Կենսազանգվածով ջեռուցման համակարգ

[մինի|Ինդուկտիվ օդափոխիչով [Պուլետի վառելիք|պելետային ջեռուցման համակարգի (Biostar) լայնական կտրվածքը]]
**Կենսազանգվածով ջեռուցման համակարգ** կամ **կենսազանգվածով աշխատող կաթսայատուն,** կենսազանգվածով ջերմության արտադրության էկոլոգիապես մաքուր և տնտեսապես շահավետ տարբերակ, որը հիմնված է վերականգնվող օրգանական նյութերի այրման վրա: Թեև ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ երբ ծառի ածխածինը մեկ իմպուլսով արտանետվում է մթնոլորտ, այն շատ ավելի է նպաստում կլիմայի փոփոխությանը, քան անտառային փայտանյութը, որը տասնամյակների ընթացքում դանդաղորեն փտում է:  

Կենսազանգվածով ջեռուցման համակարգերը կարող են օգտագործել՝

* ուղղակի այրում
* գազիֆիկացում
* ջերմության և էլեկտրաէներգիայի համակցում (CHP)
* անաէրոբ խմորում
* աէրոբ խմորումներ՝ ջերմություն արտադրելու համար: 

Կենսազանգվածով ջեռուցումը կարող է լինել լիովին ավտոմատացված կամ կիսաավտոմատ, դրանք կարող են լինել պելետային վառելիքով աշխատող, կամ կարող են լինել ջերմության և էլեկտրաէներգիայի համակցված համակարգեր:

## Տեսակներ
մինի|Կենսազանգվածի կաթսայատուն Ավստրիայում, որի ջերմային հզորությունը մոտ 1000 կՎտ
մինի|Ավստրիայում 140 կՎտ հզորությամբ փայտի տաշեղներով լիովին ավտոմատ ջեռուցման համակարգը 35 տարեկան
Կոնսազանգվածով ջեռուցման կաթսան տաքացնելու համար կան ջեռուցման համակարգերի չորս հիմնական տեսակներ, որոնք օգտագործում են կենսազանգված։ Կենսազանգվածով ջեռուցման տեսակներն են՝ 

* լիովին ավտոմատացված
* կիսաավտոմատացված
* պելետային վառարանով աշխատող
* ջերմային և էլեկտրական համակցված էներգիայով։

### Լիովին ավտոմատացված
Լիովին ավտոմատացված համակարգերում մանրացված կամ տաշեղներով կենսազանգվածը կաթսա է մատակարարվում պտուտակային փողրակ-փոխադրիչների միջոցով՝ կառավարվող արագությամբ: Այս արագությունը կառավարվում է համակարգչային ղեկավարման միջոցով՝ կաթսայի ներսում ճնշումը և ջերմաստիճանը պահպանելու համար: Լիովին ավտոմատացված համակարգերը մեծապես հեշտացնում են աշխատանքը, քանի որ այս դեպքում համակարգի օպերատորից պահանջում է միայն համակարգչային կառավարում։

### Կիսաավտոմատ կամ «բուֆերային բաք»
Կիսաավտոմատացված կամ «Surge Bin» («բուֆերային բաքերով») համակարգերը շատ նման են լիովին ավտոմատացված համակարգերին, բացառությամբ այն բանի, որ դրանց աշխատանքի համար անհրաժեշտ է ավելի շատ աշխատուժ: Դրանք ունեն ավելի փոքր պահեստային բաքեր և շատ ավելի պարզ փոխադրիչ համակարգ, որն աշխատեցնում է  անձնակազմը: Լիովին ավտոմատացված համակարգից տարբերությունը նրա  արդյունավետությունն է: Այրիչից անջատված ջերմությունը կարող է օգտագործվել օդը ուղղակիորեն տաքացնելու համար կամ կարող է օգտագործվել կաթսայատան համակարգի ջուրը տաքացնելու համար, որը հանդես է գալիս որպես ջերմության փոխանցման միջավայր:  

Փայտի վառելիքով աշխատող կաթսաները ամենաարդյունավետն են, երբ աշխատում են իրենց առավելագույն հզորությամբ, և տարվա մեծ մասում ջերմության պահանջարկը առավելագույնի չի հասնում: Հաշվի առնելով, որ համակարգը պետք է աշխատի բարձր հզորությամբ տարվա միայն մի քանի օր, այն նախատեսված է տարվա մեծ մասի պահանջները բավարարել՝ բարձր արդյունավետությունը պահպանելու համար: 

