القائمة الرئيسية

الصفحات

آخر المواضيع

كيف تعمل الكتلة الحيوية في إنتاج الطاقة الكهربائية والحرارية؟

تعريف طاقة الكتلة الحية :

الكتلة الحية هي اسم لمجموعة من المواد العضوية التي يمكن استخدامها في إنتاج الطاقة وتشمل منتجات الغابات منها محاصيل الطاقة مثل نبات المسكانتوس المعروف أيضا باسم عشب الفيل وكذلك المنتجات الزراعية مثل القش وبالتالي فهي تعتبر من الطاقات المتجددة.


طاقة الكتلة الحيوية


كيفية إنتاج طاقة الكتلة الحية :

يمكننا إنتاج الحرارة والكهرباء من الكتلة الحيوية بطريقة قريبة من الكربون المحايد خلال دورة حياة المواد ، ولفهم فائدة البيئة من استخدام الكتلة الحيوية دعونا ننظر في كيفية إنشاء الوقود الأحفوري مثل زيت الفحم والغاز الطبيعي.


تقوم النباتات بامتصاص ثاني أكسيد الكربون من الهواء أثناء نموها ، وعندما تموت هذه النباتات يبقى بعض الكربون من غاز ثاني أكسيد الكربون محاصرا داخل النباتات المتحللة.

على مدى ملايين السنين يتم ضغط هذه الطبقات المدفونة من الغطاء النباتي ، ويتم تحويلها إلى أي من فحم الزيت أو غاز محايد والكربون الذي تم إزالته من الغلاف الجوي يصبح مغلق عليه تحت الأرض.

هناك طريقتين تمكننا من تسخين المحطة ( الغلاية ) لإنتاج طاقة الكتلة الحيوية :

في المثال الأول : يستخدم فيه فحم الوقود الأحفوري حيث يتم إستخراج الفحم من الأرض ، ويتم نقله إلى المحطة ( الغلاية ) فينتج عن هذه العملية انبعاثات ثاني أكسيد الكربون وبعد ذلك يتم حرق الوقود فينتج عنه توفير الحرارة.

يتم إطلاق ثاني أكسيد الكربون من الوقود الأحفوري خلال هذه العملية في الغلاف الجوي مما يزيد من مستويات ثاني أكسيد الكربون CO2 ، وبالتالي استنفاذ احتياطات احتياطيات الفحم وارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ، وتعتبر دورة حياة المواد هذه غير مستدامة.

في المثال الثاني : سنستعمل في هذه الحالة الخشب حيث هذه الأشجار تنمو على إمتصاص ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي لعدة سنين ، ويكون الكربون المحايد من CO2 محاصرا داخل الشجرة.

الكتلة الحيوية
مراحل الدورة المركبة لعملية الكتلة الحيوية

يتم حصاد هذه الأشجار ونقلها إلى المحطة ( الغلاية ) ليتم حرقها فتنتج عن هذه العملية أيضا انبعاثات غاز CO2 ، وتوفير الحرارة وبعد إنطلاق انبعاثات غاز CO2 في الجو وتكون هناك أشجار قد نمت على امتصاص الكربون وتستمر دورة حياة المواد هذه ، وبالتالي يتم استبدال الوقود وتباطؤ انبعاثات غاز CO2.

يمكن تعويض انبعاثات غاز  CO2 الناتجة عن المعالجة والنقل عن طريق زيادة في الكتلة الحيوية بغرس الأشجار أكثر مما هو مطلوب للوقود. ويمكن توسيع الفكرة بدلا من استخدام الخشب للتدفئة فقط فإنه يمكن استخدامه في محطة نوليد الطاقة لإنتاج الكهرباء.

لكن كيف يمكننا إنتاج طاقة الكهرباء والحرارة من الكتلة الحيوية

تقوم المحطة بتزويد المنطقة بالحرارة وتغذية الشبكة العامة بالكهرباء وذلك من خلال إستخدام رقائق الخشب ، حيث يتم تسليمها في شاحنات ويتم نقلها إلى المحطة ليتم حرقها وتنطلق منها إنبعاثات غازات CO2 المحايد التي تتغذى عليه الأشجار.

يتم جلب الوقود ( رقائق الخشب ) إلى المرجل ثم يتم إدخالها في غرفة الاحتراق حيث يطلق الحرارة أثناء احتراقه ، وهذا بدوره يسخن الماء في أنابيب تبطن المرجل ثم يتم إرسال الماء الساخن إلى خزان حيث يتحول إلى بخار.

الكتلة الحيوية
محطة انتاج الطاقة الكهربائية من الكتلة الحيوية

يقوم البخار بتشغيل التوربين الذي يقوم بتدوير المولد. و بالتالي في المولد يتم التفاعل بين المغناطيسات الكهربائية للدوار المتحرك والملفات النحاسية للقرطاسية فينتج الجزء الثابت تيارًا كهربائيًا.

ثم يتم استخدام المحول لزيادة جهد هذا التيار إلى 225000 أو 400000 فولت لتسهيل نقله في خطوط الجهد العالي في الشبكة الكهربائية.

يمر البخار من التوربين من خلال مكثف يدور فيه الماء البارد ، فيؤدي ذلك إلى تبريد البخار وتحويله مرة أخرى إلى ماء. ثم يُعاد إلى المرجل.

يمكن استخدام هذا البخار مرة أخرى في الأنشطة الصناعية أو لتزويد شبكة التدفئة الحضرية ، ويسمى هذا الإنتاج المتزامن للكهرباء والحرارة في محطة واحدة ، الحرارة والطاقة المجمعة.

وأخيرًا ، بعد ترشيح هذه الأبخرة المنبعثة من الاحتراق ثم إخلاؤها من خلال الأكوام التي تكون مثبة على مقرربة شديدة من مواقع إنتاج المواد والتخزين.

يمكن استخدام محطات توليد الطاقة من الكتلة الحيوية بشكل مستمر لتلبية احتياجات الكهرباء ، في أي وقت وبالتالي تعتبر مصدر من مصادر الطاقة المتجددة التي  تنتج انبعاثات غازات CO2 المنخفضة.

مصادر تجميع المعلومات : 
biomass explained  من موقع eia.gov
how biomass energy works  من موقع activesustainability
biomass for electricity generation من موقع wbdg.org

المدون : بوقرة عبد الوهاب
هل اعجبك الموضوع :

تعليقات

محتويات