बायोमास क्या है तथा इसका उपयोग कैसे हो ?

                 ऊर्जा का उत्पादन कई प्रकार से किया जा सकता है। हम जीवाश्म ईंधन को जला सकते हैं, सौर ऊर्जा के लिए सूर्य के प्रकाश का उपयोग कर सकते हैं, जलविद्युत जनरेटर के लिए पानी का उपयोग कर सकते हैं या भूतापीय ऊर्जा में पृथ्वी की कोर की गर्मी भी इस्तेमाल कर सकते हैं। ऊर्जा का एक अक्सर अनदेखा किया जाने वाला स्रोत जो इन सभी के बीच होता है, वह है बायोमास ऊर्जा। वास्तव में, राष्ट्रपति बुश इस विषय पर विशेष रूप से उत्सुक प्रतीत होते हैं।

                                            बायोमास जैविक (प्राकृतिक) सामग्री है जो कभी जीवित थी, या अभी भी जीवित है, जिसका उपयोग ऊर्जा का उत्पादन करने के लिए कियाजासकताहै उदाहरण के लिए, लॉन की कतरन, मृत पेड़, अप्रयुक्त फसलें, लकड़ी के चिप्स और अन्य लकड़ी के उपोत्पाद सभी बायोमासहैं।यहांतक कि घरेलू कचरे को बायोमास माना जा सकता है, जैसा कि "लैंडफिल गैस" हो सकता है, जब कचरा लैंडफिल में विघटित हो जाता है।

            बायोमास ऊर्जा का उत्पादन तब होता है जब इन सामग्रियों को ऊर्जा पैदा करने के लिए ईंधन के रूप में जलाया जाता है। कुछ बायोमास सामग्री को भाप बनाने के लिए जलाया जाता है, जिसे बाद में जनरेटर के साथ ऊर्जा और गर्मी पैदा करने के लिए उपयोग किया जाता है। अन्य बायोमास सामग्री, जैसे लैंडफिल गैस, इथेनॉल (मकई और अन्य बचे हुए फसलों से उत्पादित) और बायोडीजल (यह ईंधन बचे हुए पशु वसा और वनस्पति तेलों से बना है) का उपयोग बायोमास ऊर्जा बनाने के लिए किया जा सकता है जो परिवहन वाहनों को भी बिजली दे सकता है।

                      जबकि बायोमास ऊर्जा का यथासंभव उपयोग किया जाना चाहिए, क्योंकि बायोमास ईंधन आसानी से उपलब्ध हैं, इस प्रकार की ऊर्जा कीअक्सरअनदेखी कीजाती है बायोमास ऊर्जा संयुक्त राज्य अमेरिका में सालाना उपयोग की जाने वाली ऊर्जा का केवल तीन प्रतिशत है कुछ लोगों को लगता है कि ऊर्जा के लिए बायोमास का उपयोग करना पर्यावरण के लिए सुरक्षित नहीं है, या वे अपने क्षेत्र में "कचरा" लाने वाला बिजली संयंत्र नहीं चाहते हैं वास्तव में, बायोमास ऊर्जा वास्तव में पर्यावरण के लिए बहुत सुरक्षित है - एकमात्र उपोत्पाद कार्बन डाइऑक्साइडहै,जो किसी भी ईंधन के जलने से आता है  इस ग्रीनहाउस गैस में कुछ हानिकारक गुण होते हैं, लेकिन उतने नहीं जितने प्रदूषक जीवाश्म ईंधन के जलने से निकलते हैं।

                    यह देखने के लिए कि बायोमास ऊर्जा हमारी दुनिया के लिए क्या कर सकती है, समाज को ऊर्जा स्रोत के रूप में बायोमास के उपयोग के लिए औरअधिक खुला होना चाहिए बेकार और बेकार उत्पादों का उपयोग करने से हमारे लैंडफिल में जाने वाले कचरे की मात्रा को कम करने में मददमिल सकती है,साथ ही जीवाश्म ईंधन के उपयोग की हमारी आवश्यकता में भी कटौती हो सकती है इससे न केवल पर्यावरण को बल्कि दुनिया की अर्थव्यवस्था को भी मदद मिलेगी।

