Biomasa


Biomasa ( biomasa ) – całkowita masa organizmów roślinnych i zwierzęcych obecnych w biogeocenozie , określonej wielkości lub poziomu.

Biomasa Ziemi wynosi 2423 miliardy ton [1] . Ludzie dają około 350 milionów ton biomasy w żywej wadze lub około 100 milionów ton w przeliczeniu na suchą biomasę – niewielka ilość w porównaniu z całą biomasą planety

Skład biomasy ziemi

Organizmy części kontynentalnej

  • Zielone rośliny – 2400 miliardów ton (99,2%)
  • Zwierzęta i mikroorganizmy – 20 miliardów ton (0,8%)

Organizmy oceanów

  • Zielone rośliny – 0,2 miliarda ton (6,3%)
  • Zwierzęta i mikroorganizmy – 3 miliardy ton (93,7%)

Tak więc większość biomasy Ziemi koncentruje się w lasach Ziemi. Na lądzie przeważają masy roślin, w oceanach masa zwierząt i mikroorganizmów. Jednak tempo wzrostu biomasy (obrotów) jest znacznie większe w oceanach.

Obrót biomasy

Jeśli weźmiemy pod uwagę wzrost biomasy do już dużej masy, otrzymamy następujące wskaźniki:

  • Drewniana roślinność lasów – 1,8%
  • Roślinność łąk, stepów, gruntów ornych – 67%
  • Zespół jezior i rzek – 14%
  • Morski fitoplankton – 15%

Intensywny podział mikroskopijnych komórek fitoplanktonu, ich szybki wzrost i krótka żywotność, przyczyniają się do szybkiego obrotu fitomasą oceanu, który odbywa się średnio w ciągu 1-3 dni, podczas gdy całkowita odnowa roślinności lądowej następuje przez ponad 50 lat. Dlatego pomimo niewielkich rozmiarów fitomasy oceanicznej roczna całkowita produkcja, którą produkuje, jest porównywalna z produkcją roślin lądowych. Mała waga roślin w oceanach wynika z faktu, że są one spożywane przez zwierzęta i mikroorganizmy w ciągu kilku dni, ale są również odnawiane w ciągu kilku dni.

Rocznie w biosferze w procesie fotosyntezy powstaje około 150 miliardów ton suchej materii organicznej. W kontynentalnej części biosfery najbardziej produktywne są lasy tropikalne i subtropikalne, w ujściu oceanicznym (ujścia rzek rozszerzających się w kierunku morza) i rafy, a także upwellowane strefy upwelling. Niska produktywność roślin jest charakterystyczna dla otwartego oceanu, pustyń i tundry.

Zastosowanie biomasy w energii

Wykres ilustrujący dynamikę wykorzystania biomasy jako paliwa (dla pięciu najczęściej używanych krajów)

Biomasa to obecnie szóste pod względem wielkości źródło energii, po łupkach naftowych , uranach , węglu , ropie i gazie ziemnym . W przybliżeniu całkowita masa biologiczna Ziemi szacowana jest na 2,4 × 10 12 ton.

Biomasa jest piątym najbardziej wydajnym odnawialnym źródłem energii po bezpośrednim wykorzystaniu energii słonecznej , wiatrowej , wodnej i geotermalnej . Rocznie na ziemi powstaje około 170 miliardów ton pierwotnej masy biologicznej i w przybliżeniu ta sama objętość ulega zniszczeniu.

Biomasa – największy na wykorzystaniu odnawialnych źródeł energii w gospodarce światowej (ponad 500 milionów ton ekwiwalentu paliwa .. roku)

Biomasa jest wykorzystywana do produkcji ciepła , elektryczności , biopaliw , biogazu ( metanu , wodoru ).

Większość paliwa z biomasy (80%), to przede wszystkim drewno służy do ogrzewania i gotowania w krajach rozwijających się.