### Պելետային վառելիքով
Կենսազանգվածի ջեռուցման համակարգերի երրորդ հիմնական տեսակը պելետային վառելիքով համակարգերն են, որոնք օգտագործում են սեղմված թեփ կամ գյուղատնտեսական մնացորդներից պատրաստված գնդիկներ: Գնդիկավորները փայտի վերամշակված տեսակ են, ինչը դրանք դարձնում է ավելի թանկ: Չնայած դրանք ավելի թանկ են, դրանք շատ ավելի խտացված և միատարր են, ուստի ավելի արդյունավետ են: Ավելին, համեմատաբար հեշտ է ավտոմատ կերպով պելետները կաթսաներ մատակարարել: Այս համակարգերում պելետային վառելիքը պահվում է հացահատիկի պահեստավորման տեսակի սիլոսում, և դրանք կաթսա տեղափոխելու համար օգտագործվում է գրավիտացիա: Պելետային համակարգերով աշխատելու համար պահեստավորման պահանջները շատ ավելի փոքր են իրենց խտացված բնույթի պատճառով, ինչը նաև օգնում է կրճատել ծախսերը: Այս համակարգերն օգտագործվում են բազմազան օբյեկտների համար, բայց դրանք առավել արդյունավետ և ծախսարդյունավետ են այն վայրերում, որտեղ պահեստավորման և փոխադրիչ համակարգերի տարածքը սահմանափակ է, և որտեղ պելետային նյութը պատրաստվում է օբյեկտին բավականին մոտ։ 

#### Գյուղատնտեսական պելետային համակարգեր
Պելետային համակարգերի մեկ ենթակարգը կաթսաներն են կամ այրիչները, որոնք կարող են այրել ավելի բարձր մոխրի պարունակությամբ պելետներ, ինչպիսիք են՝ թղթե պելետները, խոտի պելետները, ծղոտի պելետները, արևածաղկի կեղևը, կորիզները և այլ գյուղատնտեսական թափոնները: Այս համակարգերից մեկը PETROJET պելետային այրիչն է՝ պտտվող գլանաձև այրման խցիկով։   

Արդյունավետության առումով առաջադեմ պելետային կաթսաները կարող են գերազանցել կենսազանգվածի այլ ձևերին՝ վառելիքի ավելի կայուն բնութագրերի շնորհիվ: Առաջադեմ պելետային կաթսաները կարող են աշխատել նույնիսկ խտացման ռեժիմով և սառեցնել այրման գազերը մինչև 30-40°C, 120°C-ի փոխարեն&nbsp;՝ ծխնելույզ ուղարկելուց առաջ։

### Համակցված ջերմություն և էլեկտրաէներգիա
մինի|Փայտե գրանուլներն ածխածնային չեզոք և ավելի էկոլոգիապես մաքուր վառելիք է կաթսայատների և կոմունալ ծառայությունների համար
Համակցված ջերմաէլեկտրաէներգիայի և ջերմության համակարգերը շատ օգտակար համակարգեր են, որտեղ փայտի թափոնները, ինչպիսիք են փայտի թեփը, օգտագործվում են էներգիա ստանալու համար, իսկ ջերմությունը ստեղծվում է որպես էլեկտրաէներգիայի արտադրության համակարգի ենթամթերք: Դրանք շատ բարձր գին ունեն բարձր ճնշման տակ աշխատանքի պատճառով: Այս բարձր ճնշման տակ աշխատանքի համար անհրաժեշտ է բարձր որակավորում ունեցող օպերատոր, ինչը բարձրացնում է շահագործման արժեքը: Մեկ այլ թերությունն այն է, որ էլեկտրաէներգիա արտադրելու հետ միասին, դրանք արտադրում են նաև ջերմություն, և եթե ջերմության արտադրությունը ցանկալի չէ տարվա որոշակի ժամանակահատվածներում, անհրաժեշտ է սառեցման աշտարակի ավելացում, որը նույնպես բարձրացնում է արժեքը:

