Să aflăm cum se obține combustibilul sau energia electrică și termică din deșeurile agricole
Astăzi vom discuta despre biomasa, încercând să înțelegem ce este aceasta, ce impact are asupra mediului și cum poate da naștere energiei. În final, vom vedea care este stadiul tehnicii în România în ceea ce privește exploatarea ei.
Ce este biomasa
Termenul de biomasă indică o serie de materiale de origine biologică. Este reprezentată în general de deseuri din activitati agricole, care pot fi modificate prin diverse procedee, pentru a obtine combustibil sau energie electrica si termica.
Biomasa include:
- lemne de foc
- ramuri si reziduuri ale activitatilor agricole si forestiere
- deșeuri din industria alimentară
- deşeuri lichide provenite din ferme
- Alge
Dar asta nu este tot. Sunt incluse și plantele cultivate special pentru producerea de energie și deșeuri organice municipale.
Biomasă: definiție
Termenul „Biomasă” include o gamă largă de materiale, de natură variată și care pot fi prezentate sub formă de diferite stări fizice: solide, lichide și gazoase.
Biomasa poate fi deci definită ca orice substanță de origine organică, animală sau vegetală, care nu a suferit niciun proces de fosilizare și din care se poate obține energie.
Din alt punct de vedere putem considera deci biomasa orice substanta care deriva din fotosinteza clorofilei, direct sau indirect.
Biomasa: exemple
Biomasa este partea biodegradabilă a tuturor produselor provenite din culturi agricole și silvicultură (inclusiv reziduurile din procesele agricole și silvice), deșeurile de la produsele agroalimentare destinate consumului uman sau zootehnie, reziduurile industriale din prelucrarea lemnului și a hârtiei (cu condiția să nu fie chimic sau tratate), toate produsele ecologice derivate din activitatea biologică a animalelor și a oamenilor .
Statul definește biomasa:
• lemne de foc
• reziduuri de lignoceluloză
• produse secundare ale culturilor agricole și prelucrării agroalimentare
• culturi agricole și forestiere dedicate
• gunoi de grajd
Să vedem câteva exemple practice de biomasă:
- deşeuri agroindustriale
- nămol de epurare
- deşeuri obţinute din tăiere
- așchii de lemn
- coji de fructe uscate
- coji de fructe si legume
- alune de padure
- tescovină
Care sunt cele trei tipuri principale de biomasă
Putem distinge între 3 tipuri de biomasă.
Biomasa vegetală
Biomasa de origine vegetală este cea mai utilizată. Acestea provin din deșeuri din agricultură, grădinărit și întreținerea pădurilor.
În această categorie sunt incluse și unele specii de plante care sunt cultivate special pentru furnizarea de material adecvat producerii de energie.
Biomasele vegetale sunt lemn, tescovină, resturi vegetale, coji de fructe și legume.
Biomasă animală
Acestea sunt biomasă care provine din reproducerea animalelor erbivore. Cel mai des folosit tip este gunoiul de grajd, deoarece conține toate gazele și energia chimică produsă de iarba pe care animalele au mâncat-o și apoi au digerat-o.
Biomasa animală include și cele care provin din carcase de animale. Cu toate acestea, această din urmă practică este considerată controversată.
Biomasă microbiană
Biomasa microbiană provine din sol și este disponibilă datorită elementelor care alcătuiesc solul: sulf și azot, dar și ciuperci, bacterii și toți microbii prezenți în sol.
La urma urmei, fiecare sol în care plantele cresc și se descompun și unde animalele și fecalele lor se descompun uneori este caracterizat de diferiți nutrienți care sunt posibile surse de energie.
Biomasă lichidă
Energia poate fi obținută nu numai din biomasă solidă, ci și din biomasă lichidă. Este un tip de biomasă care derivă din presarea și rafinarea ulterioară a semințelor oleaginoase sau a altor părți ale anumitor plante.
Biomasa lichidă include în principal:
- uleiuri vegetale ( porumb , rapiță , soia , floarea soarelui …)
- biodiesel, obținut din grăsimi animale și uleiuri vegetale și care poate fi utilizat în locul motorinei
- bioetanol: alcool produs prin fermentarea biomasei
La ce se folosește biomasa?
Diferitele materiale pot fi refolosite pentru a produce energie în trei scopuri.
- producția directă de biocombustibili (biocombustibil).
- generarea de energie electrică și căldură (bioenergie)
- crearea de compuși chimici (bioprodus).
Biomasa: cum pot fi folosită pentru a produce energie
Procedura de transformare depinde în mod natural de produsul final.
- Biocarburanții, cum ar fi bioetanolul, biodieselul, hidrocarburile sintetice și uleiurile vegetale, pot fi obținuți prin fermentare, presare sau alte procese chimice.
- Energia termică poate fi obținută direct prin arderea biomasei lemnoase (bușteni de lemn sau peleți) în cazane de înaltă eficiență sau centrale de cogenerare. Acestea din urmă produc și energie electrică.
