Bioenerji için Tarımsal Residues Potansiyeli

Tarım kalıntıları – sapları, husks, kabuklar ve çilek hasattan sonra ayrıldıktan sonra ayrıldı - küresel enerji geçişi için en alt kaynaklardan birini temsil ediyor. Bu malzemeler, genellikle arazide yakıyor veya çürük enerjilerden farklı olarak, temiz, yenilenebilir enerjilere dönüştürülebiliyor.Süresel emisyonlar ve fosil yakıtlara bağımlılığın azaltılması için geri çekilmesi için geri dönüyorlar, biyoenerji için tarımsal kalıntıların stratejik kullanımı, atık yönetimi ve kırsal kalkınmayı ele alıyor.

Tarımsal Residue'nin Öfkesi'nin Öfkesi ve İşareti

Tarım, küresel olarak çok miktarda biyokütle üretiyor. Gıda ve Tarım Örgütü (FAO), küresel tahıl saman üretimi yılda 3 milyar tonluk bir miktar aşmaktadır - her yıl şekerli, pirinç husks ve fındıklardan oluşan bir çanta ile birlikte - enerji dönüşümü için mevcut. Amerika Birleşik Devletleri'nde, Enerji'nin milyarlarca ton Raporu, 1 milyardan fazla biyokütleyi artırabilecek kadar biyokütle tahminleri, her yıl, bu potansiyelin yaklaşık% 30'unu ve Sahra'yı kapsayan tarım bölgelerinden oluşan bir miktar su tasarrufu sağlayabilir.

Büyük Tarım Bölgeleri ve Beslenmesi Kullanılabilirlik

  • [FONT:0]Midwest United States:[Döncükler, terkler, kobs) her yıl 250 milyon ton üretilebilen baskın kalıntılarıdır.
  • [FONT:0) Güney Doğu Asya: [Dönetici: [Döntgen: 1) Rice saman ve husks bol bol; Endonezya, Tayland ve Vietnam yılda 200 milyon ton üretiyor.
  • [FONT:0)Brazil ve Hindistan: [Döntilmiş:[Dönemli:0) Sugarcane bagasse birincil bir kalıntıdır; Brezilya sadece her hasat sezonunda 150 milyon ton çanta üretir.
  • [0] Avrupa ve Akdeniz: [DüzgT:1] Buğday saman ve zeytin pitleri küçük ölçekli bir ısı ve güç (CHP) bitkilerde yaygın olarak kullanılır.

Tarımsal Residues ve Enerji İçerikleri

Tüm kalıntıları eşit olarak yaratılmıyor. enerji yoğunluğu, nem içeriği ve kimyasal kompozisyon en uygun dönüşüm yolunu belirler. Lignocellulosic biomass like saman ve sapları tipik olarak 14-18 MJ/kg (ortalama 30 ila 30-40 MJ / kg) düşük bir ısıtma değeri vardır, ancak mevcut kullanılabilirlik en yaygın kullanılan yemstockler:

Cereal Straws

Buğday, pirinç ve barley saman, yanma sistemleri içinde tıkanmalara neden olan orta enerji içeriği ve yüksek silik içeriğine sahiptir. Ancak, ileri pre-tedavi ile - diğer biyokütle veya ko-firleme gibi - hem yanma hem de anaerobik sindirme için mükemmel yemlemeler haline gelir. Rice saman, özellikle yüksek bir ash contenta sahiptir (~15%) ve dikkatli bir kazan tasarımı gerektirir.

Corn Stover

Corn sor (köprü tesisinin parçası) hücreli ve hemicellulose'da zengindir. ABD'de, zaten hücreli tanol bitkilerde kullanılır, ancak doğrudan yanma ve piroliz için de uygundur.

Sugarcane Bagasse

Bagasse, şekercane'yi ezdikten sonra fibrous kalıntılarıdır. Zaten kakao ve elektrik için şeker değirmenlerinde yaygın olarak kullanılır, genellikle tüm bitki için enerji öz yeterliliğini elde eder. Brezilya, Hindistan ve Tayland, 50 MW'a kadar kapasiteye sahip.

Nut ve Tohum Shells

Walnut, almond, fıstık ve Hindistan'ın Orta Vadisi'nde, almond kabuk bazlı biyoenerji santralleri, açık yanma riskini azaltırken, 50.000 ev güce sahip.

Anahtar Dönüşüm Teknolojileri: Enerjiye Göre Enerjiye Göre

Tarım kalıntıları birkaç yol boyunca enerjiye dönüştürülebilir, her biri kendi teknik olgunluğu, sermaye gereksinimleri ve son ürün profilleri ile. seçim kalıntılarının özelliklerine, yerel enerji taleplerine ve altyapıya bağlıdır.

