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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Biomasse : une énergie propre pour l’avenir. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Sources d'énergie alternatives Qu'est-ce que la biomasse ? La biomasse est une matière organique telle que le bois, les céréales et les déchets animaux. Ils stockent l’énergie du Soleil, qui se dépose par photosynthèse. L'énergie de la biomasse est l'énergie contenue dans les déchets agricoles (pulpe de betterave sucrière, balles de céréales, paille et coques de riz, coquilles de noix, etc.), les déchets de menuiserie (sciure, copeaux, débris), les déchets ménagers (vieux papiers et déchets ménagers), les déchets rapides. -des plantes en culture (peuplier, saule, graminées diverses), des déchets contenant du méthane (fumier, eau contaminée, etc.). Comment utiliser la biomasse ? L'énergie de la biomasse peut être utilisée pour produire de l'électricité, de la chaleur ou des carburants liquides destinés au transport, comme l'éthanol et d'autres carburants à base d'alcool. Les humains utilisent la biomasse pour se chauffer et cuisiner depuis des milliers d’années. Comment la biomasse est-elle utilisée ? Aux États-Unis, l'utilisation de la biomasse représente aujourd'hui jusqu'à 4 % de la production d'énergie (0 % en Ukraine). On pense que ce chiffre peut être augmenté jusqu'à 20 %. Puisqu’il s’agit là de la contribution des centrales nucléaires au secteur énergétique américain, on pense que l’utilisation de la biomasse peut remplacer complètement l’énergie nucléaire. Par ailleurs, les experts américains estiment que la production de carburant à partir de la biomasse peut réduire les exportations de pétrole de 50 %. Partout dans le monde, des déchets de toutes sortes s'accumulent constamment : des millions de tonnes de déchets agricoles polluent la terre, des montagnes de sciure, de vieux papiers et d'ordures ménagères attendent d'être traitées. Ils contiennent du gaz, du carburant pour voitures et de l'électricité. Et ce sont toutes des sources d’énergie renouvelables. Quels sont les avantages de la biomasse ? Économique L’un des plus grands bénéfices de la biomasse en milieu rural est le développement de sa transformation. La biomasse est volumineuse et il ne sert à rien de la transporter sur de longues distances ; la transformation de la biomasse doit être concentrée là où poussent les céréales. Le nombre d’emplois liés à la production de gaz, de carburant et d’électricité peut être énorme. Par exemple, le ministère américain de l'Agriculture estime que chaque million de gallons d'éthanol produit chaque année générera 4 17000 emplois. La production de carburant et d’électricité permettra aux agriculteurs de percevoir un revenu stable et de réduire leur dépendance à l’égard des approvisionnements en pétrole de l’étranger (comme c’est important pour l’Ukraine !). Dans la protection de l'environnement L'utilisation de l'énergie de la biomasse atténuera le changement climatique, réduira les pluies acides, l'érosion des sols, la pollution de l'eau et la pression sur le paysage, offrira de meilleures conditions de vie animale et de croissance forestière. Le changement climatique inquiète les populations du monde entier. L’activité humaine, notamment la combustion de carburants, rejette dans l’atmosphère des centaines de millions de tonnes de gaz tels que le dioxyde de carbone et le méthane. La concentration de ces gaz dans l'atmosphère modifie le climat de la Terre, détruisant toute la biosphère où vit la vie. Les technologies énergétiques de la biomasse contribueront à minimiser cet impact. En capturant le méthane (20 fois plus nocif que le dioxyde de carbone) issu des déchets, nous évitons qu'il ne s'échappe dans l'atmosphère et le mettons à profit pour produire de l'électricité ou dans les véhicules. Toutes les plantes stockent du carbone dans leurs racines ou leurs tiges au cours de leur vie. Si une plante pourrit dans le sol, son carbone est utilisé par d’autres plantes. C’est ce qu’on appelle le cycle fermé du carbone. Même lors de la récolte, les racines des plantes restent dans le sol, stabilisant le sol et stockant le carbone. Pluie acide Les pluies acides se produisent lorsque des carburants sont brûlés et libèrent des oxydes de soufre et d'azote. Ils conduisent à la destruction de la vie dans les plans d'eau et affectent la vie des personnes et des animaux. Étant donné que la biomasse ne contient pas d'impuretés