Есть 54 ЭДЖА энергии биомассы, теоретически доступной от восстанавливаемых остатков в развивающихся странах и 42 ЭДЖА в индустрализированных регионах. Количество потенциально восстанавливаемых остатков включает три главных источника: лесоводство, зерновые культуры и экскременты. Вычисления предполагают, что только 25 процентов потенциально harvestable остатки, вероятно, будут использоваться. Развивающиеся страны могли теоретически получить 15 процентов существующего потребления энергии из этого источника, и промышленно развитые страны могли получить 4 процента.
Остатки сахарного тростника (выжимки, и листья) - особенно важны и предлагают огромный потенциал для поколения электричества. Вообще, остатки все еще используются очень неэффективно для производства электричества, во многих случаях сознательно, чтобы предотвратить их накопление, но также и из-за нехватки технических и финансовых способностей в развивающихся странах.
В зависимости от выбора технологии газовой турбины и степени, к которой вершины тростника и листья могут привыкнуть для несезонного поколения, согласно некоторому оценочному количеству электричества, которое может быть произведено из остатков тростника, могли быть до 44 раз локальные потребности сахарной фабрики или ликероводочного завода алкоголя. Поскольку каждый литр алкоголя произвел единицу газовой турбины (BIG/STIG), будет в состоянии произвести больше чем 11 кВтч электричества сверх потребностей ликероводочного завода (приблизительно 820 kWh/t). Другая оценка выжимок в паровых турбинах извлечения сжатия помещает избыточные ценности электричества в 20-65 кВтч за тонну тростника, и этот излишек мог быть удвоен при использовании barbojo для поколения в течение межсезонья. Стоимость произведенного электричества, как оценивается, составляет приблизительно 0,05/кВтч USD. Доходы от продажи электричества, cо-произведенного с сахаром, могли быть сопоставимыми с сахарными доходами, или альтернативно, доходы от продажи электричества, cо-произведенного с этанолом, могли быть намного больше чем доходы алкоголя. В последнем случае электричество стало бы основным продуктом сахарного тростника, и алкоголем побочный продукт.
В одной только Индии производство электричества от остатков сахарного тростника к 2030 году могло быть до 550 TWh/year (полное производство электричества из всех источников в 1987 было меньше чем 220 TWh. Глобально, считалось, что ПРИБЛИЗИТЕЛЬНО 50 000 МВТ могли быть поддержаны в настоящее время производимыми остатками. Теоретический потенциал остатков в 80 производящих сахарный тростник развивающихся странах мог быть до 2800 TWh/yr., который является приблизительно на 70 процентов больше чем полное производство электричества этих стран из всех источников в 1987. Исследования промышленности сахарного тростника указывают на объединенную способность власти сверх 500 TWh/yr. Предположение, что одна треть глобальных ресурсов остатка могла экономно и жизнеспособно быть восстановлена новой энергетической технологией, 10 процентов текущего глобального требования электричества (10.000 TWh/yr.) мог быть произведен.
Очевидно, к достижению таких целей, они - теоретические вычисления со страной - и место определенные проблемы. Они действительно однако подчеркивают потенциал, который много стран должны обеспечить существенную пропорцию их от биомассы, выращенной на жизнеспособной основе.
Почти все типы сырой биомассы разлагаются скорее быстро, так мало - очень хорошие долгосрочные энергетические магазины; и из-за их относительно низкой плотности энергии, они, вероятно, будут довольно дороги, чтобы транспортировать по заметным расстояниям. Последние годы поэтому видели значительное усилие, посвященное поиску лучших способов использовать эти потенциально ценные источники энергии.
В рассмотрении методов для того, чтобы извлечь энергию, возможно заказать им сложностью вовлеченных процессов:
· Прямое сгорание биомассы.
· Термохимическая обработка, чтобы модернизировать биотопливо. Процессы в этой категории включают pyrolysis, газификацию и сжижение.
· Биологическая обработка. Естественные процессы, такие как анаэробное вываривание и брожение, которые приводят к полезному газообразному или жидкому топливу.
Непосредственным продуктом, некоторых из этих процессов является высокая температура - обычно используемый в месте производства или в не слишком большое расстояние, для химической обработки или теплоцентрали, или произвести пар для выработки энергии. Для других процессов продукт - тело, жидкое или газообразное топливо: древесный уголь, жидкое топливо как бензиновая замена или добавка, газ для продажи или для производства электроэнергии, используя или пар или газовые турбины.