Կան որոշակի իրավիճակներ, երբ ջերմաֆիկացումը (CHP) լավ տարբերակ է: Փայտանյութի արտադրողները օգտագործում են համակցված ջերմամատակարարման և էլեկտրաէներգիայի համակարգ, քանի որ նրանք ունեն փայտի թափոնի մեծ պաշար և կարիք ունեն և՛ ջերմության, և՛ էլեկտրաէներգիայի: Այլ վայրեր, որտեղ այս համակարգերը կլինեն օպտիմալ, հիվանդանոցներն ու բանտերն են, որոնք կարիք ունեն էներգիայի, ջերմության և տաք ջրի համար: Այս համակարգերի չափսերն այնպես են, որ դրանք արտադրեն բավարար ջերմություն՝ համապատասխանելու միջին ջերմային բեռին, որպեսզի ջերմություն ավել չլինի, և սառեցման աշտարակի կարիք չլինի:

## Առավելություններ
Ջեռուցման համակարգերում կենսազանգվածի օգտագործումն օգտակար է, քանի որ այն օգտագործում է գյուղատնտեսական, անտառային, քաղաքային և արդյունաբերական մնացորդներ և թափոններ՝ ջերմություն և/կամ էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար, որը շրջակա միջավայրի վրա ավելի քիչ ազդեցություն ունի, քան բրածո վառելիքները:   

Այս տեսակի էներգիայի արտադրությունը սահմանափակ երկարաժամկետ ազդեցություն ունի շրջակա միջավայրի վրա, քանի որ կենսազանգվածի մեջ պարունակվող ածխածինը բնական ածխածնային ցիկլի մաս է կազմում (համարվում է «ածխածնային չեզոք», քանի որ այրման ժամանակ անջատված ածխաթթու գազը հավասար է այն քանակին, որը բույսը կլանել է աճի ընթացքու), մինչդեռ բրածո վառելիքների մեջ պարունակվող ածխածինը չի մտնում դրա մեջ և վառելիք ստանալու համար այրվելիս մշտապես ածխածին է ավելացնում շրջակա միջավայրին (ածխածնային հետք)։ Պատմականորեն, մինչև բրածո վառելիքների զգալի քանակությամբ օգտագործումը, փայտի վառելիքի տեսքով կենսազանգվածն ապահովել է մարդկության ջեռուցման մեծ մասը: 

Քանի որ անտառային կենսազանգվածը սովորաբար ստացվում է ցածր առևտրային արժեք ունեցող փայտանյութից, անտառային կենսազանգվածը սովորաբար հավաքվում է որպես այլ փայտանյութի մշակման գործողությունների ենթամթերք: Կենսազանգվածի ջեռուցումը շուկաներ է ապահովում ցածր արժեք ունեցող փայտանյութի համար, ինչը հնարավորություն է տալիս առողջ և շահավետ անտառային կառավարում իրականացնել:

## Թերություններ
* Մեծ մասշտաբով գյուղատնտեսական կենսազանգվածի օգտագործումը հանգեցնում է գյուղատնտեսական վարելահողերի նվազմանը, որոնք պիտանի են սննդի արտադրության համար, նվազեցնում է կայուն կերպով չկառավարվող անտառների ածխածնի կլանման կարողությունը և հողի սննդանյութերի կորստի: Կենսազանգվածի այրումը ստեղծում է օդի աղտոտիչներ և մթնոլորտ է արտանետում զգալի քանակությամբ ածխածին, որը կարող է չվերադառնալ հող տասնամյակներ շարունակ:  Կենսազանգվածի այրման և այն ժամանակի միջև ընկած ժամանակահատվածը, երբ ածխածինը կլանվում է մթնոլորտից, երբ բույսը կամ ծառը աճում է և փոխարինում է այն, հայտնի է որպես ածխածնային պարտք: Ածխածնային պարտքի հասկացությունը քննարկման առարկա է: Ածխածնի իրական ազդեցությունը կարող է կախված լինել փիլիսոփայությունից, բերքահավաքի մասշտաբից, հողի տեսակից, կենսազանգվածի տեսակից (օրինակ՝ խոտ, եգիպտացորեն, երիտասարդ փայտանյութ, փայտի թափոն, ջրիմուռներ), հողի տեսակից և այլ գործոններից։

* Եթե որպես վառելիք օգտագործվում է կենսազանգված, ապա այն առաջացնում է օդի աղտոտում՝ ածխածնի մոնօքսիդի, NOx-ի (ազոտի օքսիդներ), ցնդող օրգանական միացությունների (VOC-ների), մասնիկների և այլ աղտոտիչների տեսքով, որոշ դեպքերում՝ ավանդական վառելիքի աղբյուրներից (ինչպիսիք են ածուխը կամ բնական գազը) առաջացած աղտոտումից բարձր մակարդակներով։ Սև ածխածինը՝ բրածո վառելիքի, կենսավառելիքի և կենսազանգվածի ոչ լրիվ այրման հետևանքով առաջացող աղտոտիչ է, որը հնարավոր է՝ գլոբալ տաքացման երկրորդ ամենամեծ նպաստողն է։