soufrées, même la co-combustion de la biomasse avec du charbon peut réduire les rejets de soufre dans l'atmosphère. Érosion des sols et pollution de l'eau L'utilisation de la biomasse peut réduire la pollution de l'eau de diverses manières. Premièrement, nous devons cultiver davantage de plantes dans les zones de plaine et côtières. Les plantes stabilisent le sol, réduisent son érosion et empêchent le lessivage de diverses substances du sol. La présence de plantes protège les écosystèmes aquatiques et améliore les conditions de vie de divers organismes aquatiques, comme les poissons. Deuxièmement, l’utilisation de la biomasse réduit la pollution de l’eau en séquestrant le méthane (bactéries anaérobies). Actuellement, des amendements pour sols contenant des bactéries anaérobies sont vendus aux agriculteurs. L'utilisation de tels conditionneurs vous permet de lier et de sécher les déchets liquides des élevages, les transformant ainsi en un matériau plus pratique pour un traitement ultérieur. Réduire la pression sur le paysage Aux États-Unis, jusqu'à 350 millions de tonnes de déchets agricoles sont produites chaque année. En utilisant au moins une partie de ces déchets pour produire de l’éthanol, nous réduisons considérablement les rejets de déchets dans les sols des zones agricoles. Comment créer de l'électricité à partir de la biomasse ? La combustion directe est la méthode la plus directe et la plus simple pour obtenir l'énergie contenue dans la biomasse. Généralement, les chaudières à combustion produisent de la vapeur destinée à être utilisée dans des processus industriels ou produisent directement de l'électricité. Ils produisent également de la chaleur qui peut être utilisée pour chauffer des maisons, des serres, etc. La technologie de combustion de la biomasse est la même que celle du charbon. De plus, la biomasse peut être brûlée avec le charbon dans les chaudières existantes. Une méthode plus récente est la gazéification. Au lieu de brûler, la biomasse passe d’une phase solide à une phase gazeuse. Ce gaz est brûlé à la place du gaz domestique dans les transports, dans les applications industrielles ou transformé en carburant de synthèse. Les technologies de ce dernier processus n'ont pas encore été entièrement explorées. Comment obtenir de l'éthanol à partir de la biomasse ? L'éthanol est produit en convertissant l'amidon contenu dans la biomasse des déchets alimentaires (céréales, pommes de terre, betteraves, déchets de production de sucre) en alcool. Le processus de fermentation est le même que dans la production de boissons alcoolisées : la levure et la chaleur provoquent la décomposition des sucres complexes en sucres plus simples. Ainsi, jusqu'à 5 millions de tonnes d'éthanol sont produites chaque année aux États-Unis. Un procédé plus récent qui n'a pas encore été utilisé est le traitement de la cellulose contenue dans les déchets de bois, la pâte d'herbe et les déchets agricoles. La cellulose est une forme de glucide et peut être décomposée en sucres plus simples. Le processus peut avoir des applications plus larges que le précédent car il peut utiliser une plus large gamme de déchets. Étant donné que l’éthanol a des propriétés chimiques différentes de celles de l’essence, il doit être manipulé différemment. Par exemple, l’éthanol s’évapore moins facilement que l’essence. Cela signifie que le démarrage à froid des moteurs devient un problème dans les applications. Par conséquent, les moteurs à éthanol doivent être conçus différemment de ceux à essence. De plus, l’éthanol étant un produit organique, il se détériore beaucoup plus rapidement que l’essence. Il est donc logique d’utiliser de l’éthanol mélangé à de l’essence (10 % d’éthanol pour 90 % d’essence). Ce mélange libère beaucoup moins de substances telles que le monoxyde de carbone, le dioxyde de carbone et le dioxyde de soufre dans l’atmosphère que l’essence pure. Résumé L'utilisation de la biomasse est une source d'énergie renouvelable prometteuse. Cela peut non seulement améliorer la protection de l'environnement, mais également créer un grand nombre d'emplois dans les zones rurales. Jusqu’à présent, l’utilisation de la biomasse n’a pas encore largement pénétré le marché car l’utilisation de combustibles fossiles reste moins chère. Mais à mesure que les gisements s’épuisent, les combustibles fossiles deviendront plus chers et l’utilisation de la biomasse deviendra économiquement compétitive au XXIe siècle.
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