ఆచరణాత్మకత ఉన్నప్పటికీ, ప్రత్యక్ష దహన ప్రక్రియ చాలా అసమర్థంగా ఉంటుంది. అదనంగా, ప్రక్రియలో ఉపయోగించే ఇంధనాలు సాధారణంగా అధిక తేమను కలిగి ఉంటాయి (కట్టెల విషయంలో 20% లేదా అంతకంటే ఎక్కువ) మరియు తక్కువ శక్తి సాంద్రత, నిల్వ మరియు రవాణా కష్టతరం చేస్తుంది.
గ్యాసిఫికేషన్
ఇది పట్టణ మరియు పారిశ్రామిక సేంద్రీయ వ్యర్థాలు మరియు కలపకు వర్తించే సాంకేతికత. గ్యాసిఫికేషన్ అనేది థర్మోకెమికల్ ప్రతిచర్యల ద్వారా ఘన బయోమాస్ మూలాలను వాయు రూపంలోకి మార్చడం, వేడి ఆవిరి మరియు గాలి లేదా ఆక్సిజన్‌ను దహనం జరగడానికి కనిష్ట స్థాయి కంటే తక్కువ పరిమాణంలో కలిగి ఉంటుంది. ఫలిత వాయువు యొక్క కూర్పు కార్బన్ మోనాక్సైడ్, హైడ్రోజన్, మీథేన్, కార్బన్ డయాక్సైడ్ మరియు నత్రజని మిశ్రమం, కాబట్టి ఈ నిష్పత్తులు ప్రక్రియ పరిస్థితులతో మారుతూ ఉంటాయి, ముఖ్యంగా ఆక్సీకరణలో ఉపయోగించే గాలి లేదా ఆక్సిజన్‌కు సంబంధించి. ఈ బయోమాస్ యొక్క దహనం నుండి ఉత్పన్నమయ్యే ఇంధనం ఘన ఇంధన సంస్కరణల కంటే బహుముఖమైనది (అంతర్గత దహన యంత్రాలు మరియు గ్యాస్ టర్బైన్‌లలో ఉపయోగించవచ్చు) మరియు శుభ్రమైనది (ప్రక్రియ సమయంలో సల్ఫర్ వంటి సమ్మేళనాలు తొలగించబడతాయి). ఇంకా, గ్యాసిఫికేషన్ నుండి సింథటిక్ వాయువును ఉత్పత్తి చేయడం సాధ్యపడుతుంది, ఇది ఏదైనా హైడ్రోకార్బన్ యొక్క సంశ్లేషణలో వర్తించబడుతుంది.
పైరోలిసిస్
పైరోలిసిస్, కార్బొనైజేషన్ అని కూడా పిలుస్తారు, బయోమాస్ మూలాన్ని (సాధారణంగా కట్టెలు) మరొక ఇంధనం (బొగ్గు)గా మార్చే ప్రక్రియ, ఇది మూల పదార్థం కంటే రెండు రెట్లు ఎక్కువ శక్తి సాంద్రతతో ఉంటుంది. వ్యవసాయ మూలం యొక్క సేంద్రీయ అవశేషాలు కూడా తరచుగా పైరోలిసిస్‌కు లోబడి ఉంటాయి - ఈ సందర్భంలో, అవశేషాలు గతంలో కుదించబడాలి. గాలి "దాదాపు లేకపోవడం" ఉన్న వాతావరణంలో పదార్థాన్ని వేడి చేయడం ఈ పద్ధతిలో ఉంటుంది. పైరోలిసిస్ మండే వాయువు, తారు మరియు పైరో-వుడ్, పారిశ్రామిక రంగంలో విస్తృతంగా ఉపయోగించే పదార్థాలను కూడా ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ప్రక్రియ యొక్క ఫలితం అసలు పదార్థం యొక్క స్థితి (పరిమాణం మరియు తేమ) నుండి చాలా తేడా ఉంటుంది. ఒక టన్ను బొగ్గును ఉత్పత్తి చేయడానికి, నాలుగు నుండి పది టన్నుల కట్టెలు అవసరం కావచ్చు.
ట్రాన్స్‌స్టెరిఫికేషన్
ఇది రెండు ఆల్కహాల్ (మిథనాల్ మరియు ఇథనాల్) మరియు బేస్ (సోడియం లేదా పొటాషియం హైడ్రాక్సైడ్) మధ్య ప్రతిచర్య నుండి కూరగాయల నూనె బయోమాస్‌ను ఇంటర్మీడియట్ ఉత్పత్తిగా మార్చే ఒక రసాయన ప్రక్రియ. ఈ రకమైన బయోమాస్ యొక్క ట్రాన్స్‌స్టెరిఫికేషన్ యొక్క ఉత్పత్తులు గ్లిజరిన్ మరియు బయోడీజిల్, డీజిల్‌కు సమానమైన పరిస్థితులను అందించే ఇంధనం మరియు వాహన లేదా స్థిరమైన ఉపయోగం కోసం అంతర్గత దహన యంత్రాలలో వర్తించవచ్చు.