- Biogazul este obţinut printr-un proces specific de digestie anaerobă, iar la rândul său biogazul este utilizat pentru generarea directă de energie sau ca combustibil.
Pe scurt, este un proces de fermentare controlată a biomasei (nămol, deșeuri agroindustriale etc.) care produce biogaz foarte bogat în metan (până la 70%). De aici obținem apoi energie electrică introdusă direct în rețea sau energie termică, care poate fi folosită, de exemplu, pentru încălzirea locuințelor.
Comoditatea variază în funcție de utilizări. Cea mai eficientă utilizare a energiei biomasei a fost găsită pentru încălzire, producerea de energie electrică și biocombustibili de nouă generație. Mult mai puțin pentru cei din trecut, cum ar fi etanolul produs din grâu.
Biomasele sunt apoi utilizate în centralele electrice pe biomasă, care extrag energia prin diferite tehnici:
- arderea directă a biomasei
- piroliza
- extragerea gazului de sinteză prin gazificare
Dezavantaje și limitări biomasei
Principala limită a exploatării biomasei ca sursă de energie este legată de lipsa spațiului pentru cultivare. De fapt, pentru a obține un beneficiu economic semnificativ, ar fi necesar să se producă cantități foarte mari de material. În acest fel, însă, se ia spațiu din cultură pentru uz alimentar și alte activități agricole.
Producerea acestei surse de bioenergie necesita schimbari profunde in planificarea activitatii agricole: cultivarea produselor alimentare trebuie de fapt distincta clar, si din motive de siguranta igienico-sanitara, de cea a surselor de energie.
Preocuparea unor experți, exprimată și într-un raport al ONU, este că masificarea culturilor bioenergetice ar putea avea un impact negativ. Pentru că ar lua pământ și apa din producția de alimente sau chiar din păduri. În plus, cererea în creștere de materii prime pentru producția de energie ar putea conduce la creșterea prețurilor la produsele alimentare.
În plus, biomasa nu este disponibilă în orice moment al anului. Prin urmare, nu pot fi folosite ca sursă unică de energie.
Avantajele biomasei
Avantajele sunt multe:
- nu necesită utilizarea unor tehnologii costisitoare
- poate fi produsă cu ușurință chiar și în cele mai sărace țări, nu este poluantă și poate promova dezvoltarea durabilă.
- folosesc mai eficient resursele naturale, deoarece materialele reziduale folosite în producerea lor ar fi altfel aruncate sau eliminate.
- generați o varietate de produse secundare utile și profitabile, inclusiv îngrășăminte cu costuri reduse.
- este o resursă fundamentală pentru zonele rurale în sine, producția, de fapt, ar crește enorm disponibilitatea energiei electrice pentru milioane de fermieri și ferme, favorizând astfel creșterea productivității
- este printre cele mai „curate” surse de energie. Producerea și transformarea generează foarte puține reziduuri poluante
Impactul asupra mediului al energiei din biomasă
Biomasa este o resursă de energie alternativă valoroasă. Cu toate acestea, trebuie să învățăm să le folosim mai eficient, pentru a limita și posibilele daune mediului. Acesta este avertismentul care reiese din dosarul „ Bionergiile în Europa din perspectiva eficienței resurselor ”, produs de Agenția Europeană de Mediu (AEE).
„Bioenergia este o componentă importantă a mixului nostru de energie regenerabilă, contribuind la asigurarea unei aprovizionări constante cu energie. Dar acest studiu subliniază faptul că biomasa forestieră și terenurile productive sunt resurse limitate și fac parte din „capitalul natural” al Europei. Prin urmare, este esențial să luăm în considerare modalități prin care putem folosi resursele existente în mod eficient, înainte de a necesita noi terenuri pentru producerea de energie ”, a declarat Hans Bruyninckx, director executiv al SEE.
Utilizarea pe scară largă a copacilor maturi pentru producerea de energie este, de asemenea, complet descurajată. Acest lucru se datorează timpilor lungi necesari pentru recreștere și deci pentru recaptarea dioxidului de carbon emis în atmosferă în urma arderii lemnului.
În domeniul combustibililor, SEE recomandă cu tărie utilizarea deșeurilor organice și a reziduurilor agrosilvice. Acestea nu necesită consumul de teren nou, reduc risipa de apă și reduc emisiile de gaze cu efect de seră.
Cât poate produce biomasa
Un expert a dat următorul exemplu: cu 1000 de hectare de pădure, făcând o schimbare de douăzeci de ani, se pot tăia 50 de hectare de pădure pe an. Dacă ne gândim că din 1 hectar de pădure obținem mai mult sau mai puțin 800 de bușteni de lemn și 200 de ramuri, cu 50 de hectare am putea produce 50 de tone de biomasă în fiecare an obținând energie electrică pentru aproximativ 600 kWh.
Dacă vrem să ajungem la o evaluare economică pentru companie, într-un an obținem o cifră de afaceri potențială de aproximativ 1.350 milioane euro (8.000 ore * putere disponibilă * 0,28 euro pe Kw produs, egal cu prețul de răscumpărare a energiei produsă din surse regenerabile).
0 Comments