آمار جهانی انرژی بیومس

آمار و وضعیت آخرین ظرفیت های نصب شده :

از منابع زیست توده برای تولید برق، گرمایش و حمل و نقل(به کمک سوختهای زیستی مایع ) استفاده می شود. رشد تقاضای زیست توده در جهان در خلال سالهای 2002 تا 2009 به طور متوسط در حدود 1.4 درصد و در شکلهای جامد ، مایع و گاز و برای انواع فناوری ها از جمله  تامین گرمایش ، تولید برق و حمل ونقل بوده است . در حال حاضر تقاضای جهانی این انرژی در کل چیزی برابر EJ 53 می باشد که  86 درصد از این مقدار جهت رفع نیازهای گرمایشی صنعتی و پخت و پز می باشد و اغلب نیز در سیستم های کهنه و سنتی و با راندمان پایین بوده و 14 درصد باقی مانده جهت تولید برق و یا تولید همزمان برق- حرارت  CHPو حمل ونقل به کار میرود . بر اساس آخرین آمار اعلام شده ظرفیت نیروگاههای نصب شده بایومس و نیز ظرفیت گرمایش این منبع به شرح ذیل می باشد :

بایو ماس 2

بایو ماس 14

بازار جهانی بایومس :

امروزه به دلیل نیاز به کاهش تولید گازهای گلخانه ای توجه بازار جهانی به مصرف سوختهای پاک و به ویژه بایومس معطوف گردیده است که این امر موجب افزایش تقاضای بین المللی این منبع انرژی برای مصارفی چون حمل و نقل ، برق و حرارت گردیده است .

به طور کلی تجارت جهانی سوخت های جامد بایومس در سال 2011 به جزء زغال چوب در حدود 18 میلیون تن و معادل 300 PJ می باشد که در حدود 90 درصد آن را pellet و fuel wood  و wood waste تشکیل می دهد و همچنین تجارت جهانی سوختهای مایع شامل بایو دیزل و بایواتانول تقریبا معادل 20 میلیون بشکه نفت خام بوده است .

کشور های پیشرو در زمینه زیست توده بسته به نوع سوخت تولیدی کشورهای مختلفی می باشند . به عنوان مثال مصرف 85 درصد pellet در کشور های اروپایی می باشد به طوری که 20 در صد آن به تنهایی جذب بازار سوئد می شود  اگرچه بیشتر بازار  pellet به کشور های اروپایی، شمال امریکا و روسیه محدود می شود ولی امروزه تعدادی از کشورهای آمریکای جنوبی و آسیا، از جمله آرژانتین، برزیل و شیلی در جنوب امریکا ، چین، هند ، ژاپن و کره در آسیا، و همچنین نیوزلند به مصرف این سوخت روی آورده اند .

بیشترین مصرف بیوگاز نیز در اروپا  می باشد به عنوان نمونه آلمان 65 درصد بازار این سوخت در اروپا را به خود اختصاص داده است .  در بخش سوختهای زیستی آمریکای شمالی بیشترین مصرف کننده بایواتانول در صنعت حمل و نقل بوده و اروپا و آمریکای لاتین بیشترین مصرف کننده بایو دیزل در این صنعت به شمار می روند.

بازار کاربردهای حرارتی و مستقیم زیست توده در سال 2011 :

میزان افزایش در بخش حرارت در سال 2011 در جهان در حدود GWth 10 می باشد که ظرفیت نصب شده کل را به 290 GWth رسانده که شامل سوختهای جامد ، مایع و گازی شکل و برای مصارف صنعتی ، کشاورزی ، گرمایش فضا ، پخت و پز در مقیاسهای کوچک ( مسکونی ) و بزرگ و نیز کاربردهای تولید همزمان برقو حرارت (CHP) می باشد .  به عنوان مثال در بخش تامین گرمایش در سال 2008 در حدود EJ  3.4 انرژی تولید گردیده که درتقریبا 7.5 برابر کاربردهای حرارتی در بخش ژئوترمال و خورشیدی می باشد .