बायोमास कार्बनिक है, जिसका अर्थ है कि यह उस सामग्री से बना है जो जीवित जीवों, जैसे पौधों और जानवरों से आता है। ऊर्जा के लिए उपयोग की जाने वाली सबसे आम बायोमास सामग्री पौधे, लकड़ी और अपशिष्ट हैं। इन्हें बायोमास फीडस्टॉक्स कहा जाता है। बायोमास ऊर्जा एक गैर-नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत भी हो सकती है।

बायोमास में पहले सूर्य से प्राप्त ऊर्जा होती है: पौधे प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से सूर्य की ऊर्जा को अवशोषित करते हैं, और कार्बन डाइऑक्साइड और पानी को पोषक तत्वों (कार्बोहाइड्रेट) में परिवर्तित करते हैं।

इन जीवों की ऊर्जा को प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष माध्यमों से प्रयोग करने योग्य ऊर्जा में बदला जा सकता है। बायोमास को गर्मी (प्रत्यक्ष) बनाने के लिए जलाया जा सकता है, बिजली (प्रत्यक्ष) में परिवर्तित किया जा सकता है, या जैव ईंधन (अप्रत्यक्ष) में संसाधित किया जा सकता है।

थर्मल रूपांतरण

बायोमास को थर्मल रूपांतरण द्वारा जलाया जा सकता है और ऊर्जा के लिए उपयोग किया जा सकता है। थर्मल रूपांतरण में बायोमास फीडस्टॉक को जलाने, निर्जलित करने या इसे स्थिर करने के लिए गर्म करना शामिल है। थर्मल रूपांतरण के लिए सबसे परिचित बायोमास फीडस्टॉक कच्चे माल जैसे नगरपालिका ठोस अपशिष्ट (एमएसडब्ल्यू) और कागज या लकड़ी मिलों से स्क्रैप हैं। प्रत्यक्ष फायरिंग, सह-फायरिंग, पायरोलिसिस, गैसीकरण और अवायवीय अपघटन के माध्यम से विभिन्न प्रकार की ऊर्जा बनाई जाती है।

बायोमास को जलाने से पहले, हालांकि, इसे सुखाया जाना चाहिए। इस रासायनिक प्रक्रिया को टॉरफेक्शन कहा जाता है। टॉरफेक्शन के दौरान, बायोमास को लगभग 200° से 320° सेल्सियस (390° से 610° फ़ारेनहाइट) तक गर्म किया जाता है। बायोमास इतनी पूरी तरह से सूख जाता है कि यह नमी को अवशोषित करने या सड़ने की क्षमता खो देता है। यह अपने मूल द्रव्यमान का लगभग 20% खो देता है, लेकिन अपनी ऊर्जा का 90% बरकरार रखता है। खोई हुई ऊर्जा और द्रव्यमान का उपयोग टॉरफेक्शन प्रक्रिया को बढ़ावा देने के लिए किया जा सकता है।

टॉरफेक्शन के दौरान, बायोमास एक सूखा, काला पदार्थ बन जाता है। फिर इसे ब्रिकेट्स में संकुचित किया जाता है। बायोमास ब्रिकेट बहुत ही हाइड्रोफोबिक होते हैं, जिसका अर्थ है कि वे पानी को पीछे हटाते हैं। इससे उन्हें नम क्षेत्रों में संग्रहीत करना संभव हो जाता है। ब्रिकेट में उच्च ऊर्जा घनत्व होता है और प्रत्यक्ष या सह-फायरिंग के दौरान जलना आसान होता है।

सीधी फायरिंग और को-फायरिंग

अधिकांश ब्रिकेट सीधे जलाए जाते हैं। फायरिंग प्रक्रिया के दौरान उत्पन्न भाप एक टरबाइन को शक्ति प्रदान करती है, जो एक जनरेटर को चालू करती है और बिजली पैदा करती है। इस बिजली का उपयोग निर्माण या इमारतों को गर्म करने के लिए किया जा सकता है।

बायोमास को सह-निकाल भी दिया जा सकता है, या जीवाश्म ईंधन के साथ जलाया जा सकता है। बायोमास को अक्सर कोयला संयंत्रों में सह-निकाल दिया जाता है। को-फायरिंग बायोमास के प्रसंस्करण के लिए नए कारखानों की आवश्यकता को समाप्त करता है। को-फायरिंग से कोयले की मांग भी कम होती है। यह जीवाश्म ईंधन को जलाने से निकलने वाली कार्बन डाइऑक्साइड और अन्य ग्रीनहाउस गैसों की मात्रा को कम करता है।

