Energia biomasy

OZE PODR > Rodzaje OZE > Energia biomasy

Energia biomasy

Każda materia organiczna, czyli substancje pochodzenia roślinnego i zwierzęcego ulegające biodegradacji (rozkładowi), to tzw. biomasa. Jej forma może być stała, ciekła oraz gazowa. Kluczowy dla jej powstania jest proces fotosyntezy. Rośliny, aby funkcjonować i rozwijać się pobierają wodę z gleby oraz dwutlenek węgla z powietrza. Następnie pod wpływem promieniowania słonecznego, z cząsteczek wody i dwutlenku węgla tworzone są cząsteczki glukozy oraz tlen, który jako produkt uboczny rośliny uwalniają do atmosfery. Cząsteczki glukozy zapewniają organizmom energię oraz węgiel do budowy komórek i tkanek. Chcąc spożytkować energię słoneczną w roślinach, poddaje się je procesowi spalania. W ten sposób węgiel stanowiący budulec roślin przetwarzany jest w energię świetlną i cieplną, z czego ta druga wykorzystywana jest m.in. do ogrzewania naszych domów lub przekształcić w energię elektryczną.


Powstawanie energii cieplnej

Proces ten składa się z trzech elementów – zamkniętego pierwszego obiegu, wymiennika ciepła oraz zamkniętego drugiego obiegu.
W pierwszym obiegu woda ogrzewana spalaną biomasą trafia do wymiennika ciepła. Tam część energii jest oddawana do drugiego obiegu gdzie płynie woda dostarczana np. do budynków. Po ochłodzeniu woda z obiegu pierwszego z powrotem trafia do kotła i cały proces rozpoczyna się na nowo.


Powstawanie energii elektrycznej

Proces rozpoczyna się podgrzaniem wody w kotle do bardzo wysokiej temperatury (ponownie poprzez spalanie biomasy), co skutkuje również podwyższeniem jej ciśnienia. Woda trafia następnie do turbiny, gdzie energia cieplna przekształcona zostaje w mechaniczną. Kolejnym elementem jest generator, który energię mechaniczną przekształca w elektryczną. Tak wyprodukowana energia elektryczna trafia do gniazdek.


Klasyfikacja i rodzaje energii z biomasy

Wyróżnia się biomasę w formie stałej, ciekłej i gazowej.
Forma stała – biomasa
Najczęściej wykorzystywanymi produktami z drzew i  roślin energetycznych są brykiet
i tzw. pellet. Oba biopaliwa powstają z trocin i wiórów, a także np. słomy. Brykiet ma formę zbitą, pellet jest granulatem. W ten sposób przetworzona biomasa jest wykorzystywana do ogrzewania domów. Służą do tego specjalne kotły, w których spala się przygotowane surowce.
Forma ciekła – biopaliwo
Jako surowce do produkcji biopaliwa wykorzystywane są rośliny oleiste oraz te o wysokiej zawartości cukru. Kukurydza czy trzcina cukrowa są poddawane procesowi fermentacji alkoholowej, dzięki czemu powstaje m.in. etanol. Z tego powodu biopaliwa są również nazywane biobenzynami i biodieslem.
 
Forma gazowa – biogaz
W wyniku fermentacji beztlenowej odpadów pochodzenia organicznego, czy pozostałości
z produkcji rolnej, powstaje biogaz. Składa się on głównie z metanu i dwutlenku węgla. Metan poddaje się procesowi spalania w wyniku czego uzyskiwana jest energia wykorzystywana do ogrzewania czy zasilania generatorów prądu.
Oprócz w/w podziału biomasę można podzielić ze względu na pochodzenie – leśną, rolną lub w postaci odpadów organicznych. Inna klasyfikacja skupiają się na bezpośredniości wykorzystania. Wyróżnia się tutaj surowce pierwotne, wtórne i przetworzone. Do pierwotnych zalicza się rośliny energetyczne, słomę i drewno. Biomasą wtórną będą np. odpady organiczne oraz osady ściekowe. Do przetworzonych surowców można zaliczyć biogazy.


Zalety biomasy

Spalanie biomasy nie powoduje dodatkowej emisji dwutlenku węgla, ponieważ ilość generowanego gazu jest mniej więcej równa tej, która jest pobierana przez rośliny w procesie fotosyntezy. Dodatkowo popiół powstały z przetwarzania biomasy może być stosowany jako nawóz pod uprawę kolejnych roślin energetycznych.
Biomasa jest również stabilnym OZE, ponieważ jej zasoby są największe spośród wszystkich alternatywnych źródeł energii. Przekształcanie biomasy na energię elektryczną lub cieplną przyczynia się do utylizacji odpadów pochodzenia organicznego oraz do uprawy roślin energetycznych na nieużytkach, często o niskiej jakościowo ziemi, mało urodzajnej czy nawet skażonej.


Wady biomasy

Częstym problemem przy produkcji biomasy jest jej magazynowanie i transportowanie do czego są niezbędne odpowiednie warunki.
Innym problemem może być fakt, że podczas jej spalania emitowane są pewne ilości dwutlenku siarki czy tlenków azotu. Są to jednak ilości dużo mniejsze niż w przypadku stosowania paliw kopalnych. Biomasa jako OZE jest efektywna, jednak nie na tyle wydajna jak np. węgiel. Dane wskazują, że dwie tony biomasy to równowartość energetyczna jednej tony węgla kamiennego.