کشاورزی هوشمند: آینده صنعت کشاورزی در عصر تکنولوژی
کشاورزی هوشمند: آینده صنعت کشاورزی در عصر تکنولوژی
امروزه، کشاورزی به عنوان یکی از اصلیترین ارکان اقتصاد جهانی، ...
انرژی زیست توده یک منبع انرژی پایدار است که از مواد آلی مانند گیاهان، پسماندها و ضایعات جانداران به دست می‌آید. با استفاده از فرآیندهای مختلف مانند تجزیه بیولوژیکی و فرماندهی حرارتی، انرژی قابل استخراج است. این نوع انرژی دارای مزایای فراوانی می‌باشد، از جمله کاهش آلودگی هوا، تولید اشتغال، کاهش وابستگی به منابع طبیعی غیرقابل تجدید و حفاظت از محیط زیست. با رشد جمعیت جهان و افزایش نیازهای انرژی، استفاده از انرژی زیست توده به عنوان یک راهکار پایدار و قابل اعتماد اهمیت بیشتری پیدا کرده است.
بیومس یا زیست توده، به ماده‌ای اطلاق می‌شود که از موجودات زنده یا موجوداتی که اخیراً مرده‌اند به دست می‌آید. این ماده شامل باقیمانده‌های گیاهی و حیوانی می‌شود که در طبیعت وجود دارد. بیومس به عنوان یک منبع برای تغذیه و ایجاد تغییرات در محیط زیست کاربرد دارد و در فرآیندهای طبیعی نقش مهمی دارد.استفاده اصطلاح “بیومس” عمدتاً برای اشاره به زیست توده لیگنوسلولزی استفاده می‌شود. لیگنوسلولز، ترکیبی از لیگنین و سلولز است که در ساختار گیاهان وجود دارد. زیست توده لیگنوسلولزی شامل باقیمانده‌های گیاهی مانند برگ‌ها، شاخه‌ها، ساقه‌ها و سایر قسمت‌های گیاهان است که به عنوان منبع زیستی قابل استفاده است.به طور کلی، بیومس یک مفهوم گسترده‌تر از زیست توده لیگنوسلولزی است و شامل تمام مواد آلی و آلوده به اجزای زیستی می‌شود که در طبیعت یافت می‌شوند. استفاده از بیومس در فرایندهای مانند کودسازی، تولید کمپوست و تغذیه خاک، تولید انرژی و سایر فعالیت‌های مرتبط با مدیریت پسماندها و حفظ محیط زیست بسیار حائز اهمیت است.
انرژی زیست توده یک نوع انرژی است که از طریق احتراق یا تبدیل بیومس (مواد زیستی) به دست می‌آید. منابع اصلی برای تولید انرژی زیست توده شامل چوب، گیاهان، پسماندها و زباله‌ها است. چوب، به عنوان منبع اولیه قدیمی ترین انرژی زیست توده است و از آنجایی که درختان مرده، شاخه‌ها و بریده‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند، از نظر شیمیایی همانند بیومس هستند.گیاهان نیز منبع بسیار خوبی برای تولید انرژی زیست توده هستند. انواعی از گیاهان مانند کاه، ذرت، نیشکر و گندم به عنوان زیست توده برای تولید سوخت‌های زیستی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این گیاهان به دلیل عملکرد بالا و مصرف انرژی کم در هر هکتار، منابع مطلوبی برای تولید انرژی هستند.
علاوه بر این، پسماندها و زباله‌ها نیز می‌توانند به عنوان منابع انرژی زیست توده استفاده شوند. زباله‌های جامد شهری و پسماندهای تولیدی از کارخانه‌ها می‌توانند با استفاده از فرآیندهای مناسب به منابع انرژی تبدیل شوند.با توجه به مزایای مختلف انرژی زیست توده، استفاده از آن در تولید گرما و الکتریسیته بسیار کاربردی است. از طریق احتراق بیومس، می‌توان انرژی حرارتی و الکتریکی را تولید کرده و در منازل، کارخانه‌ها و نیروگاه‌ها بهره برداری کرد.انرژی زیست توده یک راهکار پایدار و سبز برای تولید انرژی است که منابع آن قابل تجدید هستند و به محیط زیست صدمه کمتری وارد می‌کنند. با توسعه و بهره‌برداری بهینه از منابع انرژی زیست توده، می‌توان به کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی و کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای کمک کرد و به سوی یک جامعه پایدارتر حرکت کرد.
منابع زیست توده شامل تمامی اجزاء قابل تجزیه زیستی مانند محصولات کشاورزی، فاضلاب، زایدات کشاورزی، مواد گیاهی و حیوانی، صنایع جنگلی، فاضلاب‌ها و زباله‌های تجربه‌پذیر زیستی شهری و صنعتی هستند. استفاده از این منابع در تولید انرژی برای تأمین نیازهای مختلف دارای مزایای بسیاری است.