पायरोलिसिस

पायरोलिसिस बायोमास को गर्म करने की एक संबंधित विधि है। पायरोलिसिस के दौरान, बायोमास को ऑक्सीजन की उपस्थिति के बिना 200° से 300°C (390° से 570° F) तक गर्म किया जाता है। यह इसे दहन से रोकता है और बायोमास को रासायनिक रूप से परिवर्तित करने का कारण बनता है। पायरोलिसिस तेल नामक एक गहरे तरल का उत्पादन करता है, एक सिंथेटिक गैस जिसे सिनगैस कहा जाता है, और एक ठोस अवशेष जिसे बायोचार कहा जाता है। इन सभी घटकों का उपयोग ऊर्जा के लिए किया जा सकता है पायरोलिसिस तेल, जिसे कभी-कभी बायो-ऑयल या बायोक्रूड कहा जाता है, एक प्रकार का टार है। इसे बिजली पैदा करने के लिए दहन किया जा सकता है और इसका उपयोग अन्य ईंधन और प्लास्टिक में एक घटक के रूप में भी किया जाता है। पेट्रोलियम के संभावित विकल्प के रूप में वैज्ञानिक और इंजीनियर पायरोलिसिस तेल का अध्ययन कर रहे हैं।

संथेसिस गैंस को ईंधन में परिवर्तित किया जा सकता है। इसे मीथेन में भी परिवर्तित किया जा सकता है और प्राकृतिक गैस के प्रतिस्थापन के रूप में उपयोग किया जा सकता है। बायोचार चारकोल का एक प्रकार है। बायोचार एक कार्बन युक्त ठोस है जो कृषि में विशेष रूप से उपयोगी है। बायोचार मिट्टी को समृद्ध करता है और इसे कीटनाशकों और अन्य पोषक तत्वों को अपवाह में जाने से रोकता है। बायोचार भी एक उत्कृष्ट कार्बन सिंक है। कार्बन सिंक ग्रीनहाउस गैसों सहित कार्बन युक्त रसायनों के लिए जलाशय हैं।

गैसीकरण

गैसीकरण के माध्यम से बायोमास को सीधे ऊर्जा में परिवर्तित किया जा सकता है। गैसीकरण प्रक्रिया के दौरान, एक बायोमास फीडस्टॉक (आमतौर पर MSW) को ऑक्सीजन की नियंत्रित मात्रा के साथ 700°C (1,300°F) से अधिक तक गर्म किया जाता है। अणु टूट जाते हैं, और सिनगैस और स्लैग का उत्पादन करते हैं।

संथेसिस गैंस हाइड्रोजन और कार्बन मोनोऑक्साइड का एक संयोजन है। गैसीकरण के दौरान, सिनगैस को सल्फर, पार्टिकुलेट, पारा और अन्य प्रदूषकों से साफ किया जाता है। स्वच्छ सिनगैस को गर्मी या बिजली के लिए दहन किया जा सकता है, या परिवहन जैव ईंधन, रसायन और उर्वरक में संसाधित किया जा सकता है। लावा एक कांच के, पिघले हुए तरल के रूप में बनता है। इसका उपयोग दाद, सीमेंट या डामर बनाने के लिए किया जा सकता है।

पूरी दुनिया में औद्योगिक गैसीकरण संयंत्र बनाए जा रहे हैं। एशिया और ऑस्ट्रेलिया सबसे अधिक संयंत्रों का निर्माण और संचालन कर रहे हैं, हालांकि दुनिया के सबसे बड़े गैसीकरण संयंत्रों में से एक वर्तमान में स्टॉकटन-ऑन-टीज़, इंग्लैंड में निर्माणाधीन है। यह संयंत्र अंततः 50,000 घरों को बिजली देने के लिए 350,000 टन से अधिक MSW को पर्याप्त ऊर्जा में परिवर्तित करने में सक्षम होगा।

अवायवीय अपघटन

अवायवीय अपघटन वह प्रक्रिया है जिसमें सूक्ष्मजीव, आमतौर पर बैक्टीरिया, ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में सामग्री को तोड़ते हैं। अवायवीय अपघटन लैंडफिल में एक महत्वपूर्ण प्रक्रिया है, जहां बायोमास को कुचला और संकुचित किया जाता है, जिससे अवायवीय (या ऑक्सीजन-गरीब) वातावरण बनता है।