Biomass heating system
બાયોમાસ હીટિંગ સિસ્ટમ્સ બાયોમાસમાંથી ગરમી ઉત્પન્ન કરે છે. આ પ્રણાલીઓ ગરમી ઉત્પન્ન કરવા માટે સીધા દહન, ગેસિફિકેશન, સંયુક્ત ગરમી અને શક્તિ (સીએચપી), એનારોબિક પાચન અથવા એરોબિક પાચનનો ઉપયોગ કરી શકે છે. બાયોમાસ હીટિંગ સંપૂર્ણપણે સ્વચાલિત અથવા અર્ધ-સ્વચાલિત હોઈ શકે છે તેઓ પેલેટ-ફાયર્ડ હોઈ શકે છે, અથવા તેઓ સંયુક્ત ગરમી અને પાવર સિસ્ટમ્સ હોઈ શકે છે. ચાર મુખ્ય પ્રકારની ગરમી પ્રણાલીઓ છે જે બોઈલરને ગરમ કરવા માટે બાયોમાસનો ઉપયોગ કરે છે. બાયોમાસ હીટિંગના પ્રકારો સંપૂર્ણપણે સ્વચાલિત, અર્ધ-સ્વચાલિત, પેલેટ-ફાયર્ડ અને સંયુક્ત ગરમી અને શક્તિ છે. સંપૂર્ણપણે સ્વચાલિત સંપૂર્ણપણે સ્વચાલિત પ્રણાલીઓમાં ચીપ અથવા ગ્રાઉન્ડ અપ બાયોમાસને સંચાલિત દરે કન્વેયર્સ દ્વારા બોઈલરને આપવામાં આવે છે. બોઈલરની અંદર દબાણ અને તાપમાન જાળવવા માટે કમ્પ્યુટર નિયંત્રણ દ્વારા આ દરનું સંચાલન કરવામાં આવે છે. સંપૂર્ણ સ્વચાલિત પ્રણાલીઓ તેમની કામગીરીમાં ઘણી સરળતા પ્રદાન કરે છે કારણ કે તેમને કમ્પ્યુટરને નિયંત્રિત કરવા માટે માત્ર સિસ્ટમના સંચાલકની જરૂર પડે છે. અર્ધ-સ્વચાલિત અથવા "સર્જ બિન" અર્ધ-સ્વચાલિત અથવા "સર્જ બિન" પ્રણાલીઓ સંપૂર્ણપણે સ્વચાલિત પ્રણાલીઓ જેવી જ છે સિવાય કે તેમને કાર્યરત રાખવા માટે વધુ માનવબળની જરૂર પડે છે. તેમની પાસે નાની હોલ્ડિંગ ટાંકીઓ છે, અને વધુ સરળ કન્વેયર સિસ્ટમ છે, જેમાં સિસ્ટમની કામગીરી જાળવવા માટે કર્મચારીઓની જરૂર પડશે. સંપૂર્ણપણે સ્વચાલિત પ્રણાલીમાંથી ફેરફારો માટેનું કારણ પ્રણાલીની કાર્યક્ષમતા છે. કમ્બસ્ટર દ્વારા પેદા થતી ગરમીનો ઉપયોગ હવાને સીધી ગરમ કરવા માટે થઈ શકે છે અથવા તેનો ઉપયોગ બોઈલર સિસ્ટમમાં પાણીને ગરમ કરવા માટે થઈ શકે છે જે માધ્યમ તરીકે કામ કરે છે જેના દ્વારા ગરમી પહોંચાડવામાં આવે છે. લાકડાના બળતણવાળા બોઇલર સૌથી વધુ કાર્યક્ષમ હોય છે જ્યારે તેઓ તેમની ઉચ્ચતમ ક્ષમતા પર ચાલે છે, અને વર્ષના મોટાભાગના દિવસોમાં જરૂરી ગરમી વર્ષ માટે ગરમીની ટોચની જરૂરિયાત નહીં હોય. આ પ્રણાલીને વર્ષના થોડા દિવસોમાં જ ઊંચી ક્ષમતા સાથે ચલાવવાની જરૂર પડશે તે ધ્યાનમાં લેતા, તેની ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા જાળવવા માટે વર્ષના મોટાભાગના સમયની જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરવા માટે બનાવવામાં આવે છે. પેલેટ-ફાયર્ડ બાયોમાસ હીટિંગ સિસ્ટમનો ત્રીજો મુખ્ય પ્રકાર પેલેટ-ફાયર્ડ સિસ્ટમ છે. ગોળીઓ એ લાકડાનું પ્રોસેસ્ડ સ્વરૂપ છે, જે તેમને વધુ મોંઘા બનાવે છે. તેમ છતાં તેઓ વધુ ખર્ચાળ છે, તેઓ વધુ કન્ડેન્સ્ડ અને એકસમાન છે, અને તેથી વધુ કાર્યક્ષમ છે. વધુમાં, બોઇલરોને આપમેળે ગોળીઓ ખવડાવવી પ્રમાણમાં સરળ છે. આ પ્રણાલીઓમાં, ગોળીઓને અનાજ-પ્રકારના સંગ્રહ સાઇલોમાં સંગ્રહિત કરવામાં આવે છે, અને ગુરુત્વાકર્ષણનો ઉપયોગ તેમને બોઈલરમાં ખસેડવા માટે થાય છે. પેલેટ-ફાયર્ડ સિસ્ટમ્સ માટે સંગ્રહની જરૂરિયાતો તેમની કન્ડેન્સ્ડ પ્રકૃતિને કારણે ઘણી ઓછી હોય છે, જે ખર્ચ ઘટાડવામાં પણ મદદ કરે છે. આ પ્રણાલીઓનો ઉપયોગ વિવિધ પ્રકારની સુવિધાઓ માટે થાય છે, પરંતુ તે એવી જગ્યાઓ માટે સૌથી કાર્યક્ષમ અને ખર્ચ અસરકારક છે જ્યાં સંગ્રહ અને કન્વેયર પ્રણાલીઓ માટે જગ્યા મર્યાદિત છે, અને જ્યાં ગોળીઓ સુવિધાને એકદમ નજીક બનાવવામાં આવે છે. કૃષિ ગોળી પ્રણાલીઓ ગોળી પ્રણાલીઓની એક પેટા શ્રેણી એ બોઇલર અથવા બર્નર છે જે રાખના ઊંચા દર (કાગળના ગોળીઓ, પરાગરજના ગોળીઓ, સ્ટ્રો ગોળીઓ) સાથે ગોળીઓ બાળવા માટે સક્ષમ છે. આ પ્રકારનું એક છે ફરતી નળાકાર બર્નિંગ ચેમ્બર સાથેનું પેટ્રોજેટ પેલેટ બર્નર. કાર્યક્ષમતાની દ્રષ્ટિએ અદ્યતન પેલેટ બોઇલર વધુ સ્થિર બળતણ લાક્ષણિકતાઓને કારણે બાયોમાસના અન્ય સ્વરૂપોને વટાવી શકે છે. અદ્યતન પેલેટ બોઇલર ઘનીકરણ સ્થિતિમાં પણ કામ કરી શકે છે અને ફ્લુમાં મોકલતા પહેલા દહન વાયુઓને 120 ડિગ્રી સેલ્સિયસને બદલે 30-40 °C સુધી ઠંડુ કરી શકે છે. સંયુક્ત ગરમી અને શક્તિ સંયુક્ત ગરમી અને વીજળી પ્રણાલીઓ ખૂબ જ ઉપયોગી પ્રણાલીઓ છે જેમાં લાકડાના કચરાનો, જેમ કે લાકડાની ચિપ્સનો ઉપયોગ વીજળી ઉત્પન્ન કરવા માટે થાય છે, અને ગરમીને વીજ ઉત્પાદન પ્રણાલીના આડપેદાશ તરીકે બનાવવામાં આવે છે. ઉચ્ચ દબાણની કામગીરીને કારણે તેમની કિંમત ખૂબ વધારે છે. આ ઉચ્ચ દબાણની કામગીરીને કારણે, ઉચ્ચ પ્રશિક્ષિત સંચાલકની જરૂરિયાત ફરજિયાત છે, અને તે કામગીરીના ખર્ચમાં વધારો કરશે. બીજી ખામી એ છે કે જ્યારે તેઓ વીજળી ઉત્પન્ન કરે છે ત્યારે તેઓ ગરમી ઉત્પન્ન કરે છે, અને જો વર્ષના અમુક ભાગો માટે ગરમી ઉત્પન્ન