کاربرد های حرارتی صنعتی این منبع بیشتر در صنایعی چون صنایع غذایی ، چوب ، سیمان ، آهن و فولاد می باشد ولی درصد پایینی در تامین انرژی در این بخش دارد . در سال 2010 مواد زائد شهری (MSW) درحدود  EJ 2.8 در اروپا انرژی تولید کرده است که نیمی از این مقدار در فرانسه ، آلمان، سوئد و فلاند مصرف گردیده است که 11 درصد آن مربوط به کاربردهای حرارتی منطقه ای در سوئد ، فرانسه ، دانمارک و اتریش بوده است .

به طور کلی استفاده از سیستمهای گرمایش محلی و منطقه ای در سال 2010 افزایشی 23.7 درصدی داشته و  به مقدار  PJ 300 رسیده است که دو سوم آن مربوط به واحدهای کوچک CHP می باشد .در کل انرژی حرارتی تولید شده توسط MSW ، 3 درصد از کل انرژی حرارتی تولید شده از منبع بایومس در سال 2010 را به خود اختصاص داده است .

امروزه کاربردهای حرارتی بایو گاز در حال رشد می باشد و کشورهای توسعه یافته به استفاده از نیروگاههای CHP روی آورده اند . انرژی کل حرارتی بدست آمده از بایوگاز در سال 2010 در اروپا در حدود PJ  63   می باشد و نیز در آمریکا در سال 2011 در حدود 576 عملیات دفن زباله و جذب متان جهت تامین حرارت مورد نیاز برا ی750000 خانوار معادل 62 PJ انجام گرفته است .

از نیروگاههای بایوگاز در تولید همزمان برق و حرارت نیز که در مجموع دارای 168 ژنراتور در حالت CHP هستند برای تولید PJ  0.2 حرارت در سال استفاده می شود که در 11 مورد از نیروگاههای مذکور صرفاً از بایو گاز استفاده میشود و در مابقی آنها از سوخت گاز طبیعی نیز به صورت هیبرید استفاده می شود .

کشور پیشرو در این صنعت آلمان می باشد . در کشورهای در حال توسعه از بایو گاز خانگی ( که در هاضم های کوچک و محلی تولید می شود ) بیشتر برای پخت و پز و گاهی نیز برای تهیه آب گرم و روشنایی استفاده می شود . چین و هند در بین سایر کشور ها دارای بیشترین تعداد از این نوع هاضم ها می باشند و به ترتیب تا پایان سال 2011 دارای 4.4 میلیون هاضم خانگی می باشند . کشورهای نپال و ویتنام  نیز در این زمینه فعال هستند و  جدیدا نیز برخی از کشورهای آسیایی و آفریقایی در این زمینه فعال شده اند .

از سوختها ی زیستی مایع نیز اغلب در صنعت حمل ونقل استفاده می شود لیکن در سال 2011 کشور های اروپایی از جمله آلمان  ، پرتغال و سوئد از این سوخت جهت مصارف گرمایش نیز استفاده نموده اند . بویلرها نیز در ابعاد کوچک برای گرمایش فضای اتاق و در ابعاد کمی بزرگتر برای گرمایش خانه و در ابعاد چند مگاوات و صنعتی در اروپا شاهد رشد چشم گیری در سال 2011 بوده اند . به طور کلی استفاده از انواع بویلر های خانگی مقدمه ای برای استفاده از  انواع اجاقهای بایوگاز سوز (gasifier) خانگی در سالهای اخیر جهت مصارفی مانند  پخت و پز بوده است که صنعت این نوع از اجاقهای نیز به طور فزاینده ای رو به رشد می باشد .

امروزه می توان گفت که در کشورهای در حال توسعه مانند چین ، هند ، سریلانکا و فیلیپین بویلر ها و اجاقهای خانگی که با سوختهای بایومس ( pelletو wood chips ) کار می کنند از محبوبیت بیشتری برخوردار میباشند .به عنوان مثال در آلمان احتراق pellet از 3000 واحد در سال 2000 به 155000 واحد در سال 2011 رسیده است و یا سوخت pellet در ایتالیا 14 درصد افزایش در سال جاری داشته و به مقدار 1.56 میلیون رسیده است . اجاقهایی با سوخت چوب نیز در سال 2011 در یونان ساخته شده است . در ایالات متحده آمریکا استفاده از سوخت زیست توده جهت مصارف گرمایش در خلال سالهای 2000 تا 2011 افزایشی در حدود 34 درصد داشته است که به نسبت سایر منابع انرژی گرمایشی در این کشور بیشترین رشد را داشته است و آمریکا در این زمینه در رتبه چهارم جهانی قرار دارد . تا سال 2011 در حدود 12 میلیون اجاق چوب و pellet در این کشور نصب گردیده و چیزی در حدود 2.1تا2.6 میلیون خانه از سیستمهای گرمایشی بایومس سوز استفاده می کنند که این سیستم ها توانایی خنک کردن فضا  با کمک سیستمهای تبرید را نیز دارا می باشند . استفاده از بایومس در چیلر ها هنوز رایج نشده است  و تنها یک مورد تحقیقاتی در ابعاد کوچک در اسپانیا  نصب گردیده و هنوز تجاری نشده است .

