Biomasa jako odnawialne źródło energii

Mianem biomasy określa się stałą lub płynną mieszankę substancji pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego, która może zostać wykorzystana jako źródło energii odnawialnej. Chociaż stosowana jest od zarania dziejów, ostatnio wzbudza spore zainteresowanie. Mówi się wręcz, że to jeden z bardziej przyszłościowych surowców energetycznych, który już za niespełna dziesięć lat może zaspokoić aż 60% światowego zapotrzebowania na energię.

Biomasa jako źródło energii odnawialnej (OZE)

Mianem biomasy określa się substancje pochodzenia roślinnego i zwierzęcego, które są w stanie ulegać procesowi biodegradacji (procesowi biochemicznemu polegającemu na rozkładzie związków organicznych na związki nieorganiczne). Pozyskuje się ją z odpadów przemysłu rolnego, leśnego oraz przemysłu przetwarzającego produkty rolne i leśne. Kategoria biomasy obejmuje też tak zwane rośliny energetyczne takie, jak: wierzba wiciowa i ślazowiec pensylwański charakteryzujące się dużym rocznym przyrostem i uprawiane celowo pod przemysł energetyczny.

Biomasa uznawana jest za odnawialne źródło energii, ponieważ w wyniku jej spalania i konwersji uzyskuje się czystą i niezależną moc. Biogaz zalicza się do grona OZE, ponieważ jego spalanie nie wiąże się z emisją dwutlenku węgla do atmosfery. Ponadto przewagą biomasy nad konwencjonalnymi źródłami energii są jej: efektywność, ekonomiczność i ekologiczność.

Procesy przekształcające biomasę na energię

Energia biomasy nadaje się do wytwarzania zarówno energii cieplnej, jak również elektrycznej. Najczęściej dzieje się to w procesie spalania. To jedna z najtańszych technik przetwarzania źródeł energii odnawialnej. Wśród innych procesów służących przekształceniu biomasy na energię znajdują się:

• konwersja termochemiczna – w ten sposób powstają paliwa stałe, gazowe i ciekłe;
• konwersja chemiczna – w ten sposób powstają paliwa płynne;
• konwersja biologiczna – w ten sposób powstają paliwa płynne i gazowe.

Rodzaje biomasy

Biomasa może występować w trzech stanach skupienia:

• stałym;
• ciekłym;
• gazowym.

Surowce wchodzące w skład biomasy można również dzielić z uwzględnieniem kryterium ich pochodzenia na:

• pierwotne;
• wtórne.

Biomasa w stanie stałym

Biomasą w stanie stałym są na przykład:

• drewno odpadowe z leśnictwa i przemysłu drzewnego;
• słoma;
• siano;
• plony z plantacji roślin energetycznych;
• brykiet;
• pellet.

Biomasa występująca w stałym stanie skupienia nadaje się do bezpośredniego spalania w paleniskach otwartych lub zamkniętych. Jest tym bardziej wartościowym opałem, im bardziej jest wysuszona i zagęszczona. Biomasę w tym stanie skupienia daje się spalać samodzielnie lub jako dodatek do innego paliwa.

Biomasa w stanie ciekłym

Biomasa w stanie ciekłym przeszła już proces przetwarzania na paliwo płynne (pirolizę). Wśród tego rodzaju paliw znajdują się przede wszystkim:

• biodiesel;
• metanol;
• etanol;
• oleje roślinne.

Biomasa w stanie gazowym

Gazy pochodzące z procesów przetwarzających biomasę daje się spalać w celu produkcji energii cieplnej lub w celu wykorzystania w turbinach produkujących energię. Wśród paliw w stanie gazowych o pochodzeniu z biomasy znajdują się:

• biogaz – produkt fermentacji beztlenowej;
• gaz syntezowy – produkt procesu zgazowania;
• gaz drzewny – produkt procesu gazyfikacji.

Energetyczne surowce pierwotne

Do grona energetycznych surowców pierwotnych zalicza się najczęściej:

• drewno będące odpadem w przemyśle drzewnym;
• słomę i siano, które pochodzą ze zbóż lub strączków roślin oleistych;
• rośliny z upraw energetycznych, a więc plantacji sadzonych jedynie w celach produkcji biomasy.

Energetyczne surowce wtórne

Wśród energetycznych surowców wtórnych znajdują się:

• odpady pochodzące z przemysłu celulozy i papiernictwa;
• odpady pochodzące z przemysłu browarniczego i spożywczego, na przykład: słód, melasa;
• osady ościekowe i komunalne;
• biogazy pochodzące z wysypisk śmieci i oborników;
• biopaliwa płynne: oleje roślinne, bioetanol, biodiesel.

Produkcja biomasy

Biomasa powstaje najczęściej w środowisku naturalnym, a proces jej tworzenia jest w pełni samoistny. Następuje na skutek oddziaływania promieni słonecznych, powietrza oraz gleby.

Produktem spalania biomasy jest ciepło, które może być przetworzone na inny rodzaj energii: elektryczną, cieplną lub mechaniczną.

Wykorzystanie biomasy w Polsce

W Polsce szeroko podnosi się kwestie przemawiające za energetycznym wykorzystaniem biomasy. Wśród argumentów wymienia się między innymi:

• nieuciążliwe metody pozyskiwania energii z biomasy;
• prostą i efektowną produkcję energii z biomasy;
• stosunkowo niewielkie koszty inwestycji zmierzające do umożliwienia wykorzystania biomasy jako źródła energii odnawialnej.

Biomasa stanowi alternatywę dla drewna opałowego lub węgla, które w Polsce cały czas są nagminnie wykorzystywanym źródłem ciepła. Ponadto to dobry i opłacalny pomysł na zagospodarowanie ziemi o niskiej klasie, na której nie opłaca się uprawiać roślin jadalnych.

Wady biomasy jako alternatywnego źródła energii

Za podstawową wadę biomasy uznaje się konieczność stworzenia odpowiednich warunków transportowych i magazynowych, aby zachować jak najwyższe właściwości surowca. Powinna ona być sucha i zagęszczona, dlatego często przetwarza się ją na brykiet i pellet. Należy mieć również na uwadze, iż spalanie biomasy wiąże się z emisją szkodliwego dwutlenku siarki oraz tlenków azotu. Dodatkowo suchy surowiec cechuje się dwukrotnie niższą wydajnością od tradycyjnego węgla.

Podsumowując, mianem biomasy określa się resztki roślinne i zwierzęce, odpady komunalne i przemysłowe oraz rośliny energetyczne. Surowce te w sposób naturalny ulegają procesowi biodegradacji. Biomasę najczęściej spala się, aby w ten sposób uzyskać ciepło służące do ogrzewania lub mogące zostać przetworzone na energię elektryczną lub mechaniczną. Wykorzystanie biomasy uznaje się za ekologiczny i ekonomiczny nośnik energii o dużym potencjale w Polsce.