Przykłady

W 2002 r. 9733 MW mocy produkcyjnej biomasy zainstalowano w amerykańskiej energetyce . Spośród nich 5 886 MW zostało wykorzystanych na odpady leśne i rolnicze, 3308 MW działało na stałych odpadach komunalnych, a 539 MW na inne źródła.

W 2003 r. 4% całej energii w USA pochodziło z biomasy.

W 2004 r. Świat wyprodukował energię elektryczną z biomasy elektrowni o łącznej mocy 35 000 MW.

Obecnie kraje europejskie przeprowadzają eksperymenty mające na celu wzrost lasów energetycznych pod kątem produkcji biomasy. Na dużych plantacjach rosną szybko rosnące drzewa: topola , akacja , eukaliptus i inne. Zbadano około 20 gatunków roślin. Plantacje można łączyć, gdy inne uprawy są uprawiane między rzędami drzew, na przykład topola łączy się z jęczmieniem . Okres rotacji lasu energetycznego wynosi 6-7 lat.

Poprzez pirolizę z biomasy wytwarzane są biopaliwa ciekłe , metan i wodór . Można stosować różne surowce: odpady drzewne, słoma .., łuski kukurydzy, itd. Otrzymuje się ze słomy pszenicy do 58% biopaliwa, 18% węgla, 24% gazu.

Powszechnie stosuje się pelety paliwowe – paliwo stałe z drewna i odpadów rolniczych.

Płynne biopaliwo

Od nasion oleistych poprzez estryfikację oddzielonego oleju roślinnego wytwarza się różne paliwo dieslowe ( biodiesel ). Prowadzone są badania nad uprawą wysoko wydajnych plantacji alg oleistych.

Przez fermentację z zawierającego cukier i skrobiowych produktów ( zboże , ziemniaki , buraki cukrowe ), oraz z wstępnej hydrolizy w przypadku stosowania tsellyulozosodezhaschego materiałów roślinnych ( drewno , słoma , odpady roślinne) wytworzono w etanolu ( bioetanolu ). Etanol jest stosowany jako paliwo w postaci czystej i w mieszaninie z benzyną, używane do wytwarzania etylu trzeciorzędowego eteru butylowego – jakość paliw do silników benzynowych, które jest częściowo biopaliwa przeciwieństwieeter metylowo-tert-butylowy .

Gazyfikacja biomasy

Z 1 kg biomasy można otrzymać około 2,5 m 3 generatora gazu, główne elementy palne są tlenek węgla (CO) i wodór (H 2 ). W zależności od sposobu przeprowadzania procesu zgazowania i surowca można uzyskać niskokaloryczny (silnie obciążony) lub średniokaloryczny gaz generatorowy.

Z obornika zwierząt fermentacja metanowa wytwarza biogaz . Biogaz to 55-75% metanu i 25-45% CO 2 . Z tony obornika bydła (w suchej masie) otrzymuje się 250-350 metrów sześciennych biogazu. Światowym liderem liczby działających biogazowni są Chiny .

Gaz wysypiskowy jest jednym z rodzajów biogazu. Uzyskuje się go na składowiskach odpadów komunalnych. W USA w 2002 r. Działało 350 zakładów do produkcji gazu wysypiskowego, w Europie – 750, na świecie – 1152, całkowita ilość wyprodukowanej energii – 3929 MW, ilość przetworzonych odpadów – 4548 mln ton.

Zasoby

Rosja corocznie gromadzi do 300 milionów ton suchego ekwiwalentu odpadów organicznych: 250 milionów ton w produkcji rolnej, 50 milionów ton w postaci śmieci domowych .

Stany Zjednoczone na wolnych ziemiach mogą rocznie zwiększyć 1,3 miliarda ton biomasy ( Switchgrass – odmiana prosa ). Z tej biomasy biopaliwa mogą być produkowane w ilości odpowiadającej 4,5 milionom baryłek ropydziennie.

Notatki

  1. ↑ § 45. Biosfera i jej struktura – biologia ogólna: podręcznik do 11 klasy

Start a Conversation

Your email address will not be published. Required fields are marked *