Biomass là gì? Các công bố khoa học về Biomass

Biomass là tổng hợp của các chất hữu cơ sinh học (như cây cỏ, cây cối, chất thải hữu cơ), được sử dụng để sản xuất năng lượng và các sản phẩm hóa học. Biomass là một nguồn năng lượng tái tạo và thân thiện với môi trường, có thể được chuyển đổi thành nhiều loại năng lượng khác nhau như điện, nhiệt, khí đốt sinh học và nhiên liệu.
Biomass là tập hợp của tất cả các chất hữu cơ sinh học có thể được tìm thấy trong các quá trình tự nhiên, như cây cỏ, cây cối, cành lá, đậu, rơm, cỏ khô và chất thải hữu cơ từ các nguồn khác nhau như nông nghiệp, rừng, công nghiệp, hộ gia đình và hệ sinh thái. Biomass có thể chủ yếu là chất khô hoặc có thể chứa một lượng nhất định của nước.

Biomass đã được sử dụng từ hàng ngàn năm nay để sản xuất nhiệt và năng lượng. Ví dụ, nến là một dạng biomass đơn giản, nơi chất cháy từ các nguồn như gỗ, sáp hoặc cây cỏ. Ngoài ra, biomass cũng đã được sử dụng để luyện kim và sản xuất các sản phẩm hóa học như đường, bột giấy, thuốc trừ sâu, nhựa và sợi.

Hiện nay, biomass được sử dụng để sản xuất năng lượng trong các dự án năng lượng tái tạo, bao gồm cả điện, nhiệt và nhiên liệu. Các phương thức chuyển đổi biomass thành năng lượng bao gồm đốt trực tiếp, chuyển hóa sinh học (như ức chế men từ chất cellulose trong biomass để tạo ra các loại nhiên liệu sinh học như ethanol), và sinh học khí (như sản xuất khí metan từ quá trình phân hủy sinh học).

Ưu điểm của biomass là nó là một nguồn năng lượng tái tạo, không tạo ra carbon dioxide mới vào không khí (do làm phản ứng với không khí như cây cối và cây cỏ trước đó đã lấy nó ra), và có thể giúp giảm phụ thuộc vào năng lượng hóa thạch. Tuy nhiên, việc sử dụng biomass cần đảm bảo rằng nguồn nguyên liệu biomass được quản lý bền vững và không gây tác động tiêu cực đến môi trường và nguồn lực.
Biomass có thể được chia thành các loại khác nhau dựa trên nguồn gốc và tính chất của nó:

1. Biomass thực vật: Bao gồm cây cỏ, cỏ khô, rơm, cây lưỡi Hổ, đậu biếc, cây cối, cây cảnh, cây trồng như lúa, ngô, cây thông và cây cung cây. Biomass thực vật được sử dụng trong các nhà máy nhiệt điện sinh học, nhà máy sản xuất pellet gỗ, nhà máy chế biến nông sản và nhà máy sản xuất nhiên liệu sinh học.

2. Biomass thủy sinh: Bao gồm tảo, tảo biển, rong biển và các loài thực vật sống trong nước. Biomass thủy sinh được sử dụng trong các quá trình chế biến thực phẩm, sản xuất năng lượng và tạo ra các sản phẩm hóa học.

3. Biomass động vật: Bao gồm phân bò, phân heo, phân gia súc, phân gia cầm, phân thú cưng, hợp chất hữu cơ từ cá, động vật thủy sinh và hải sản. Biomass động vật có thể được hiện thực hóa thành nhiên liệu sinh học và phân bón hữu cơ.

Các phương pháp chuyển đổi biomass thành nhiệt và năng lượng bao gồm:

1. Đốt: Biomass được đốt trong hệ thống lò, sinh nhiệt từ sự phân hủy hóa học và tạo ra nhiệt để sản xuất hơi nước hoặc nhiệt độ cao. Hơi nước được sử dụng để tạo ra năng lượng điện hoặc cung cấp năng lượng nhiệt cho việc sưởi ấm và sản xuất công nghiệp.

2. Ức chế men: Biomass được sử dụng để sản xuất nhiên liệu sinh học như ethanol và biodiesel thông qua quá trình ức chế men. Trong quá trình này, các enzym trong biomass phân hủy các chất tự nhiên như cellulose và lignin thành đường và sau đó tiếp tục quá trình lên men để sản xuất nhiên liệu sinh học.

3. Sinh học khí: Biomass có thể được chuyển đổi thành khí metan thông qua một quá trình gọi là phân hủy sinh học hoặc ủ rơm. Biomass được cắt nhỏ và đặt trong môi trường không khí thấp có chứa vi khuẩn phân hủy sinh học. Các vi khuẩn sẽ tiến hành phân hủy biomass và sản xuất khí metan, một nguồn năng lượng dạng khí.

Biomass còn có thể được sử dụng để sản xuất các sản phẩm hóa học như giấy, nhựa và sợi thông qua các quy trình chưng cất và chế biến chất hữu cơ.