مقاله انواع سوخت های فسیلی انرژی های نوین و بیوگاز

مقدمه:
سوخت های فسیلی از پایه ای ترین منابع انرژی در تاریخ بشر محسوب می شوند و جایگاهی بی بدیل در شکل دهی تمدن، صنعت و اقتصاد داشته اند. نفت خام، گاز طبیعی و زغال سنگ ستون های اصلی انرژی جهانی را تشکیل می دهند و با وجود تمام مزایا، محدودیت های فراوانی نیز دارند. نفت خام نه تنها به عنوان منبع تولید حرارت و برق، بلکه به دلیل تنوع محصولات شیمیایی و صنعتی مشتق از آن، نقشی محوری در صنایع مختلف ایفا می کند. پلاستیک ها، الیاف مصنوعی، رنگ ها، داروها و مواد پلیمری همگی به شکل مستقیم یا غیرمستقیم از فرآورده های نفتی تامین می شوند. همین وابستگی گسترده باعث شده است که قیمت نفت و جریان عرضه آن، نقشی تعیین کننده در اقتصاد جهانی و سیاست های انرژی ایفا کند. با این حال، سوخت های نفتی چالش های زیست محیطی جدی ایجاد می کنند؛ انتشار گازهای گلخانه ای، آلودگی هوا و گرمایش زمین از جمله اثرات ملموس مصرف گسترده نفت هستند.

گاز طبیعی، ترکیبی عمدتاً متان، نسبت به نفت و زغال سنگ، سوختی پاک تر محسوب می شود و در تولید برق، صنایع پتروشیمی و سیستم های گرمایشی کاربرد گسترده دارد. فناوری های نوین استخراج و بهره برداری از گاز طبیعی، امکان دسترسی به ذخایر عمیق و کمتر در دسترس را فراهم کرده و سهم آن در سبد انرژی جهان به طور پیوسته افزایش یافته است. در مقابل، زغال سنگ قدیمی ترین منبع فسیلی است که هنوز در بسیاری از کشورها به عنوان سوخت اصلی نیروگاه ها و صنایع معدنی استفاده می شود، هرچند با توجه به آلایندگی بالا، جایگزینی آن با منابع پاک تر روندی جهانی پیدا کرده است. سوخت های فسیلی اگرچه از نظر انرژی تراکم بالا و قابلیت حمل و ذخیره سازی مزیت دارند، اما محدودیت های زیست محیطی و پایان پذیری آنها، توجه به منابع انرژی تجدید پذیر را اجتناب ناپذیر کرده است.

انرژی های نوین شامل منابعی مانند خورشیدی، بادی، زمین گرمایی، جزر و مد و انرژی امواج دریا هستند و با دسترسی دائمی و عدم محدودیت منابع، جایگزینی پایدار برای سوخت های فسیلی ارائه می کنند. انرژی خورشیدی با بهره گیری از پرتوهای نور، تولید برق و گرمایش مستقیم ساختمان ها و صنایع را ممکن می سازد. فناوری فتوولتائیک، نیروگاه های حرارتی خطی و دریافت کننده های مرکزی، ظرفیت تولید برق پاک را به میزان قابل توجهی افزایش داده اند. انرژی باد با استفاده از توربین های محور افقی و عمودی، در مقیاس کوچک و بزرگ قابلیت تبدیل انرژی جنبشی باد به برق را دارد. توزیع مناسب سرعت باد، مکان یابی دقیق توربین ها و طراحی بهینه پره ها از عوامل موثر بر بازدهی این فناوری ها محسوب می شوند. انرژی زمین گرمایی و انرژی جزر و مد نیز با بهره گیری از دمای داخلی زمین یا حرکت آب، امکان تولید برق بدون انتشار گازهای آلاینده را فراهم می کنند. انرژی امواج دریا، با ظرفیت بالای انتقال نیرو و تنوع فناوری های استخراج، نشان دهنده پتانسیل عظیم محیط های آبی برای تولید انرژی است.

بیوگاز به عنوان یکی از منابع انرژی نوین و تجدیدپذیر، نقش ویژه ای در تولید برق، گرمایش و سوخت خودروها دارد. فرایند تولید بیوگاز شامل هضم بی هوازی مواد آلی مانند ضایعات کشاورزی، فضولات دامی و پسماندهای غذایی است که ترکیبی غنی از متان و دی اکسیدکربن تولید می کند. این گاز قابلیت استفاده مستقیم در سیستم های گرمایشی و نیروگاهی را دارد و با کاهش آلودگی های محیطی و بازچرخانی پسماندها، ارزش افزوده قابل توجهی ایجاد می کند. مواد باقی مانده پس از تولید بیوگاز به عنوان کود آلی غنی مورد استفاده قرار می گیرند و ضمن افزایش بهره وری کشاورزی، چرخه پسماند را نیز بهینه می کنند. سرمایه گذاری گسترده در توسعه واحدهای بیوگاز در کشورهای پیشرفته نشان دهنده اهمیت اقتصادی و زیست محیطی این منبع انرژی است.