2009 թվականին Հարավային Ասիայի մեծ տարածքների վրա պարբերաբար կուտակվող հսկայական շագանակագույն սմոգի վերաբերյալ շվեդական ուսումնասիրությունը պարզել է, որ այն հիմնականում առաջանում է բիոզանգվածի այրումից, և ավելի փոքր չափով՝ բրածո վառելիքի այրումից։  Հետազոտողները չափել են ածխախվի 14C- ի զգալի կոնցենտրացիա, որը կապված է վերջին ժամանակների բույսերի կյանքի հետ, այլ ոչ թե բրածո վառելիքի։  Ժամանակակից բիոզանգվածի այրման սարքավորումները զգալիորեն նվազեցնում են վնասակար արտանետումները՝ օգտագործելով առաջադեմ տեխնոլոգիաներ, ինչպիսիք են թթվածնի կարգավորման համակարգերը։ 

Այրման ժամանակ կենսազանգվածից ածխածինը մթնոլորտ է արտանետվում որպես ածխաթթու գազ ( <sub>CO2</sub> )։ Չոր փայտի մեջ պարունակվող ածխածնի քանակը կազմում է մոտավորապես 50% ըստ քաշի:  Երբ այն գյուղատնտեսական աղբյուրներից է, որպես վառելիք օգտագործվող բուսական նյութը կարող է փոխարինվել նոր բերքի համար տնկելով: Երբ կենսազանգվածը անտառներից է, կուտակված ածխածնի կլանման ժամանակը, որպես կանոն, ավելի երկար է, և անտառի ածխածնի պահեստավորման կարողությունը կարող է ընդհանուր առմամբ նվազել, եթե կիրառվում են անտառտնտեսության կործանարար մեթոդներ։

1990-ականների սկզբին առաջ քաշված «Անտառային կենսազանգվածը ածխածնային չեզոք է» առաջարկը փոխարինվել է ավելի նոր գիտական հետազոտություններով, որոնք ճանաչում են, որ հասուն, անվնաս անտառներն ավելի արդյունավետորեն են կլանում ածխածինը, քան ծառահատված տարածքները: Երբ ծառի ածխածինը մեկ իմպուլսով արտանետվում է մթնոլորտ, այն շատ ավելի է նպաստում կլիմայի փոփոխությանը, քան անտառային փայտանյութը, որը տասնամյակների ընթացքում դանդաղորեն փտում է:  Որոշ ուսումնասիրություններ ցույց են տալիս, որ «նույնիսկ 50 տարի հետո, անտառը չի վերականգնել իր սկզբնական ածխածնի կուտակումը» և «օպտիմալ ռազմավարությունը, հավանաբար, պահպանված անտառի պաշտպանությունն է»:  Այլ ուսումնասիրություններ ցույց են տալիս, որ ածխածնի կուտակումը կախված է անտառից և հավաքված կենսազանգվածի օգտագործումից: Անտառներում ծառերը հաճախ  լինում են տարբեր տարիքի, ընդ որում, հասուն ծառերն ավելի հաճախ են հատվում, և քիչ խմբաքանակով: Այս անտառները ածխածնի հետ փոխազդում են այլ կերպ, ան ծեր անտառները, որոնք համատարած հատվում են: Բացի այդ, որքան ավելի արդյունավետ է փայտի վերածումը էներգիայի, այնքան քիչ փայտ է օգտագործվում և ավելի կարճ է ածխածնի ցիկլը։
մինի|Կաթսայի ավտոմատ մատակարարման համակարգը (շնեկը)

* Անհրաժեշտ է չոր տարածք վառելիքը պահելու համար։  Եթե վառելիքը խոնավ է, այրման ջերմության մի մասը ծախսվում է ջուրը գոլորշիացնելու, այլ ոչ թե ջեռուցումն ապահովելու վրա։ Սա կտրուկ նվազեցնում է ՕԳԳ-ն: Նաև խոնավությունից պելետները ուռչում են և վերածվում թեփի, ինչը կարող է խցանել կաթսայի ավտոմատ մատակարարման համակարգը (շնեկը): Խոնավ վառելիքն այրվելիս առաջացնում է շատ ծուխ և մուր, ինչը արագ կեղտոտում է ծխնելույզը և կաթսայի ներսը։