Doğrudan Combustion

En eski ve en basit yöntem, bir türbin ürettiği buharı üretmek için bir fırında yakıcı kalıntıları içerir. Modern yanma tesisleri, 50 MWT:0 Ontario Power Generation'ın Atikokan bitkisi) bitkisi ile% 20-30 arasında, sadece elektrik-sadece bitkilerle 80-% 90 ila% 90 ila% 90-% 90, örneğin, 50 MWT:0,0

Biyokimyasal Dönüşüm: Anaerobik Digestion and Fermentation

Mikroorganizm oksijensiz ortamlarda organik madde kırılabilir (anaerobik sindirim) biyogaz üretmek için (özellikle de meta ve CO2). Tarımsal kalıntıları, bitkisel atıklar, ıslak mısır sobaları veya meyve pomace gibi - susamı üretmek için doğrudan kullanılabilir. Biogas, araç yakıtı için biyomalzeme için doğrudan kullanılabilir. Almanya'da, 9,000 biogas bitkilerden tarımsal kalıntıların üzerinde, genellikle manure alternatif olarak, şeker ve nişasta ile bir araya gelir.

Termokimyasal Dönüşüm: Gazification and Tianjin

Gazification, biyokütleleri singas (CO, H2 ve CH4) bir oksijen sınırlı bir ortamda ısıtma kalıntıları ile dönüştürür. Syngas gaz türbinlerinde yakılabilir veya kimyasal bir yemleme olarak kullanılabilir. Hızlı piroliz, diğer yandan, ısılar, orta sıcaklıklarda (300-600 °C) biyolojik-petrol, kömür ve gaz üretmek için oksijen yokluğu ile elde edilir.

Tarifeleme ve Briquetting

İşsizlik kalıntıları, tarım arazileri, ham biyokütlelerden daha yüksek enerji yoğunluğuna sahiptir ve kömür santrallerinde 50 milyon tonluk bir artışla birlikte, tarım muhasebesi ile birlikte, pirinç husk briquettes, yemek için karkoal olarak yerini alır.

Çevre ve Socioekonomik Faydaları

Biyoenerji için tarımsal kalıntıların kaldırılması, yenilenebilir enerji nesli uzatan birçok, ölçülebilir fayda sağlar.

Sera Gaz Emisyonlarının Azaltılması

Tarım kalıntıları açık bir şekilde yakılır veya düşük miktarda karbon döngüsü serbest bırakılırsa, bu nedenle sürdürülebilir kaynaklanmış olarak karbon-nötrütürünü kabul ederler.

Hava Kalitesi İyileştirme

Ekin kalıntılarının açık alanı, bu emisyonların kaynağının önemli bir kaynağıdır (PM2.5), Çin ve Çin'de, bu uygulama, PM2.5'in yüksek mevsimlik smog bölümlerini azaltabilir. Biyoenerji tesislerine giden büyük bir kaynaktır. Uluslararası Uygulamalı Sistemler Araştırması (IIASA) tarafından yapılan bir araştırma, Endonezya'da pirinç yakmayı ortadan kaldırmak için PM2.5 maruz kalma olasılığını azaltabilir.

Kırsal Ekonomik Kalkınma

Tarım kalıntılarının toplanması ve işlenmesi kırsal alanlarda iş yaratıyor - gelişmekte olan ülkelerdeki küçük çiftçiler için baling ve ulaşımdan, ABD Tarım Bakanlığı, mısır soba kullanarak 20 MW biyokütle tesisinin 80-120 doğrudan iş desteklediğini ve yıllık yerel ekonomik aktivitede 12,2-6 milyon dolar sağladığını buldu.

Atık Yönetimi ve Soil Health

Çok fazla kalıntıyı geri almak toprak organik karbonunu tüketebilir ve erozyonu artırabilir. Ancak, kalıntıların bir kısmı -tipik olarak% 30-50 - toprak yapısını korumak için alanda yer alır. Biyoenerji sistemleri, arazileri (biyokar) veya tarlalara geri dönen sistemler toprak fertilitesini, su tutmasını ve karbonu sequestrasyonu artırabilir.

Overcome Olmak Gereken Zorluklar

Sözcülüğe rağmen, tarım kalıntıları temelli biyoenerjinin yaygın olarak benimsenmesi önemli teknik, ekonomik ve lojistik engellerle karşı karşıyadır.

Koleksiyon ve Ulaşım Lojistik Lojistik

Tarım kalıntıları düşük hacimli, yüksek hacimli malzemelerdir. A tipik kamyonload of baled mısır sor sadece 10-12 ton kuru madde içerir, yani 30-50 kilometrenin ötesindeki mesafeler genellikle taşıma maliyetlerini azaltır (elbetme, baling) ve Avrupa'da, [[0RESIDUE2ENERGY projesi)

Mevsimlik erişilebilirlik ve Depolama

Residues yılda bir veya iki kez hasat edilir, ancak enerji talebi yıllık olarak sağlanır. Büyük ölçekli depolama, mikrobiyal bozulma ve spontan yanma riskleri nedeniyle% 5-20'nin kurursa kaybına yol açabilir. Kapaklı depolama, ensüreleme veya torrefaction (aslıtlama) bu sorunları hafifletebilir, ancak her biri maliyetle 5-20'lik bir maliyetle gider.