افزایش تقاضای انرژی، محدودیت منابع فسیلی و دغدغه های زیست محیطی، همگی روند گذار به سمت انرژی های پاک و پایدار را سرعت بخشیده اند. ترکیب سوخت های فسیلی با منابع تجدید پذیر و تولید بیوگاز، امکان تامین برق، حرارت و سوخت با حداقل اثرات زیست محیطی و حداکثر بهره وری را فراهم می آورد. بیوگاز، در کنار انرژی خورشیدی و بادی، نمونه ای از فناوری های انرژی نوین است که هم از نظر اقتصادی و هم از نظر محیط زیست قابلیت توسعه گسترده دارد و آینده تولید انرژی را شکل می دهد.

فهرست مطالب
1-سوخت : 8
سوخت ها و انواع آن در جهان: 8
-انرژی های فسیلی: 8
نفت خام و تاریخچه آن: 8
ترکیبات نفت.. 11
تاریخچه پیدایش و حفاری چاه های نفت در ایران. 11
منابع نفتی جهان. 12
نگاهی اجمالی به منابع نفتی چند کشور 13
-گاز طبیعی.. 15
تاریخچه گاز طبیعی.. 15
ترکیبات گاز طبیعی. 15
چرخه تولید و استخراج گاز طبیعی.. 16
ذخایر گاز طبیعی جهان. 18
گاز طبیعی در ایران. 19
-زغال سنگ.. 20
تاریخچه پیدایش ذغال سنگ.. 20
ذغال سنگ در جهان. 22
ذغال سنگ در ایران. 24
-سوختهای فسیلی و اثرات زیست محیطی آن. 24
-ضرورت استفاده از انرژی های نوین: 32
انواع انرژی های تجدیدپذیر و میزان بهره برداری از آنها در جهان : 33
معرفی اجمالی انواع انرژی های نوین: 34
انرژی خورشیدی و ساختار آن 34
کاربردهای انرژی خورشید. 36
استفاده از انرژی حرارتی خورشید. 36
کاربردهای نیروگاهی 36
نیروگاههای حرارتی خورشید از نوع سهموی خطی 37
نیروگاههای حرارتی از نوع دریافت کننده مرکزی 38
نیروگاه های حرارتی از نوع بشقابی 38
دودکش های خورشیدی 38
کاربردهای غیر نیروگاهی 40
انرژی فتوولتائیک و ساختار آن. 42
مصارف و کاربردهای انرژی فتوولتائیک به طور مختصر از این قرارند: 44
انرژی باد. 44
تاریخچه 45
برق بادی در مقیاس های کوچک.. 48
استفاده از زمین برای ساخت توربین 49
بزرگترین توربین بادی جهان. 49
انرژی زمین گرمایی.. 50
انواع فناوریهای تبدیل. 51
نیروگاه های بخار خشک 51
نیروگاه های تبدیل به بخار سیال (Flash Steam) 51
نیروگاه چرخه دوگانه 51
مزایای انرژی زمین گرمایی.. 51
معایب انرژی زمین گرمایی.. 52
نیروگاه زمین گرمایی در ایران. 52
انرژی جزر و مد. 53
انرژی امواج دریا 56
طبقه بندی امواج دریا 56
نیروی برق آبی.. 57
زیست توده 60
ساختار شیمیایی زیست توده 61
محدودیتهای انرژیهای تجدید پذیر 61
-معرفی بیوگاز. 63
تاریخچه تولید بیوگاز 65
منابع زیست توده جهت تولید بیوگاز 67
مهمترین منابع زیست توده که در تولید بیوگاز نقش دارند: 68
فضولات دامپروری : 68
ضایعات کشاورزی : 69
ضایعات صنایع غذایی : 71
پتانسیل تولید بیوگاز از مواد مختلف از این قرار است: 72
چکیده پتانسیل تولید بیوگاز از زائدات کشاورزی در 35 درجه 72
جدول مقایسه خواص برخی گازهای رایج با بیوگاز 73
جدول مقایسه بیوگاز با سایر مواد سوختی 73
انواع واکنشها برای حذف مواد آلی: 76
مراحل و واکنش های تولید بیوگاز: 80
دلایل ارجحیت بیوگاز به سایر انرژیهای تجدید پذیر: 84
معایب سیستم بیوگاز: 94
پارامترهای موثر بر فرآیند هضم بی هوازی و تولید بیوگاز: 94
بیوگاز و کود حاصله از آن: 105
برخی از خصوصیات کود بیوگازی: 107
مراحل ساخت واحد بیوگاز با تمام جزئیات آن: 113
روش های انجام آزمایش: 114
آیتمهایی که باید در طول زمان آزمایش اندازه گیری و بررسی شوند؟ 115
مرداب های مصنوعی.. 120
تولید انرژی.. 121
بیوگاز و برق حاصل از آن: 122
مزایای بیوگاز: 125
امنیت انرژی 126
بیوگاز همچنین دارای منافع عمومی زیر می باشد: 126