10.3. Ứng dụng của năng lượng sinh

10.3. Ứng dụng của năng lượng sinh khối
Sinh khối có thể được xử lý ở nhiều dạng chuyển đổi khác nhau để tạo ra năng lượng, nhiệt lượng, hơi và nhiên liệu. Hầu hết các quá trình chuyển đổi sinh khối có thể được chia ra làm hai loại như sau:
Chuyển đổi nhiệt hóa (thermochemical): bao gồm đốt nhiệt (combustion), khí hóa và nhiệt phân
Chuyển đổi sinh hóa (biochemical): bao gồm phân hủy yếm khí (sản phẩm sinh khối và hỗn hợp methane và CO­2) và lên men (sản phẩm ethanol).

Một quá trình khác là chiết xuất, chủ yếu là quá trình cơ học, được sử dụng để sản xuất energy carriers (chất tải năng lượng – tương tự như khái niệm của hydrogen – xem phần Hydrogen trong tài liệu này) từ sinh khối. Cũng có các phân biệt những cách chiết suất khác nhau, phụ thuộc vào sản phẩm của quá trình này là nhiệt, điện năng hoặc nhiên liệu.
10.3.1. Sản xuất nhiệt truyền thống

Quá trình khai thác sinh khối để tạo nhiệt có một lịch sử rất lâu dài[vii], và vẫn tiếp tục đóng một vai trò quan trọng trong xã hội loài người trong thời kỳ hiện đại. Nhiệt lượng từ việc đốt sinh khối được sử dụng để đốt sửa ấm, để nấu chín thức ăn, để đun nước tạo hơi ... Thành phần năng lượng trong sinh khối khô (dry biomass) dao động tự 7.000 Btu/lb [viii] (rơm) cho đến 8.500 Btu/lb (gỗ).

10.3.2. Nhiên liệu sinh khối
Sinh khối dạng rắn có thể được chuyển đổi thành nhiên liệu lỏng để cung cấp trong các xe hơi, máy cơ khí (trong đó có các máy phát điện diesel), và thậm chí trong các bộ phận sản xuất công nghiệp. Ba dạng nhiên liệu phổ biến sản xuất từ sinh khối (biofuel) là methanol, ethanol, và biodiesel. Không giống như xăng và dầu diesel, biofuels có chứa oxy. Pha nhiên liệu sinh học vào các sản phẩm dầu khí sẽ gia tăng hiệu suất đốt của nhiên liệu và từ đó giảm ô nhiễm không khí[ix].
a) Methanol
Methanol là cồn từ gỗ (wood alcohol). Methanol không có hiệu suất nhiên liệu cao như xăng nên chỉ được dùng chủ yếu như tác chất chống đông (antifreeze), hoặc được sử dụng trong quá trình sản xuất một số hóa chất khác, như formaldehyde.
Ethanol và bioesel có thể được trộn lẫn với hoặc được dùng thay thế trực tiếp cho các dạng nhiên liệu từ nhiên liệu hóa thạch như xăng và dầu diesel. Sử dụng nhiên liệu sinh học giúp giảm các chất khí thải độc hại, từ đó hạn chế hiệu ứng nhà kính, tăng khả năng độc lập năng lượng của quốc gia và đồng thời hỗ trợ phát triển nông nghiệp và kinh tế nông thôn.
b) Ethanol (hoặc là cồn ethyl)
Ethanol là nhiên liệu dạng lỏng, không màu, trong suốt, dễ cháy. Ethanol được dùng như phụ gia cho xăng, với mục đích tăng chỉ số octane và giảm khí thải hiệu ứng nhà kính. Ethanol tan trong nước và phân hủy sinh học được. Ethanol được sản xuất từ sinh khối có thành phần cellulose cao (như bắp), qua quá trình lên men tại lò khô hoặc lò ướt[x]. Tại cả hai lò này, bã men (hèm) được sản xuất và cung cấp cho gia súc tại các nông trại.


