Biomasa
Biomasa – oznacza ulegającą biodegradacji frakcję produktów, odpadów i pozostałości z produkcji rolnej (w tym substancje pochodzenia roślinnego i zwierzęcego), leśnej i powiązanych gałęzi przemysłu, w tym rybołówstwa i akwakultury, a także biogazy i ulegającą biodegradacji frakcję odpadów przemysłowych i komunalnych[1].
Wyróżnia się czasem fitomasę (biomasę roślin) oraz zoomasę (biomasę zwierząt), a także biomasę mikroorganizmów (np. plankton). Inny podział wyróżnia w ekosystemach biomasę producentów i biomasę konsumentów, które składają się na całkowitą biomasę biocenozy (oszacowania dotyczące biosfery). Biomasa producentów tworzona jest w procesie fotosyntezy. Konsumenci i reducenci (destruenci) tworzą swoją biomasę kosztem biomasy producentów.
Produkcja biomasy
[edytuj | edytuj kod]
Poprzez fotosyntezę energia słoneczna jest akumulowana w biomasie, początkowo organizmów roślinnych, później w łańcuchu pokarmowym także zwierzęcych. Energię zawartą w biomasie można wykorzystać dla celów człowieka. Polega to na przetwarzaniu na inne formy energii poprzez spalanie biomasy lub spalanie produktów jej rozkładu. W wyniku spalania uzyskuje się ciepło, które może być przetworzone na inne rodzaje energii, np. energię elektryczną.
Biomasa wyrażana jest w postaci świeżej masy (organizmów żywych lub naturalna masa organizmów żywych) oraz suchej masy (masa organizmów żywych po wysuszeniu lub odparowaniu wody). Biomasa wyrażana jest w jednostkach wagowych (np. gram lub kilogram), a także w przeliczeniu na węgiel organiczny lub w jednostkach energii (kaloria, dżul).
Pomiar biomasy pozwala obliczyć produkcję biologiczną (zob. produktywność) poszczególnych jednostek organizacji biologicznej: osobnika, populacji, biocenozy, ekosystemu, biomu czy całej biosfery.
Rodzaje biomasy
[edytuj | edytuj kod]Do celów energetycznych wykorzystuje się najczęściej:
- drewno o niskiej jakości technologicznej oraz odpadowe;
- słomę, makuchy i inne odpady produkcji rolniczej;
- odchody zwierząt;
- osady ściekowe;
- wodorosty uprawiane specjalnie w celach energetycznych;
- odpady organiczne, np. wysłodki buraczane, łodygi kukurydzy, trawy, lucerny;
- oleje roślinne i tłuszcze zwierzęce.
W Polsce na potrzeby produkcji biomasy można uprawiać rośliny szybko rosnące:
- wierzba wiciowa (Salix viminalis)
- ślazowiec pensylwański lub inaczej malwa pensylwańska (Sida hermaphrodita)
- topinambur, czyli słonecznik bulwiasty (Helianthus tuberosus)
- róża wielokwiatowa znana też jako róża bezkolcowa (Rosa multiflora)
- rdestowiec sachaliński (Polygonum sachalinense)
- trawy wieloletnie, jak np.:
- miskant:
- miskant olbrzymi, czyli trawa słoniowa (Miscanthus sinensis gigantea)
- miskant cukrowy (Miscanthus sacchariflorus)
- spartina preriowa (Spartina pectinata)
- palczatka Gerarda (Andropogon gerardi)
- proso rózgowe (Panicum virgatum).
- miskant:
Wady i zalety
[edytuj | edytuj kod]Spalanie biomasy jest uważane za korzystniejsze dla środowiska niż spalanie paliw kopalnych, gdyż zawartość szkodliwych pierwiastków (przede wszystkim siarki) w biomasie jest niższa niż w przeciętnym węglu. Źródła biomasy są też stosunkowo jednorodnie rozmieszczone przestrzennie, co potencjalnie ogranicza konieczność transportu w stosunku do paliw kopalnych.
Biomasa ma teoretycznie korzystniejszy bilans dwutlenku węgla od paliw kopalnych ze względu na to, że rosnąc pochłania jego część w procesie fotosyntezy. Chęć ograniczenia emisji CO2 skutkowała wprowadzeniem subsydiów dla uprawy roślin energetycznych, a następnie wprowadzeniem obowiązku współspalania biomasy wraz z paliwami kopalnymi w elektrowniach. W praktyce bilans CO2 jest znacznie mniej korzystny niż wynika to z obliczeń teoretycznych, ze względu na emisje w trakcie produkcji (np. przeróbki na pelety) oraz transportu biomasy. Według badań Princeton University wykorzystanie biomasy do celów energetycznych dopiero po ok. 100 latach bilansuje emisję CO2 do zera[2].