వాయురహిత జీర్ణక్రియ
పైరోలిసిస్ వలె, వాయురహిత జీర్ణక్రియ ఆక్సిజన్ "దాదాపు లేకపోవడం" ఉన్న వాతావరణంలో జరగాలి. అసలు జీవపదార్ధం దాదాపు అన్ని సేంద్రీయ సమ్మేళనాలతో సహజంగా ఏర్పడినట్లే, బ్యాక్టీరియా చర్య ద్వారా కుళ్ళిపోతుంది. జంతు పేడ మరియు పారిశ్రామిక వ్యర్థాలు వంటి సేంద్రీయ వ్యర్థాలను బయోడైజెస్టర్‌లలో వాయురహిత జీర్ణక్రియ (ఆక్సిజన్ లేనప్పుడు సంభవించేవి) ద్వారా శుద్ధి చేయవచ్చు. బ్యాక్టీరియా యొక్క చర్య కుళ్ళిపోవడానికి అవసరమైన వేడిని కలిగిస్తుంది, అయినప్పటికీ, చల్లని ప్రాంతాలలో లేదా సమయాల్లో, అదనపు వేడిని వర్తింపజేయడం అవసరం కావచ్చు. వాయురహిత జీర్ణక్రియ యొక్క తుది ఉత్పత్తి బయోగ్యాస్, ఇది తప్పనిసరిగా మీథేన్ (50% నుండి 75%) మరియు కార్బన్ డయాక్సైడ్‌తో కూడి ఉంటుంది. ఉత్పత్తి చేయబడిన వ్యర్థాలను ఎరువుగా ఉపయోగించవచ్చు.
కిణ్వ ప్రక్రియ
ఇది చెరకు, మొక్కజొన్న, బీట్‌రూట్ మరియు ఇతర వృక్ష జాతుల వంటి బయోమాస్ మూలాల్లో ఉండే చక్కెరలను ఆల్కహాల్‌గా మార్చే సూక్ష్మజీవుల (సాధారణంగా ఈస్ట్) చర్య ద్వారా నిర్వహించబడే జీవ ప్రక్రియ. బయోమాస్ కిణ్వ ప్రక్రియ యొక్క తుది ఫలితం ఇథనాల్ మరియు మిథనాల్ ఉత్పత్తి.
బయోమాస్ యొక్క వర్తింపు
బయోమాస్ అనేది పునరుత్పాదక శక్తి వనరుగా పరిగణించబడుతుంది మరియు థర్మోఎలెక్ట్రిక్ ప్లాంట్లలో విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేయడానికి చమురు మరియు బొగ్గు వంటి శిలాజ ఇంధనాల స్థానంలో ఉపయోగించబడింది మరియు ఇది పునరుత్పాదకత లేని వాటితో పోలిస్తే తక్కువ మొత్తంలో కాలుష్య వాయువులను విడుదల చేస్తుంది. అయినప్పటికీ, శిలాజ ఇంధనం కానప్పటికీ, అధ్యయనం ప్రకారం, బర్నింగ్ బయోమాస్ విష వాయువులు, పార్టికల్ మ్యాటర్ మరియు గ్రీన్‌హౌస్ వాయువుల యొక్క ప్రపంచంలోని అతిపెద్ద వనరులలో ఒకటి.
అడవులు, సవన్నాలు లేదా ఇతర రకాల వృక్షసంపదలు పెద్ద ప్రాంతాలలో మండే సందర్భంలో, సల్ఫర్ ఉద్గారం వర్షపు నీటి pHలో మార్పులకు దారితీస్తుంది, ఆమ్ల వర్షం సంభవించడానికి దోహదం చేస్తుంది. మీథేన్ మరియు కార్బన్ డయాక్సైడ్ ఉద్గారాలు గ్రీన్ హౌస్ ప్రభావం యొక్క తీవ్రతకు దోహదం చేస్తాయి మరియు పాదరసం ఉద్గారాలు జల శరీరాలను కలుషితం చేస్తాయి మరియు మానవ ఆరోగ్యానికి హాని కలిగించే మిథైల్మెర్క్యురీ అనే పదార్ధం ఏర్పడటానికి వీలు కల్పిస్తాయి.