Ethanol hẳn nhiên có tác động môi trường tích cực hơn rất nhiều so với xăng thông thường, trong cả phương diện cơ sở sản xuất và tiêu thụ (đốt trong động cơ). Các nhà máy sản xuất Ethanol thải ra ít hơn các chất khí hiệu ứng nhà kính như CO2, CH4. Hỗn hợp xăng pha cồn 10%, hay còn gọi là E10, thải ra ít khí hiệu ứng nhà kính hơn xăng thông thường đến 26%. Theo tính toán của ORNEL, sử dụng 1 tấn nhiên liệu Ethanol sẽ giảm được 2,3 tấn CO2 và các khí thải độc hại khác.

c) Dầu diesel sinh học (biodiesel)

Biodiesel là sản phẩm của quá trình kết hợp cồn (trong đó có ethanol) với dầu chiết ra từ đậu nành, hạt nho, mỡ động vật, hoặc từ các nguồn sinh khối khác.
10.3.3. Sản xuất điện từ năng lượng sinh khối
Cho đến ngày nay, có khá nhiều kỹ thuật chuyển sinh khối thành điện năng. Các công nghệ phổ biến nhất bao gồm: đốt trực tiếp hoặc tạo hơi nước thông thường (direct-fired or conventional steam approach), nhiệt phân (pyrolysis), đốt kết hợp co-firing, khí hóa (biomass gasification), tiêu yếm khí (anaerobic digestion), sản xuất điện từ khí thải bãi chôn lấp rác.

Kết quả (Anh) 2:

10.3. Applications of biomass
Biomass can be processed in many different switch types to generate energy, heat, steam and fuel. Most of the biomass conversion process can be divided into two categories:
thermochemical converter (thermochemical): include thermal (combustion), gasification and pyrolysis
conversion biochemistry (biochemical): bags including anaerobic digestion (biomass products and mixed methane and CO2) and fermentation (ethanol production). Another process is extracted, mainly mechanical processes used to produce energy carriers (loading energy - similar to the concept of hydrogen - Hydrogen see herein) from biomass. There are also distinguishing different extraction ways, depending on the products of this process are heat, electricity or fuel. 10.3.1. Production of traditional heat extraction process biomass to generate heat with a very long history [vii], and continues to play an important role in human society in the modern era. Heat from the combustion of biomass is used to burn edited warm, to cook food, heat water to create steam ... Composition of energy in dry biomass (dry biomass) ranged from 7000 Btu / lb [viii ] (straw) to 8,500 Btu / lb (wood). 10.3.2. Biomass Fuels Solid Biomass can be converted into liquid fuels to provide in the car, mechanical (including diesel generators), and even in the production of industrial parts . Three common fuels produced from biomass (biofuel) is methanol, ethanol, and biodiesel. Unlike gasoline and diesel, biofuels contain oxygen. Phase biofuels into petroleum products will increase efficiency of fuel combustion and thus reduce air pollution [ix]. a) Methanol Methanol is wood alcohol (wood alcohol). Methanol fuel efficiency without high as gasoline should only be used primarily as working antifreeze (antifreeze), or are used during the production of some chemicals, such as formaldehyde. Ethanol can be mixed and bioesel confused with or used as a direct replacement for fuels from fossil fuels like gasoline and diesel. Using biodiesel reduces harmful exhaust gases, thereby limiting the greenhouse effect, increase energy independence of the country and at the same time supporting the development of agriculture and rural economy. b ) Ethanol (ethyl alcohol either) Ethanol is a liquid fuel, colorless, transparent, inflammable. Ethanol is used as additive to gasoline, with the aim of increasing octane and reduce greenhouse gas emissions. Ethanol is water soluble and biodegradable being. Ethanol produced from cellulosic biomass components (like corn), through fermentation in dry kilns or furnaces wet [x]. In both this oven, ceramic residue (tailings) are produced and provided to the cattle at the ranch. Ethanol certainly have a positive environmental impact more so than regular gasoline, in all aspects of facility production and consumption (internal combustion engine). Ethanol production plants emit fewer gases greenhouse effect as CO2, CH4. Gasohol mixture of 10%, known as E10, emit less greenhouse gases than conventional gasoline to 26%. ORNEL calculates, using 1 ton of fuel ethanol will reduce 2.3 tonnes of CO2 and other harmful emissions. c) biodiesel (biodiesel) Biodiesel is produced by the process of combining alcohol (in including ethanol) with oil extracted from soybean, grape seed, animal fats, or other biomass sources. 10.3.3. Electricity generation from biomass To this day, there are many techniques convert biomass into electricity. The most popular technologies include direct combustion to produce steam or conventional (direct-fired steam or conventional approach), pyrolysis (pyrolysis), co-firing combined combustion, gasification (biomass gasification), pepper bibs air (anaerobic digestion), power plant emissions from landfills.