Dlaczego biomasa jest odnawialnym źródłem energii?

Czym jest biomasa?

Biomasa jest jednym ze źródeł, jakie wykorzystuje się do wytwarzania energii odnawialnej i ma kilka postaci. Może być stałą lub płynną mieszaniną substancji pochodzenia roślinnego, lub zwierzęcego. Co istotne, te surowce mają właściwości biodegradacji, czyli podlegają biochemicznemu procesowi rozkładu związków organicznych na związki nieorganiczne. 

Jak powstaje biomasa?

Sam proces wykorzystuje energię słońca i zjawisko fotosyntezy. Naturalne właściwości promieni słonecznych, powietrza i gleby pozwalają na samoistną produkcję biomasy. W wyniku spalania biomasy uzyskuje się ciepło, które z kolei można przetworzyć na inny rodzaj czystej energii, na przykład energię elektryczną, cieplną lub mechaniczną. Wykorzystanie biomasy, jako nośnika energii ma wiele walorów – ekologicznych, ekonomicznych i społecznych.

Fotowoltaika od Columbus Energy

Gdzie występuje biomasa i jakie są jej rodzaje?

Aby wytworzyć bioenergię z biomasy, sięga się po rozmaite surowce, które dzieli się ze względu na ich pochodzenie. Wyróżniamy energetyczne surowce pierwotne (drewno, słoma osady) i wtórne (biogaz, etanol, makulatura, estry olejów). Wymieńmy kilka ze źródeł biomasy:

  • drewno, które jest odpadem w przemyśle drzewnym (biomasa drzewna)
  • słoma i siano pochodzące ze zbóż, strączków oraz roślin oleistych na przykład rzepaku, słonecznika lub konopi
  • rośliny z upraw energetycznych, czyli z plantacji przeznaczonych na produkcję biomasy, na przykład topinambur, rdest, proso i inne surowce
  • odpady pochodzące z przemysłu celulozy i papiernictwa
  • organiczne odpady w postaci słodu, melasy i innych surowców pochodzące z przemysłu browarniczego i spożywczego
  • osady ściekowe i komunalne
  • biogazy pochodzące z wysypisk, czy z obornika
  • biopaliwa płynne, a w tym oleje roślinne, bioetanol oraz biodiesel

Przetwarzanie biomasy do celów energetycznych

Najczęściej stosowanym sposobem przetwarzania biomasy na energię użyteczną jest jej spalanie (spalanie bezpośrednie, jako biopaliwa lub biogaz). W zależności od rodzaju rośliny oraz od procesu jej przygotowania zależna jest konstrukcja danej instalacji, oraz warunki spalania. Dzięki temu procesowi można wytworzyć energię potrzebną do ogrzania budynków oraz wody użytecznej. Energia uzyskana z biomasy jest wykorzystywana też w przemyśle ciepła technologicznego oraz do wytwarzania energii elektrycznej w turbinach parowych.

Biomasa jest przekształcana w energię poprzez różne procesy, a w tym:

  • bezpośrednie spalanie w celu wytworzenia ciepła
  • konwersję termochemiczną do produkcji paliw stałych, gazowych i ciekłych
  • konwersję chemiczną w celu produkcji paliw płynnych
  • biologiczną konwersję do produkcji paliw płynnych i gazowych

Termochemiczna konwersja biomasy obejmuje na przykład proces pirolizy, czyli suchej destylacji, która zachodzi pod wpływem oddziaływania wysokiej temperatury. Kolejnym takim procesem jest zgazowanie, które polega na przeróbce paliwa stałego na gaz. Procesy te odbywają się w wysokich temperaturach, w zamkniętych zbiornikach ciśnieniowych zwanych gazownikami. 

Uzyskiwanie biogazu z biomasy

Biomasę można przekształcać też na biogaz. Jest on wytwarzany w procesach fermentacji osadów pochodzących z oczyszczalni ścieków, organicznych odpadów wysypiskowych oraz fermentacji obornika w gospodarstwach rolnych. Gaz pirolityczny jest wykorzystywany do napędu silników spalinowych lub do spalania w kotłach gazowych.

Czy biomasa jest paliwem ekologicznym?

Produkcja bioetanolu i biodiesla jest alternatywnym rozwiązaniem na rynku paliw. Dzięki temu można ograniczyć emisję gazów cieplarnianych, zmniejszyć zużycie ropy naftowej, a tym samym zredukować zanieczyszczenia środowiska. Bioetanol może być produkowany z rozmaitych surowców, jakimi są rośliny oleiste, takie jak wspomniane konopie, czy słonecznik. Amerykański Federal Civil Defense Administration twierdzi, że biomasa z konopi to jedno z najefektywniejszych rozwiązań w dziedzinie uzyskiwania biopaliw. Do wytwarzania biopaliw wykorzystuje się też buraki cukrowe, zboża i ziemniaki. Rozwój biopaliw w Polsce jest możliwy dzięki dużej ilości tych surowców, a biodiesel i bioetanol są paliwami utlenionymi i praktycznie nietoksycznymi. 

Dlaczego biomasa jest odnawialnym źródłem energii?

W związku z tym, że ze spalania i konwersji biomasy uzyskuje się czystą i niezależną moc, jest ona jednym ze źródeł energii odnawialnej. Biogaz jest uważany za odnawialne źródło energii ze względu na swoją zerową emisję CO2 do atmosfery. Podczas spalania biogazu, jak i absorbowania go z atmosfery, ilość dwutlenku węgla jest w obu przypadkach taka sama. Biomasa wykazuje przewagę nad konwencjonalnymi źródłami energii dzięki swojej efektywności, wymiarowi ekonomicznemu oraz ekologicznemu.

Biomasa w Polsce – zalety

Argumentami przemawiającymi za energetycznym wykorzystaniem biomasy mogą być nieuciążliwe metody pozyskiwania energii, prosta i efektywna produkcja, mała inwestycja, która czyni biomasę najmniej kosztownym źródłem energii odnawialnej, ożywienie lokalnego rolnictwa, wspomaganie procesu uzyskiwania dochodów na wsiach, poprawa bilansu paliwowego w regionie i inne. 

Czy łatwo wytwarzać energię z biomasy?

Trudności w przetwarzaniu biomasy na energię mogą pojawiać się, jeśli: niepewna jest skala przewidywanych plonów do wytwarzania biomasy, spalanie biomasy następuje w nieprzygotowanych do tego procesu piecach, rośliny nie spełniają parametrów, na przykład są zbyt wilgotne lub o niskim potencjale energetycznym, czy jeśli pojawiają się problemy w transporcie. Mikro i makro skala zastosowania biomasy różnią się od siebie, dlatego te procesy powinny odbywać się w pełni profesjonalnie.