Metody wykorzystania energetycznego biomasy
[edytuj | edytuj kod]Tradycyjnie powszechnie wykorzystuje się biomasę do ogrzewania i gotowania. W ramach wysiłków dążących do uniezależnienia potrzeb energetycznych od paliw kopalnych pojawiła się również tendencja do zaawansowanej konwersji biomasy, głównie do produkcji energii elektrycznej w elektrowniach cieplnych. Największy w Polsce kocioł opalany biomasą znajduje się w Elektrowni Połaniec. Oprócz bezpośredniego spalania wysuszonej biomasy, energię pochodzącą z biomasy uzyskuje się również poprzez:
- zgazowanie – gaz generatorowy (głównie wodór i tlenek węgla) powstały ze zgazowania biomasy w zamkniętych reaktorach (tzw. gazogeneratorach) – jest on spalany w kotle lub bezpośrednio napędza turbinę gazową bądź silnik spalinowy, może być też surowcem do syntezy Fischera-Tropscha.
- w wyniku fermentacji biomasy otrzymuje się biogaz, metanol, etanol, butanol i inne związki, które mogą służyć jako paliwo.
- estryfikację – biodiesel.
Wykorzystanie energetyczne biomasy w Polsce w latach 2005–2012
[edytuj | edytuj kod]W większości polskich elektrowni w latach 2005–2012 realizowano tzw. współspalanie, czyli spalanie węgla z dodatkiem biomasy, a nie czystej biomasy. W związku z brakiem odpowiedniej wentylacji linii technologicznych doszło do szeregu pożarów i wybuchów, w tym z ofiarami śmiertelnymi[3].
Regulacja rynku biomasy
[edytuj | edytuj kod]W Unii Europejskiej przemysł energetyczny ma obowiązek korzystania z biomasy jako paliwa. Ze względu na niewystarczającą podaż w Europie i wyższe ceny praktyczną konsekwencją tych regulacji jest import biomasy spoza Unii Europejskiej, np. z Afryki czy Azji, co niweczy korzyści związane z ograniczeniem emisji.
W Polsce z importu pochodzi 85% biomasy[4][5]. Przykładem może być elektrownia Dalkia Łódź, która importuje biomasę (zrębki drzewne) z Republiki Komi (Rosja), przewożąc co miesiąc około 7 tys. ton zrębków na odległość ponad 7 tys. km[6]. Równocześnie znaczna część polskiej biomasy jest spalana przez elektrownie niemieckie[7]. Inne elektrownie importują np. łupiny orzechów olejowca gwinejskiego z Malezji[8].
Z kolei w Wielkiej Brytanii spala się ponad 6 mln ton biomasy drzewnej pochodzącej ze Stanów Zjednoczonych i transportowanej na odległość 7400 km transportem morskim[9].
Zobacz też
[edytuj | edytuj kod]
- Biomasa (ekologia)
- biopaliwo
- odnawialne źródła energii
- produktywność ekosystemu
- produkcja pierwotna i produkcja wtórna, współczynnik P/B
- materia organiczna
Przypisy
[edytuj | edytuj kod]- ↑ Rozporządzenie Komisji (UE) nr 651/2014 z dnia 17 czerwca 2014 r. uznające niektóre rodzaje pomocy za zgodne z rynkiem wewnętrznym w zastosowaniu art. 107 i 108 Traktatu. (CELEX: 32014R0651).
- ↑ The fuel of the future: Environmental lunacy in Europe. The Economist, 2013.
- ↑ Przy współspalaniu paliło się nie raz. WNP.PL, 2012.
- ↑ Produkcja biomasy na potrzeby własne energetyki. Forum Biomasy, 2012.
- ↑ The Department for Transport will not commit to biofuels yet. Action Aid UK, 2010. [dostęp 2012-09-17]. [zarchiwizowane z tego adresu (2012-05-09)].
- ↑ Centrozap sprzedaje w Polsce biomasę z Rosji. WNP, 2012.
- ↑ Drewno z Polski trafia do niemieckich elektrowni?. CIRE, 2013.
- ↑ Znowu fetor z portu w Gdyni. Powód: biomasa. 2015.
- ↑ British Power Stations Are Burning Wood From US Forests – To Meet Renewables Target.
Bibliografia
[edytuj | edytuj kod]- Łabno G., Ekologia – Słownik encyklopedyczny, Wyd. Europa, Wrocław 2006.
- Słownik hydrobiologiczny – terminy, pojęcia, interpretacje, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2002.
- Hłuszyk H., Stankiewicz A., Szkolny słownik – Ekologia. WSiP, Warszawa 1996.
Linki zewnętrzne
[edytuj | edytuj kod]- Agroenergetyka.pl serwis – biomasa, biopaliwa, energetyka, OŹE
- Biofuel Literature. petroleum.berkeley.edu. [zarchiwizowane z tego adresu (2010-03-26)]. (ang.)