ఇండోర్ పరిసరాలలో (కలప పొయ్యిలు, నిప్పు గూళ్లు మొదలైనవి) బయోమాస్ దహన ప్రక్రియ నుండి ఉత్పన్నమయ్యే పదార్థానికి పునరావృత మరియు దీర్ఘకాలిక బహిర్గతం పిల్లలలో తీవ్రమైన శ్వాసకోశ ఇన్ఫెక్షన్ల పెరుగుదలతో ముడిపడి ఉంది, ఇది పిల్లల అభివృద్ధిలో మరణాలకు ప్రధాన కారణాలలో ఒకటిగా పరిగణించబడుతుంది. దేశాలు. అదనంగా, ఇది దీర్ఘకాలిక అబ్స్ట్రక్టివ్ పల్మనరీ వ్యాధులు, న్యుమోకోనియోసిస్ (ధూళిని పీల్చడం వల్ల వచ్చే వ్యాధి), పల్మనరీ క్షయ, కంటిశుక్లం మరియు అంధత్వం పెరుగుదలతో కూడా సంబంధం కలిగి ఉంటుంది. చెరకు గడ్డిని కాల్చే సందర్భంలో, చెరకు తోటల పరిసర ప్రాంతంలో నివసించే జనాభా ఏడాది పొడవునా సుమారు ఆరు నెలల పాటు కాల్చిన బయోమాస్ నుండి దుమ్ముకు గురవుతారు.
ఈ కారణంగా, నేషనల్ కౌన్సిల్ ఫర్ ది ఎన్విరాన్‌మెంట్ (కోనామా) చెరకు బయోమాస్ యొక్క బాహ్య దహనం నుండి ఉష్ణ ఉత్పాదక ప్రక్రియల నుండి వాతావరణ కాలుష్య కారకాలకు ఉద్గార పరిమితులను ఏర్పాటు చేసింది, ఇది ఉద్గారాలను నియంత్రించడం మరియు బర్నింగ్ బయోమాస్‌తో సంబంధం ఉన్న సామాజిక మరియు పర్యావరణ ప్రభావాలను తగ్గించడం సాధ్యం చేస్తుంది.
బయోమాస్ అనేక రకాల పదార్థాల నుండి ఉత్పత్తి చేయబడే అవకాశాన్ని కూడా అందిస్తుంది, మార్కెట్‌కు వశ్యత మరియు భద్రతను అందిస్తుంది, శిలాజ ఇంధనాల వలె కాకుండా, ముఖ్యంగా చమురు. మరొక విషయం ఏమిటంటే, విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేయడానికి వ్యవసాయ, పారిశ్రామిక మరియు పట్టణ సేంద్రీయ వ్యర్థాలను ఉపయోగించడం ద్వారా, వారు సాధారణ పారవేయడం కంటే మరింత "స్థిరమైన" గమ్యాన్ని పొందుతున్నారు. ఒక అధ్యయనం ప్రకారం, బ్రెజిల్‌లోని చాలా వ్యవసాయ అవశేషాలు మొక్కజొన్న, సోయా, బియ్యం మరియు గోధుమలు, మొదటి రెండు బయోడీజిల్ ఉత్పత్తికి తరచుగా ఉపయోగించే ముడి పదార్థాలు.
బ్రెజిల్ బయోమాస్ నుండి శక్తిని ఉత్పత్తి చేయడానికి అనుకూలమైన పరిస్థితులను కలిగి ఉంది, పెద్ద వ్యవసాయ యోగ్యమైన ప్రాంతాల ఉనికి, ఇది బయోమాస్ ఉత్పత్తికి ఉపయోగపడుతుంది మరియు ఏడాది పొడవునా తీవ్రమైన సౌర వికిరణాన్ని పొందుతుంది. అయినప్పటికీ, కూరగాయల ముడి పదార్థాన్ని నేరుగా ఉపయోగించే మొదటి తరం జీవ ఇంధనాల ఉత్పత్తికి సంబంధించి ఆందోళన ఉంది. ఈ సందర్భంలో, జీవ ఇంధనాలు వ్యవసాయ రంగంతో వ్యవసాయ యోగ్యమైన భూమి కోసం పోటీ పరిస్థితులను నిరోధించగలవు, ఇది జనాభా యొక్క ఆహార భద్రతను ప్రమాదంలో పడేస్తుంది. పెద్ద భూభాగాలకు సంబంధించిన మరో సమస్య పర్యావరణ పరిరక్షణ సమస్య. వ్యవసాయంతో పోటీపడటంతో పాటు, జీవ ఇంధనాలు పర్యావరణ పరిరక్షణ కోసం కేటాయించిన ప్రాంతాలపై ఒత్తిడిని పెంచుతాయి.