بایو ماس 24

نمودار تولید سوخت چوب و pellet در جهان از سال 2000 تا سال 2011

بازار کاربردهای نیروگاهی زیست توده در سال 2011 :

ظرفیت تولید برق در این بخش تا پایان سال 2011 برابر 76 گیگاوات بوده که این رقم در سال 2010 برابر 66 گیگاوات بوده است . این ظرفیت با کمک تکنولوژی های direct firing و co-firing و با کمک منابع سوختهای زیستی جامد (MSW) ، بایوگاز و سوخت های زیستی مایع و در نیروگاههای برق و CHP بوده که در بین منابع ذکر شده سوختهای زیستی جامد دارای بیشترین سهم( 83 % ) در تامین انرژی اولیه می باشند .

– کشورهای برتر در دنیا در این زمینه کشورهای آمریکا ، آلمان ، سوئد ، انگلستان ،  برزیل ، چین ، هند و ژاپن می باشند که به عنوان مثال ظرفیت نصب شده در آمریکا 13.7 گیگاوات تا پایان سال 2011 بوده که 3 درصد نسبت به سال 2010 پیشرفت داشته است و یا تولید خالص برق از منابع زیست توده جامد از 56.1 تراوات ساعت در سال 2010 به 56.7 تراوات ساعت در سال 2011 رسیده است .

– در اتحادیه اروپا کل ظرفیت نصب شده تا پایان سال2011 در حدود  26.6 گیگاوات بوده و تولید برق حاصل از سوخت جامد بایومس( MSW) در سال 2010  با افزایش 12.2 درصدی به 69.9 تراوات ساعت رسیده است که این درصد رشد در سال 2009 برابر 13.5 درصد بوده است . 25.3 تراوات ساعت برق حاصل از MSW  در سال 2010 ( 36%) و مابقی مربوط به نیروگاههای CHP می باشد.  سهم نیروگاههای MSW در سال 2009 برابر 46.3 بوده که نشان دهنده حرکت صنعت به سمت نیروگاههای  CHP می باشد . پنج کشور برتر اروپایی در بحث نیروگاهی کشور های آلمان ، سوئد ، فلاند ، انگلستان و هلند می باشند که تقریباً دو سوم برق تولیدی از MSW در اروپا مربوط به آلمان باسهمی برابر 17.6 درصد از کل می باشد و تولید کنندگان دیگر پس از پنج کشور فوق لهستان ، ایتالیا، دانمارک و اتریش می باشند .

– ظرفیت تولید انرژی از منبع زیست توده در سال 2011 در کشور برزیل از پیشرفت خوبی برخوردار بوده است . ظرفیت تولید از انرِژی زیست توده در سال 2010 برابر 7.8 گیگاوات  و اکثر آن تولید همزمان برق و حرارت با بایوگاز بوده است .     ( 7.3 گیگاوات )

– چین اولین نیروگاه بایومس خود را در سال 2006 احداث نمود ولی این صنعت در کشور چین به سرعت رشد کرد به نحوی که در سال 2011 دارای 4.4 گیگاوات توان نصب شده بوده که میزان رشد آن در سال 2011 نسبت به 2010 در حدود 10 درصد بوده است  .

– هند با افزایش 0.6 گیگاوات ظرفیت زیست توده در سال 2011 دارای ظرفیت کل  3.8 گیگاوات می باشد .که بیشتر آن مربوط به منابع MSW می باشد.

– توان نصب شده در تایلند نیز در حدود 1.6 گیگاوات می باشد .

