ในปัจจุบันได้มีความพยายามที่จะนำพลังงานทางเลือกหรือพลังงานทดแทนมาใช้แทนพลังงานจากปิโตรเลียม หรือพลังงานไฟฟ้าที่ใช้อยู่ในปัจจุบันซึ่งมีปริมาณลดลงอย่างรวดเร็ว พลังงานทางเลือกหรือพลังงานทดแทนรูปแบบหนึ่งที่สามารถนำมาใช้คือ “พลังงานจากชีวมวล” (Biomass Energy) นั่นเอง โดยชีวมวล (Biomass) จะประกอบด้วย คาร์บอน ไฮโดรเจน ออกซิเจน รวมทั้งมีปริมาณของไนโตรเจนและธาตุอื่นๆ อีกเล็กน้อย ซึ่งได้จากพวกพืช สัตว์ หรือผลิตภัฑณ์จากสัตว์ ขยะ เศษไม้ เศษอาหารในครัวเรือน โดยชีวมวลที่ถูกนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงจะเปลี่ยนรูปเป็นพลังงานความร้อน หรือพลังงานไฟฟ้า ขึ้นกับกระบวนการของการแปรรูป 

          ขยะถือเป็นแหล่งพลังงานทดแทนในรูปแบบหนึ่ง ซึ่งสามารถนำมาใช้เป็นพลังงานทดแทนเพื่อลดปริมาณขยะที่เกิดมากขึ้นในทุกวันได้ พลังงานทดแทนจากขยะที่ได้จะอยู่ในรูปของความร้อน ไฟฟ้า เชื้อเพลิง พลังงานก๊าซชีวภาพซึ่งได้จากหลุมฝังกลบขยะ ก๊าซชีวภาพจากการหมัก หรือเชื้อเพลิงขยะอัดก้อน เป็นต้น ข้อดีของการนำขยะมาผลิตเป็นพลังงานทดแทน คือเป็นแหล่งพลังงานราคาถูก สามารถลดปัญหาเรื่องการกำจัดขยะ ช่วยลดภาวะโลกร้อนได้ นอกจากนี้ในปัจจุบันยังได้มีการนำวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตร เช่น ฟางข้าว แกลบ เปลือกไม้ มาทำเชื้อเพลิงชีวมวลชนิดของแข็ง (Solid-Biofuels)  ซึ่งเชื้อเพลิงชีวมวลแต่ละประเภทจะให้พลังงานจากการเผาไหม้แตกต่างกันออกไปตามลักษณะองค์ประกอบ ซึ่งจะแปรผันตามค่าความร้อน และค่าความร้อนจะแปรผกผันตามค่าความชื้น และสัดส่วนความชื้นที่สะสมอยู่ในชีวมวล

          คุณสมบัติที่สำคัญของชีวมวลต่อหนึ่งหน่วยโดยน้ำหนักประกอบไปด้วย C H  O  N  S  เถ้า (Ash) และ ความชื้น (moisture) ซึ่งถือเป็นข้อมูลพื้นฐานสำหรับผู้ที่สนใจในการนำชีวมวลมาแปลงเป็นพลังงาน เนื่องจากคุณสมบัติเหล่านี้จะเป็นตัวช่วยในการเลือกกระบวนการแปลงชีวมวลเป็นพลังงาน และช่วยบ่งบอกความยากง่ายของการนำชีวมวลที่มีมาแปลงเป็นพลังงานในแต่ละกระบวนการ เพื่อเลือกกระบวนการแปลงชีวมวลเป็นพลังงานให้เหมาะสมที่สุด นอกจากนี้พลังงานชีวมวลต้องมีการทดสอบคุณสมบัติตามค่ามาตรฐาน เพื่อเป็นมาตรฐานในการผลิต-ส่งออกและการพัฒนาเชื้อเพลิงชีวมวลสาหรับอนาคต โดยคุณสมบัติที่สำคัญของชีวมวล ได้แก่ ค่าความชื้นในชีวมวล, ค่าความร้อน, สัดส่วนของคาร์บอนคงที่และอื่นๆ, สัดส่วนเถ้า, สัดส่วนโลหะอัลคาไล, อัตราส่วนเซลลูโลส/ลิกนิน และ ขนาดและความหนาแน่นรวม