مزایای بهره‌برداری از منابع زیست توده
بهره‌برداری از منابع زیست توده یک سری مزایا و فواید مهم را به همراه دارد که در زیر به برخی از این مزایا اشاره خواهیم کرد:
بهره‌برداری از منابع زیست توده، تاریخچه‌ای قدیمی دارد و از ابتدایی‌ترین دوران‌های تاریخ باز می‌گردد. استفاده از این منابع در تأمین انرژی به وسیله احتراق چوب و برگ‌های خشک درختان از زمان کشف آتش توسط انسان نخستین آغاز شده است و همچنان ادامه دارد. در ادامه تاریخ، بهره‌برداری از بیوگاز نیز مورد توجه قرار گرفت. قدیمی‌ترین گزارش‌ها درباره خروج گاز و اشتعال ناقص بیوگاز به وسیله دفن زباله در طبقات زیرین زمین توسط پیلی نی روس گزارش شده است. اما شناسایی و اشتعال رسمی بیوگاز توسط وان هلمونت در سال ۱۶۳۰ صورت پذیرفت. در ایران نیز، استفاده از بیوگاز سابقه‌ای قابل توجه دارد و محمدبن حسین عاملی معروف به شیخ بهائی در قرن ۱۷ میلادی از بیوگاز به عنوان سوخت یک حمام در اصفهان استفاده کرده است.
تاریخچه بهره‌برداری از منابع زیست توده نشان می‌دهد که انسان‌ها از قدیم‌الایام به این منابع به عنوان یک منبع انرژی مهم متکی بوده‌اند و از آنها برای تأمین نیازهای خود استفاده کرده‌اند. با پیشرفت فناوری و آگاهی بیشتر از مزایای این منابع، بهره‌برداری از منابع زیست توده به‌عنوان یک راهکار پایدار و سازگار با محیط زیست برای تولید انرژی اهمیت بیشتری پیدا کرده است
بیوگاز یا زیست‌گاز (به انگلیسی: Biogas) از شکستن و تجزیه زیست‌توده توسط ریزاندامگان (میکروارگانیسم‌ها) و باکتری‌ها در غیاب اکسیژن به‌دست می‌آید . این گاز از متان و دی‌اکسید کربن تشکیل شده و ممکن است مقادیر ناچیزی سولفید هیدروژن، بخار آب و زیلوکسان (اکسید سیلیکن) نیز داشته باشد
بیوگاز یک منبع تجدیدپذیر انرژی است که مشابه انرژی خورشیدی و انرژی بادی به حساب می‌آید. این گاز را می‌توان از زیست‌توده یا زباله‌های زیستی تولید کرد، در نتیجه سازگار با محیط زیست است بیوگاز در یک فرایند تجزیهٔ بی‌هوازی معلق منکاسید توسط باکتری‌های بی‌هوازی یا در یک فرایند تخمیر مواد قابل تجزیه از قبیل کود کشاورزی، فاضلاب، زباله‌های شهرداری، زباله‌های سبز (باغ‌ها و پارک‌ها)، مواد گیاهی و محصولات کشاورزی به‌دست می‌آید بیوگاز به عنوان یک گاز زباله تولید می‌شود و می‌تواند به مصارف گوناگونی برسد. از جمله استفاده‌های بیوگاز می‌توان به تولید برق و حرارت، تولید گاز طبیعی، تولید کود آلی و استفاده در خودروهای سواری و اتوبوس‌ها اشاره کرد
اجزای تشکیل دهنده بیوگاز عبارتند از:
بیوگاز ارزش حرارتی بالایی دارد و از سوزاندن فضولات دامی تولید شده گرما تولید می‌کند
زیست‌توده به عنوان منبع اصلی برای تولید بیوگاز استفاده می‌شود. با تبدیل زیست‌توده به بیوگاز، انرژی قابل استفاده در قالب گاز متان به دست می‌آید که می‌تواند در تولید برق و حرارت مورد استفاده قرار گیرد. بیوگاز، به عنوان یک منبع انرژی تجدیدپذیر، دارای مزایای زیادی است. استفاده از بیوگاز به جای سوخت‌های فسیلی منجر به کاهش استفاده از منابع غیرقابل تجدیدپذیر و کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای می‌شود. همچنین، استفاده از بیوگاز می‌تواند به توسعه پایدار و حفاظت از محیط زیست کمک کند. با بهره‌برداری از زیست‌توده و تولید بیوگاز، می‌توان علاوه بر تأمین انرژی، مسائل مربوط به توسعه پایدار، کاهش آلودگی هوا و مبارزه با تغییرات اقلیمی را نیز بهبود بخشید. به عبارت دیگر، این رابطه می‌تواند به جنبه‌های مختلفی از جمله انرژی، محیط زیست و اقتصاد سبب بهره‌برداری موثرتر از منابع طبیعی شود
با توجه به مطالب ارائه شده در مورد انرژی زیست توده، می‌توان نتیجه گرفت که استفاده از این نوع انرژی دارای مزایای بسیاری است. انرژی زیست توده، به عنوان یک منبع پایدار و قابل تجدید، می‌تواند در کاهش آلودگی هوا، تولید اشتغال، کاهش وابستگی به منابع طبیعی غیرقابل تجدید و حفاظت از محیط زیست نقش مهمی ایفا کند. با توسعه و بهره‌برداری بهینه از منابع زیست توده، می‌توان به کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی و کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای کمک کرد و به سوی یک جامعه پایدارتر حرکت کرد. بنابراین، انرژی زیست توده به عنوان یک راهکار پایدار و قابل اعتماد در تأمین نیازهای انرژی ما، اهمیت بیشتری پیدا کرده است و باید توجه و سرمایه‌گذاری بیشتری در این زمینه صورت گیرد.