Технология прямого сгорания как самый очевидный способ извлечь энергию из биомассы хорошо понята, прямая и коммерчески доступная. Системы сгорания прибывают в широкий диапазон форм и размеров, жгущих фактически любой вид топлива, от куриного удобрения и соломенных товаров к стволам дерева, муниципальному мусору, и пересматривают шины. Некоторые из путей, которыми в настоящее время используется высокая температура от горения трат, включают пространство и нагревание воды, индустриальную обработку и производство электричества. Одна проблема с этим методом - своя очень низкая эффективность. С открыть огнем большая часть высокой температуры потрачена впустую и не используется, чтобы приготовить или что бы то ни было.
Сгорание леса может быть разделено на четыре фазы:
· Вода в лесу выпаривает. Даже у леса, который сушился в течение нескольких лет, есть целых 15 - 20 % воды в его структуре клетки.
· Газовое содержание освобождено от леса. Жизненно важно, чтобы эти газы горели и не только исчезнуть дымоход.
· Газы испускали соединение с атмосферным воздухом и ожогом при высокой температуре.
· Остальная часть леса (главным образом углерод) ожоги. В прекрасном сгорании вся энергия используется и все, что оставляют, небольшая груда пепла.
Три вещи необходимы для эффективного горения:
· достаточно высоко температуры;
· достаточно воздуха, и
· достаточно времени для полного сгорания.
Если недостаточно воздуха входит, сгорание является неполным, и дым является черным от несожженного углерода. Это пахнет ужасным, и Вы внесли сажу в дымоходе, с риском огня. Если слишком много воздуха входит в температурные снижения и несожженное спасение газов, беря высокую температуру с ними. Правильное количество воздуха дает лучшее использование топлива. Никакой запах, никакой дым, и очень немного риска огней дымохода. Регулирование подачи воздуха зависит в значительной степени от дымохода и наброска, который это может поднять.
Прямое сгорание - самый простой и наиболее распространенный метод завоевания энергии, содержавшей в пределах биомассы. Кипение кастрюли воды по деревянному огню является простым процессом. К сожалению, это также очень неэффективно, поскольку небольшое элементарное вычисление показывает.
Энергетическое содержание кубического метра, сухой лес - 10 GJ, который составляет десять миллионов килоджоулей. Поднять температуру литра воды на 1 степень Цельсия требует 4,2 килоджоулей тепловой энергии. Доведение до кипения литра должно поэтому потребовать скорее меньше чем 400 килоджоулей, эквивалентных 40 кубическим сантиметрам леса - одна маленькая палка, возможно. Практически, с простым открывают огонь, нам, возможно, понадобилось бы по крайней мере пятьдесят раз это количество: конверсионная эффективность не лучше чем 2 %.
Проектирование печи или котла, который будет скорее лучше использовать ценное топливо, требует понимания процессов, вовлеченных в сгорание твердого топлива. Первым является то, которое потребляет, а не производит энергию: испарение любой воды в топливе. С разумно сухим топливом, однако, это использует только несколько процентов полной энергии. В процессе сгорания непосредственно всегда есть две стадии, потому что любое твердое топливо содержит два горючих элемента. Летучее вещество выпущено как смесь паров или выпаренных смол и масел топливом, поскольку его температура повышается. Сгорание этих продуктов небольшие всплески pyrolysis.
Современные средства сгорания (котлы) обычно производят высокую температуру, пар (используемый в производственном процессе) или электричество. Прямые системы сгорания изменяются значительно по их дизайну. Топливный выбор имеет значение в дизайне и эффективности системы сгорания. Прямая технология сгорания, используя биомассу в качестве топлива очень подобна используемому для угля. Биомасса и уголь могут быть обработаны и сожжены по существу тем же самым способом. Фактически, биомасса может быть "cо-запущена" с углем в небольшом проценте в существующих котлах. Биомасса, которая cо-запущена, является обычно дешевым сырьем для промышленности, как лес или сельскохозяйственная трата, которые также помогают уменьшить эмиссию, как правило связанную с углем. Уголь - просто фоссилизируемая биомасса нагретые и сжатые более чем миллионы лет. Процесс, которому подвергается уголь, поскольку это нагрето и сжато глубоко в земле, добавляет элементы как сера и ртуть к углю. Горящий уголь для высокой температуры или электричества выпускает эти элементы, которые не содержит биомасса.