Birçok tarım kalıntıları, düşük dozlu yakıtların yüksek seviyeleri ve sıvıların bu sorunları azaltabileceği yüksek miktarda alkali metal (pyum, sodyum) ve klor içerir. Örneğin,FLT:0) Enerji araştırmalarının bölümlendirilmesi ve korozyonu [Dönemli yatak kazanları, düşük kalorili yakıtlar ile birlikte kurup,% 80-50’si pirinç ve 30-50’yi% 30 ila% 50’yi temizler.

Politika ve Pazar Engelleri

Enerjinin ucuz doğal gaz ve kömür yavaş yatırımlarıyla rekabet etmek için görev eksikliği, birçok ülke, biyokütle enerjiyi “karbon kaynaklı tarifeler” olarak sınıflandırır, yenilenebilir portföy standartları ve vergi kredileri başarıyla Almanya'da büyümeye yol açtırdı - AB'nin Yenilenebilir Enerji Direktifi (RED II) sürdürülebilirlik kriterleri gibi - bu kalıntıların bazlı biyoenerjiyi gerçekten çevresel faydaları sağlar.

Yetkilendirme Residues için kullanımlar

Tarım kalıntıları her bağlamda boşanmıyor. Hayvan arıları, hayvan yemi, mantar yetiştiriciliği ve topraklara geri dönen organik bir konu olarak kullanılıyor. Tüm kalıntıları en yüksek değer kullanımlarına –enerji, malzeme veya toprak – gerekli. Yaşam döngüsü değerlendirme araçları bu tahsisi optimize etmenize yardımcı olabilir.

Future Perspectives: Innovation and Scaling Up

Tarım kalıntıları temelli biyoenerji için yol, teknolojik atılımlar, artan finansal akışlar ve halk farkındalığını artırmaktadır. Birkaç trend önümüzdeki on yıl boyunca sektörü şekillendirecektir.

Gelişmiş Dönüşüm Teknolojileri Teknolojik Gelişmiş Dönüşüm Teknolojileri

Hidrotermal sıvı (HTL) yüksek orandaki kalıntıları doğrudan yüksek derecede biyokrude yüksek sıcaklık ve baskıya dönüştürebilir, enerji yoğun kuru temizleme adımını kaçınır. Ticari-İZT:0LanzaTech

Karbon Yakalanması ve Depolama ile entegrasyon (BECCS)

Karbon yakalama ve depolama ile biyoenerjiyi birleştirmek (BECCS) net-negatif emisyonlar yaratır, bunu 2050 yılına kadar en umut verici iklim masyon stratejilerinden biri haline getirir.Eğer tarım kalıntıları BECCS tesislerinde kullanılırsa, CO2 yan yana serbest bırakılır ve yeraltında serbest bırakılır. IPCC senaryoları Japonya, İsveç, İngiltere ve Birleşik Krallık'ta yılda 2-10 GtFL2'den gelen katkılarla yoğun olarak çalışıyor.

Dijitalleşme ve Tedarik Zinciri Optimizasyonu

IoT sensörleri, uydu görüntüleyicisi ve makine öğrenimi, geri kullanılabilirliği tahmin edebilir, ne yazık ki içerik ve en uygun hasat zamanlamasını tahmin edebilir. Bu araçlar koleksiyon maliyetlerini% 15-25 oranında azaltan dinamik lojistik planlamaya olanak sağlar. Blockchain tabanlı izlenebilirlik platformları, Avrupa'daki kalıntıların sürdürülebilir kaynaklandığı, yeşil tahvil yatırımcıları ve şirket alıcılarının gerekliliklerini karşılayabilir.

Ulusal Merkezli Küçük Çözümler

Gelişmekte olan ülkeler için, yerel olarak mevcut kalıntıları üzerinde çalışan küçük ölçekli gaz fişleri ve biyogaz sindiricileri, Hindistan'ın Biyogaz Destek Programı gibi uygun fiyatlı elektrik ve temiz pişirme yakıtı sağlayabilir. 5 milyondan fazla ev biyogaz santralleri, birçok sığır dung ve ek kalıntıları kullanarak, alt Sahra Afrika'da, filizleyici ve kapalı hava kirliliği gibi kuruluşlar [0Bİ 1:0B)

Sonuç: Bir Atık Akışı Stratejik Bir Varlıka Dönüştürmek

Tarım kalıntıları büyük, yenilenebilir ve kullanılmış enerji kaynağı temsil ediyor. Uygun dönüşüm teknolojileri dağıtarak ve lojistik, teknik ve politika zorlukların üstesinden gelmek, ülkeler şu anda temiz bir enerji fırsatına sahip olan bir sorunu dönüştürebiliyorlar.Bu avantajlar enerjinin ötesine uzatıyor: gelişmiş hava kalitesi, kırsal istihdam, atık yönetimi ve iklim değişikliği m.