ชีวมวล (Biomass)

         ชีวมวลประกอบด้วยธาตุหลักๆ คือ คาร์บอน ไฮโดรเจน ออกซิเจน รวมทั้งมีปริมาณของไนโตรเจนและธาตุอื่นๆ อีกเล็กน้อยในรูปแบบของคาร์โบไฮเดรตหรือเซลลูโลส ชีวมวลนั้นมีอยู่มากมาย ทั้งที่ได้จากสิ่งมีชีวิต และยังรวมไปถึงสิ่งต่างๆ ที่มีธาตุคาร์บอน ไฮโดรเจน ออกซิเจนเป็นองค์ประกอบหลักในรูปแบบอื่นๆ โดยทั่วไปชีวมวลอาจจำแนกออกเป็น 3 ประเภทหลักๆ คือ ชีวมวลแบบไม้ (Woody) แบบไม่ใช่ไม้ (Non woody) และของเสียจากสัตว์ ซึ่งมาจากแหล่งต่างๆ ดังนี้

        เซลลูโลสและเฮมิเซลลูโลสรวมกลุ่มด้วยกัน จะเรียกว่า โฮโลเซลลูโลส (Holocellulose) ซึ่งเป็นส่วนประกอบหลักของผนังเซลล์ของเส้นใยไม้ เซลลูโลสเกิดจากหน่วยของเซลโลบิโอสหลายหน่วยต่อกันซ้ำไปมา ดังภาพที่ 2 ขณะที่เฮมิเซลลูโลสเกิดจากการผสมผสานกันของหน่วยต่างๆของเฮกโซสและเพนโตสซึ่งมีระดับพอลิเมอไรเชชันอยู่ระหว่าง 15 – 14,000 ส่วนลิกนินนั้นเกิดจากการต่อข้ามเชื่อมกันของกลุ่มพอลิเมอร์สามมิติซึ่งเป็นโครงสร้างพื้นฐานดังภาพ

       กระบวนการในการผลิตชีวมวลคือกระบวนการสังเคราะห์แสงของพืช (Photosynthesis) ซึ่งชีวมวลที่ได้จากพืชเกิดจากการเปลี่ยนรูปก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (Carbon dioxide:  CO2) ในบรรยากาศให้กลายเป็นคาร์โบไฮเดรต โดยอาศัยพลังงานจากแสง คลอโรฟิลล์ในพืชและน้ำ โดยกระบวนการและปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นแสดงดังภาพ

3.1  เทคโนโลยีการแปลงสภาพชีวมวล (Biomass conversion) [1]

      เทคโนโลยีที่ใช้ในการแปลงชีวมวลที่ใช้กันในปัจจุบัน สามารถจำแนกได้เป็น 3 ประเภทหลักๆ คือ

1. กระบวนการแปลงสภาพเชิงชีวเคมี (Biochemical conversion) ที่ใช้จุลินทรีย์ทำหน้าที่ในการย่อย

2. กระบวนการแปลงสภาพเชิงเคมีความร้อน (Thermochemical conversion)

3. กระบวนการแปลงสภาพเชิงกายภาพ (Physical conversion)

โดยแผนผังเทคโนโลยีการแปลงสภาพชีวมวลสามารถจำแนกได้ดังภาพที่ 5 นอกจากนี้ลักษณะความแตกต่างของแต่ละกระบวนการขึ้นอยู่กับสถาวะที่ใช้และวัตถุประสงค์หรือผลิตภัณฑ์หลังที่ต้องการ

3.2  เทคโนโลยีสำหรับการการผลิตไฟฟ้าและความร้อน

การผลิตความร้อนหรือไฟฟ้าหรือการผลิตทั้งสองอย่างร่วมกันเป็นรูปแบบที่น่าสนใจ ซึ่งได้มาจากเทคโนโลยีหลายรูปแบบ ดังนี้

 

3.3 เทคโนโลยีสำหรับการการผลิตเชื้อเพลิงสำหรับการขนส่ง

     เชื้อเพลิงหลักสำคัญสำหรับการขนส่งที่ได้จากชีวมวล ได้แก่ เมทานอล น้ำมันสังเคราะห์ฟิชเชอร์โทรปช์ (Fisher-Tropsh synthesis) ไดเมทิลอีเทอร์ และไฮโดรเจน จากกระบวนการสังเคราะห์ก๊าซที่ผลิตจากแก๊สซิฟิเคชัน และเอทานอลจากกระบวนการหมักแป้งหรือน้ำตาลหรือกระบวนการไฮโดรไลซิสวัสดุลิกโนเซลลูโลสและน้ำมันชีวภาพที่สกัดออกมาจากเมล็ดพืชน้ำมันเพื่อแปลงสภาพเป็นไบโอดีเซล