કરવી ઇચ્છનીય નથી, તો કૂલિંગ ટાવર ઉમેરવો જરૂરી છે, અને તે ખર્ચમાં પણ વધારો કરશે. એવી કેટલીક પરિસ્થિતિઓ છે જ્યાં સીએચપી એક સારો વિકલ્પ છે. લાકડાના ઉત્પાદન ઉત્પાદકો સંયુક્ત ગરમી અને પાવર સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરશે કારણ કે તેમની પાસે કચરાના લાકડાનો મોટો પુરવઠો છે, અને ગરમી અને શક્તિ બંનેની જરૂર છે. અન્ય સ્થળો જ્યાં આ પ્રણાલીઓ શ્રેષ્ઠ હશે તે હોસ્પિટલો અને જેલો છે, જેને ઊર્જાની જરૂર હોય છે અને ગરમ પાણી માટે ગરમીની જરૂર હોય છે. આ પ્રણાલીઓ કદની હોય છે જેથી તેઓ સરેરાશ ગરમીના ભારને સરખાવવા માટે પૂરતી ગરમી ઉત્પન્ન કરે જેથી કોઈ વધારાની ગરમીની જરૂર ન પડે અને કૂલિંગ ટાવરની જરૂર ન પડે. લાભો હીટિંગ સિસ્ટમમાં બાયોમાસનો ઉપયોગ ફાયદાકારક છે કારણ કે તે અશ્મિભૂત ઇંધણની સરખામણીમાં પર્યાવરણ પર ઓછી અસર સાથે ગરમી અને/અથવા વીજળી ઉત્પન્ન કરવા માટે કૃષિ, જંગલ, શહેરી અને ઔદ્યોગિક અવશેષો અને કચરાનો ઉપયોગ કરે છે. આ પ્રકારના ઊર્જા ઉત્પાદનની પર્યાવરણ પર મર્યાદિત લાંબા ગાળાની અસર પડે છે કારણ કે બાયોમાસમાં રહેલું કાર્બન કુદરતી કાર્બન ચક્રનો ભાગ છે; જ્યારે અશ્મિભૂત ઇંધણમાં રહેલું કાર્બન નથી, અને જ્યારે બળતણ (કાર્બન ફૂટપ્રિન્ટ) માટે સળગાવવામાં આવે છે ત્યારે તે પર્યાવરણમાં કાયમી ધોરણે કાર્બન ઉમેરે છે. ઐતિહાસિક રીતે, નોંધપાત્ર માત્રામાં અશ્મિભૂત ઇંધણના ઉપયોગ પહેલાં, લાકડાના ઇંધણના રૂપમાં બાયોમાસે માનવજાતને મોટાભાગની ગરમી પૂરી પાડી હતી. કારણ કે જંગલ આધારિત બાયોમાસ સામાન્ય રીતે ઓછા વ્યાપારી મૂલ્ય ધરાવતા લાકડામાંથી મેળવવામાં આવે છે, વન બાયોમાસ સામાન્ય રીતે અન્ય લાકડાની લણણી કામગીરીના આડપેદાશ તરીકે લણણી કરવામાં આવે છે. બાયોમાસ હીટિંગ ઓછા મૂલ્યના લાકડા માટે બજારો પૂરા પાડે છે, જે તંદુરસ્ત અને નફાકારક વન વ્યવસ્થાપનને સક્ષમ બનાવે છે. ખામીઓ મોટા પાયે, કૃષિ બાયોમાસનો ઉપયોગ કૃષિ જમીનને ખાદ્ય ઉત્પાદનમાંથી દૂર કરે છે, જંગલોની કાર્બન પૃથ્થકરણ ક્ષમતામાં ઘટાડો કરે છે જે ટકાઉ રીતે સંચાલિત નથી, અને જમીનમાંથી પોષક તત્ત્વો કાઢે છે. બાયોમાસનું દહન વાયુ પ્રદૂષકો બનાવે છે અને વાતાવરણમાં નોંધપાત્ર માત્રામાં કાર્બન ઉમેરે છે જે કદાચ ઘણા દાયકાઓ સુધી જમીનમાં પરત નહીં આવે. જ્યારે બાયોમાસ સળગાવવામાં આવે છે અને જ્યારે છોડ અથવા વૃક્ષ તેને બદલવા માટે વધે છે ત્યારે વાતાવરણમાંથી કાર્બન ખેંચવામાં આવે છે તે સમય વચ્ચેનો વિલંબ કાર્બન દેવું તરીકે ઓળખાય છે. કાર્બન દેવાની વિભાવના ચર્ચાનો વિષય છે. કાર્બનની વાસ્તવિક અસરો ફિલસૂફી, લણણીનું પ્રમાણ, જમીનનો પ્રકાર, બાયોમાસનો પ્રકાર (ઘાસ, મકાઈ, નવું લાકડું, નકામું લાકડું, શેવાળ, ઉદાહરણ તરીકે), જમીનનો પ્રકાર અને અન્ય પરિબળોને આધિન હોઈ શકે છે. બળતણ તરીકે બાયોમાસનો ઉપયોગ કાર્બન મોનોક્સાઇડ, એન. ઓ. એક્સ. (નાઇટ્રોજન ઓક્સાઇડ), વી. ઓ. સી. (અસ્થિર કાર્બનિક સંયોજનો), કણો અને અન્ય પ્રદૂષકોના રૂપમાં વાયુ પ્રદૂષણ પેદા કરે છે, કેટલાક કિસ્સાઓમાં કોલસા અથવા કુદરતી ગેસ જેવા પરંપરાગત બળતણ સ્રોતોથી ઉપરના સ્તરે. બ્લેક કાર્બન-અશ્મિભૂત ઇંધણ, બાયોફ્યુઅલ અને બાયોમાસના અપૂર્ણ દહન દ્વારા પેદા થયેલ પ્રદૂષક-સંભવતઃ ગ્લોબલ વોર્મિંગમાં બીજો સૌથી મોટો ફાળો આપનાર છે. 2009 માં દક્ષિણ એશિયાના મોટા વિસ્તારોને સમયાંતરે આવરી લેતા વિશાળ બદામી ધુમ્મસના સ્વીડિશ અભ્યાસમાં નક્કી કરવામાં આવ્યું હતું કે તે મુખ્યત્વે બાયોમાસ બર્નિંગ દ્વારા અને ઓછા પ્રમાણમાં અશ્મિભૂત ઇંધણ બર્નિંગ દ્વારા ઉત્પન્ન થયું હતું. સંશોધકોએ 14 ડિગ્રી સેલ્સિયસની નોંધપાત્ર સાંદ્રતા માપી, જે અશ્મિભૂત ઇંધણને બદલે તાજેતરના વનસ્પતિ જીવન સાથે સંકળાયેલી છે. આધુનિક બાયોમાસ બર્નિંગ ઉપકરણો ઓક્સિજન ટ્રીમ સિસ્ટમ્સ જેવી અદ્યતન તકનીક સાથે હાનિકારક ઉત્સર્જનને નાટ્યાત્મક રીતે ઘટાડે છે. દહન પર, બાયોમાસમાંથી કાર્બન કાર્બન ડાયોક્સાઇડ (CO2) તરીકે વાતાવરણમાં મુક્ત થાય છે. સૂકા લાકડામાં સંગ્રહિત કાર્બનનું પ્રમાણ વજન દ્વારા આશરે 50 ટકા છે. જ્યારે કૃષિ સ્રોતોમાંથી, બળતણ તરીકે ઉપયોગમાં લેવાતા છોડના પદાર્થને નવા વિકાસ માટે વાવેતર દ્વારા બદલી શકાય છે. જ્યારે બાયોમાસ જંગલોમાંથી આવે છે, ત્યારે સંગ્રહિત કાર્બનને ફરીથી મેળવવાનો સમય સામાન્ય રીતે લાંબો હોય છે, અને જો વિનાશક વનીકરણ તકનીકોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે તો જંગલની કાર્બન સંગ્રહ ક્ષમતામાં એકંદરે ઘટાડો થઈ શકે છે. 