* Պետք է պարբերաբար մաքրել մոխիրը (թեև այն կարող է օգտագործվել որպես պարարտանյութ)։  Պելետային կաթսաների դեպքում մոխիրը սովորաբար մաքրվում է շաբաթը 1 անգամ, իսկ բարձրորակ պելետների դեպքում՝ նույնիսկ ավելի հազվադեպ: Փայտի կամ ծղոտի դեպքում մաքրումն ավելի հաճախ է պահանջվում:

## Տարածվածություն
2003 թվականից ի վեր նավթի գների աճի և դրան հաջորդող բնական գազի ու ածխի գների աճի հետևանքով  աճել է  ջերմության արտադրության համար կենսազանգվածի կիրառությունը: Անտառային թափոնները, գյուղատնտեսական թափոնները և էներգիայի արտադրության համար հատուկ աճեցվող մշակաբույսերը դառնում են մրցունակ, քանի որ էներգակիրներով խիտ բրածո վառելիքի գները բարձրանում են: Այս ներուժը զարգացնելու ջանքերը կարող են հանգեցնել վատ կառավարվող վարելահողերի վերականգնմանը (հետլիցք) և դառնալ ապակենտրոնացված, բազմաչափ վերականգնվող էներգիայի արդյունաբերության շարժիչ օղակ: 

Այս մեթոդների խթանման և զարգացման ջանքերը տարածված են դարձել ամբողջ Եվրոպական Միությունում մինչև 2000-ական թվականները: Աշխարհի այլ շրջաններում կենսազանգվածից ջերմություն ստանալու անարդյունավետ և աղտոտող միջոցները, զուգորդված անտառային վատ մեթոդների հետ, զգալիորեն նպաստել են շրջակա միջավայրի քայքայմանը:

## Պատկերասրահ

Պատկեր:Wood pellet production.jpg|Կենսազանգվածը 1-ից 100 մմ բնորոշ չափսերով միջին չափի պինդ նյութի վերածող մեքենա
Պատկեր:Raumaustragung Hackschnitzel.JPG|Փայտի թեփը պահեստային բունկերից մատակարարվում է այրման խցիկ․ մեջտեղի պտուտակային փողրակ-փոխադրիչը՝ շնեկը նյութը կաթսա է տեղափոխում
Պատկեր:Dornbirn-Montfortstraße-KOeB Hackschnitzelheizung-Steuerung-01ASD.jpg|Ավստրիայում 140 կՎտ հզորությամբ փայտի տաշեղներով լիովին ավտոմատ ջեռուցման կաթսայի էլեկտրական կառավարման համակարգ
Պատկեր:Olarizu - Casa de la Dehesa - Central de biomasa 01.jpg|Կենսազանգվածային ջեռուցման համակարգ Իսպանիայի Բասկերի Երկրում գտնվող մեկ շենքային համալիրի համար
Պատկեր:Pellets - Ystad-2021.jpg|Փայտե գրանուլների պահեստ Յստադում (Շվեդիա), 2021 թվական
Պատկեր:Holzpelletieranlage Wels.jpg|Փայտե գրանուլների գործարան․ թեփի պահեստ (ձախ), ժապավենային չորանոց (կենտրոնում), գրանուլացման աշտարակ (կենտրոնում աջ), պահեստ (հետևի աջ) և առաքման տարածք (առջևի աջ)


## Ծանոթագրություններ

## Արտաքին հղումներ
* Կենսազանգվածի ջերմային էներգիայի խորհուրդ – Տեղեկատվություն կենսազանգվածի և կենսազանգվածի վերաբերյալ օրենսդրության վերաբերյալ ԱՄՆ-ում
* Նորարարական կենսազանգվածային էլեկտրակայան՝ հիմնված խճաքարային տաքացուցիչի տեխնոլոգիայի և տաք օդային տուրբինի վրա

Կատեգորիա:Թափոնների կառավարում
Կատեգորիա:Թափոնների մշակման տեխնոլոգիա
Կատեգորիա:Կենսավառելանյութեր
Կատեգորիա:Ջեռուցում
Կատեգորիա:Վերականգնվող էներգիա