در آفریقا نیز کشور های کنیا ، موریس ، تانزانیا ، اوگاندا و زیمباوه با کمک منبع بایوگاز و نیروگاههای CHP در این زمینه در حال فعالیت می باشند البته این قاره از لحاظ منابع زیست توده و به خصوص زباله ها بسیار غنی می باشد .ضمنا قرار است که یک نیروگاه به ظرفیت 1.5 مگاوات در سال 2012 در کنیا احداث گردد . همچنین در کشور های کامرون ، ساحل عاج ، غنا ، لیبریا ، نیجریه ، رواندا ، سنگال و سیرالئون برنامه ریزی لازم جهت احداث نیروگاههای زیست توده در سالهای آتی شده است .از تعدادی از منابع زیست توده می توان  به عنوان سوخت در نیروگاه استفاده نمود لیکن رویکرد کنونی این صنعت به استفاده بیشتر از pellet می باشد  .  به نحوی که بزرگترین نیروگاه با کمک این سوخت در انگلستان با ظرفیت تولید 750 مگاوات در حال کار می باشد که توان این نیروگاه در سال 2011 با کمک هیبرید شدن با زغال سنگ به 1 گیگاوات رسیده است .همچنین عملیات ساخت دو نیروگاه دیگر هر یک به توان 100 مگاوات با سوخت pellet در سال 2011 آغاز گردیده است .

می دانیم که با توجه به تکنولوژی موجود بسیاری از نیروگاههای زغال سنگ سوز و گاز سوز قابلیت آن را دارند که به نیروگاههای با سوخت زیست توده و CHP تبدیل گردند تا بدین وسیله از تولید گازهای گلخانه ای جلوگیری گردد . از سال 2009 عملیات جهت تغییر نیروگاههای گاز سوز و زغال سنگ سوز آغاز شد به نحوی که در مجموع 264 واحد نیروگاهی از سوخت فسیلی به بایومس تبدیل گردیداز جمله 81 نیروگاه در فلاند ، ایالات متحده 40 نیروگاه، آلمان 27 نیروگاه ،انگلستان 18 نیروگاه و سوئد10 نیروگاه .

استفاده از بیوگاز به عنوان سوخت ، امروزه رو به رشد می باشد به نحوی که قبلا در اروپا تولید ناخالص از بیوگاز برابر 30.3 تراوات ساعت در سال 2010 بوده که شاهد یک رشد 20 درصدی نسبت به سال 2009 می باشد . در حدود یک پنجم از کل ژنراتورهای نصب شده در نیروگاههای زیست توده CHP هستند .

در سال 2011 در آمریکا در حدود 14.3 تراوات ساعت جذب متان از دفنگاه وجود داشته است و از آن برای تولید انرژی مورد نیاز یک میلیون خانوار استفاده شده است .همچنین  از بیوگاز حاصل از لندفیل های مذکور برای تولید .5 تراوات ساعت انرژی در بخش کشاورزی نیز استفاده شده است . در کشورهای در حال توسعه از بیوگاز تولید شده در هاضم های بزرگ به طور کلی برای تولید برق استفاده می شود .

به عنوان مثال در چین تا پایان سال 2009 در حدود 2000 هاضم بزرگ و متوسط نصب گردیده و قرار است تعداد 22570 هاضم دیگر با منبع فضولات دامی و 630 هاضم نیز با منبع زباله های شهری و فاضلاب شهری ساخته و نصب گردد ظرفیت تولید بیوگاز در چین از هاضم های نصب شده تا پایان سال 2010 در حدود 800 مگاوات بوده است هند نیز تا پایان سال 2010 دارای 70 نیروگاه با منبع زباله شهری با ظرفیت کل 91 مگاوات بوده است .

از سوختهای زیستی مایع نیز می توان به عنوان منبع اولیه در نیروگاههای CHP استفاده نمود . به عنوان مثال برنامه ریزی لازم جهت آغاز عملیات ساخت 760نیروگاه CHP با منبع سوخت زیستی مایع در سال 2010 صورت گرفته است . بزرگترین نیروگاهی که با این نوع از سوخت ها ( palm oil ) کار می کند در حال حاضر در ایتالیا و با ظرفیت تولید 100 مگاوات می باشد . برزیل و آرژانتین نیز دارای نیروگاههای بایومس با سوخت اتانول و بایو دیزل می باشند .

منبع:satba.gov.ir

پاسخ دهید