1990ના દાયકાની શરૂઆતમાં રજૂ કરવામાં આવેલી વન બાયોમાસ-ઇઝ-કાર્બન-ન્યુટ્રલ દરખાસ્તને વધુ તાજેતરના વિજ્ઞાન દ્વારા રદ કરવામાં આવી છે, જે સ્વીકારે છે કે પરિપક્વ, અખંડ જંગલો કાપેલા વિસ્તારો કરતાં વધુ અસરકારક રીતે કાર્બનને અલગ કરે છે. જ્યારે વૃક્ષનું કાર્બન એક જ પલ્સમાં વાતાવરણમાં છોડવામાં આવે છે, ત્યારે તે દાયકાઓથી ધીમે ધીમે સડી રહેલા જંગલના લાકડા કરતાં આબોહવા પરિવર્તનમાં વધુ ફાળો આપે છે. કેટલાક અભ્યાસો સૂચવે છે કે "50 વર્ષ પછી પણ જંગલ તેના પ્રારંભિક કાર્બન સંગ્રહમાં પાછું ફર્યું નથી" અને "શ્રેષ્ઠ વ્યૂહરચના સ્થાયી જંગલોનું રક્ષણ હોવાની શક્યતા છે". અન્ય અભ્યાસો દર્શાવે છે કે કાર્બનનો સંગ્રહ જંગલ અને લણણી કરાયેલા બાયોમાસના ઉપયોગ પર આધારિત છે. જંગલો ઘણીવાર બહુવિધ વૃદ્ધ વૃક્ષો માટે સંચાલિત થાય છે, જેમાં વધુ વારંવાર, પુખ્ત વૃક્ષોની નાની લણણી થાય છે. આ જંગલો કાર્બન સાથે પરિપક્વ જંગલો કરતાં અલગ રીતે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે જે સ્પષ્ટ છે. ઉપરાંત, લાકડાનું ઊર્જામાં રૂપાંતર જેટલું વધુ કાર્યક્ષમ હશે, તેટલા ઓછા લાકડાનો ઉપયોગ થશે અને કાર્બન ચક્ર ટૂંકું થશે. સ્કેલ 2003 થી તેલના ભાવમાં વધારો થયો છે અને પરિણામે કુદરતી ગેસ અને કોલસાના ભાવમાં વધારાથી ઉષ્મા ઉત્પાદન માટે બાયોમાસના મૂલ્યમાં વધારો થયો છે. ઊર્જાના ગાઢ અશ્મિભૂત ઇંધણની કિંમતોમાં વધારો થતાં જંગલમાં ઉત્પાદન, કૃષિ કચરો અને ખાસ કરીને ઊર્જા ઉત્પાદન માટે ઉગાડવામાં આવતા પાક સ્પર્ધાત્મક બની જાય છે. આ સંભવિતતા વિકસાવવાના પ્રયાસોની અસર ગેરવહીવટથી સંચાલિત પાકની જમીનને પુનર્જીવિત કરવાની અને વિકેન્દ્રિત, બહુ-પરિમાણીય નવીનીકરણીય ઊર્જા ઉદ્યોગના ચક્રમાં એક કોગ બની શકે છે. આ પદ્ધતિઓને પ્રોત્સાહન આપવા અને આગળ વધારવાના પ્રયાસો 2000ના દાયકા દરમિયાન સમગ્ર યુરોપિયન યુનિયનમાં સામાન્ય બની ગયા હતા. વિશ્વના અન્ય વિસ્તારોમાં, નબળા વન વ્યવહારો સાથે બાયોમાસમાંથી ગરમી પેદા કરવાના બિનકાર્યક્ષમ અને પ્રદૂષણકારી માધ્યમોએ પર્યાવરણીય અધઃપતનમાં નોંધપાત્ર વધારો કર્યો છે. લાકડાના ઇંધણના સંદર્ભો પણ જુઓ બાહ્ય કડીઓ બાયોમાસ થર્મલ એનર્જી કાઉન્સિલ-બાયોમાસ પરની માહિતી અને યુ. એસ. માં બાયોમાસ પરના કાયદા પેબલ-હીટર ટેકનોલોજી અને હોટ એર ટર્બાઇન બાયોએનર્જી વેસ્ટ મેનેજમેન્ટ વિભાવનાઓ પર આધારિત ઇનોવેટિવ બાયોમાસ પાવર પ્લાન્ટ ટકાઉ વન વ્યવસ્થાપન બાયોમાસ