           ในที่นี้จะกล่าวถึงค่าความร้อนและสัดส่วนของโลหะอัลคาไล ค่าความร้อนในชีวมวลคืออะไร  ค่าความร้อนเป็นปริมาณความร้อนที่เกิดจากการเผาไหม้ด้วยอากาศ (Combustion) ของชีวมวลแต่ละชนิด โดยทั่วไปค่าความร้อนจะแสดงในรูปของปริมาณความร้อนต่อหนึ่งหน่วยน้ำหนักหรือหนึ่งหน่วยปริมาตร โดยค่าความร้อนแบ่งออกเป็น 2 รูปแบบได้แก่ ค่าความร้อนสูงสุด (higher heating value, HHV) หรือ Gross calorific value คือค่าความร้อนที่ได้จากการเผาไหม้เชื้อเพลิงทั้งหมด โดยปรกติแล้วในเชื้อเพลิงจะมีน้ำปนอยู่ด้วย และเมื่อเผาไหม้ น้ำส่วนนี้จะรวมกับน้ำที่เกิดจากการเผาไหม้ของไฮโดรเจน (Hydrogen) ซึ่งจะมีความร้อนส่วนหนึ่งถูกนำไปใช้ในรูปความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอ ค่าความร้อนต่ำ ( lower heating value, LHV) หรือ Net Calorific Value  คือ ค่าความร้อนที่ปล่อยออกมาจากการเผาไหม้ชีวมวล โดยหักค่าความร้อนสำหรับการกลั่นตัวของไอน้ำออกไป ซึ่งค่าความชื้นจะมีผลโดยตรงกับค่า LHV นี้ โดยสรุปคือ     

Gross Calorific Value (GCV)             = Net Calorific Value (NCV) + Heat of vaporization     (หน่วยพลังงาน/มวล)

หรือ Heat of vaporization                  = HHV- HV                                                                    (หน่วยพลังงาน/มวล)

          เทคนิค Organic Elemental Analysis หรือ OEA เป็นเทคนิคการเผาไหม้ตัวอย่างที่นอกจากจะบอกปริมาณของธาตุ C H N S และ O ได้แล้ว ยังสามารถคำนวณหาค่าพลังงานความร้อนได้จากซอฟแวร์

สามารถศึกษาข้อมูลเพิ่มเติมได้จาก https://assets.thermofisher.com/TFS-Assets/CMD/Application-Notes/an-42151-oea-chnso-biomass-biofuels-an42151-en.pdf

          สัดส่วนโลหะอัลคาไล (Alkali metal ) ในชีวมวลคือโลหะจำพวก โซเดียม (Na), โพแทสเซียม (K) ,แมกนีเซียม (Mg) , ฟอสฟอรัส (P) และ แคลเซียม (Ca) โลหะอัลคาไลเป็นคุณสมบัติที่สำคัญอย่างหนึ่งโดยเฉพาะอย่างยิ่งในกระบวนการเผาไหม้ คือ เมื่อถูกความร้อนปริมาณมากจะหลอมเหลวกลายเป็นเมือกเหนียว  (Sticky) ดังนั้นการทราบปริมาณของโลหะเหล่านี้จึงเป็นสิ่งสำคัญเพื่อช่วยในการควบคุมกระบวนการแปลงพลังงานชีวมวลให้มีคุณภาพ เช่น การควบคุมความร้อนในการเผาไหม้ไม่ให้สูงเกินไปเมื่อมีปริมาณของโลหะเหล่านี้สูง เทคนิคการทดสอบหาปริมาณโลหะอัลคาไลมีด้วยกันหลายเทคนิค เทคนิคที่เป็นที่นิยม ได้แก่ เทคนิค Inductively coupled plasma optical emission spectrometry หรือ ICP-OES ซึ่งอาศัยหลักการคายพลังงานแสงของธาตุหรือโลหะเมื่อได้รับพลังงานความร้อนจากพลาสมา เทคนิค ICP-OES สามารถหาปริมาณของโลหะต่างๆ ได้ในเวลาเดียวกัน สะดวก รวดเร็ว เพียงไม่กี่นาที และให้ผลการทดสอบที่มีความถูกต้อง แม่นยำสูง

สามารถศึกษาข้อมูลเพิ่มเติมได้จาก https://www.scispec.co.th/portfolio_TEA.html