mapa serwisu
kontakt
Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Gospodarki z dnia 14 sierpnia 2008 roku biomasa to stałe lub ciekłe substancje pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego, które ulegają biodegradacji, pochodzące z produktów, odpadów i pozostałości z produkcji rolnej oraz leśnej, a także przemysłu przetwarzającego ich produkty, a także części pozostałych odpadów, które ulegają biodegradacji (Dz. U. nr 156 poz. 969).
Do celów energetycznych można wykorzystać następujące postacie biomasy:
Biomasę łatwo przetwarza się w paliwo do postaci stałej, płynnej lub gazowej. Energetyczne zasoby biomasy obejmują dwie grupy: Do pierwszej należą nośniki energii w fazie stałej, nadające się do spalania, pirolizy oraz tlenowo-parowego zgazowania do mieszaniny tlenku i dwutlenku węgla, wodoru i metanu. Gaz ten można przetwarzać w energię elektryczną i ciepło wg wariantowych technologii, ale również do metanolu, czy paliw silnikowych wg technologii Fischera-Tropscha, co realizuje się już w skali przemysłowej. Do drugiej zalicza się przetwarzanie określonych składników biomasy w paliwa płynne i biogaz, będący przede wszystkim mieszaniną średnio 60% obj. metanu oraz 40% dwutlenku węgla.
Energetyczna ocena biomasy na tle paliw konwencjonalnych, może dotyczyć wielu ich właściwości, jednak za najważniejsze należy uznać: wartość opałową, zawartość wilgoci, popiołu i części lotnych. Porównanie tych właściwości przedstawiają tabele 1. Skład elementarny biomasy i węgli stosowanych w energetyce jakościowo jest taki sam. Różnice występują natomiast w udziałach poszczególnych pierwiastków i związków chemicznych. Biomasa zawiera średnio około czterokrotnie więcej tlenu, dwukrotnie mniej węgla, oraz mniej siarki i azotu. Konsekwencją tego składu jest wysoka zawartość części lotnych.
Tabela 1 Wartości energetyczna wybranych paliw konwencjonalnych i drewna (wartości uśrednione)
|
Paliwo |
Wartość |
|||
|
Wartośc opałowa [MJ/kg], [MJ/m3] |
Zawartość wilgoci [%] |
Zawartość popiołu [%] |
Zawartość części lotnych [%] |
|
|
Gaz ziemny |
35,8-39,3 |
- |
- |
100 |
|
Olej opałowy lekki |
41 |
0,5 |
0,01-0,2 |
98-99 |
|
Węgiel kamienny |
20-33 |
7-13 |
12-27 |
30-40 |
|
Węgiel brunatny |
6-12 |
45-60 |
7-17 |
55-60 |
|
Drewno |
4-18 |
15-55 |
0,5-1,5 |
70-80 |
|
Słoma żółta |
14,4 |
15 |
4 |
70 |
|
Słoma szara |
15 |
15 |
3 |
73 |
Niekorzystną cechą biomasy jest jej wysoka (nawet do 50%) i zmienna (w zależności od rodzaju biomasy i okresu jej sezonowania) zawartość wilgoci. Na rysunku 1 przedstawiono zależność wartości energetycznej od wilgotności słomy. Zawartość wilgoci w biomasie wpływa na zmniejszenie wartości opałowej, ale wpływa również na przebieg samego procesu spalania, powodując powiększenie objętościowego strumienia spalin.
Rysunek 1 Zależność wartości energetycznej od wilgotności słomy.

W porównaniu do węgla biomasa charakteryzuje się dużo wyższą zawartością związków alkalicznych (zwłaszcza potasu), wapnia i fosforu, a w przypadku słomy i innych roślin jednorocznych, a także liści i kory drzew, również wysoką zawartością chloru, co może prowadzić do wzmożonej korozji oraz narastania agresywnych osadów w kotle podczas jej bezpośredniego spalania. Dodatnią cechą biomasy (zwłaszcza drzewnej) jest znacznie niższa zawartość popiołu i siarki.
Dla ujednolicenia i polepszenia przydatności biomasy do celów energetycznych należy ją zbrykietować po uprzednim jej wysezonowaniu i doprowadzeniu do jednolitej wilgotności 10-12 %.
Zalety brykietu i pelletu :
Biopaliwa płynne
O ile na świecie wśród biopaliw dominuje bioetanol, to rynek biopaliw w krajach Unii Europejskiej zdominowany jest wciąż przez biodiesel, stanowiący ponad 80% obj. ogólnej produkcji biopaliw . Popularność biodiesla wynika z faktu, iż może być użyty w czystej formie lub w dowolnej mieszaninie z olejem napędowym
Mówiąc o biopaliwach, myśli się obecnie najczęściej o biopaliwach pierwszej generacji, takich jak:
Natomiast przewiduje się, że w ciągu kilku najbliższych lat na rynku pojawi się II generacja biopaliw transportowych, wytwarzanych z roślin niekonsumpcyjnych-energetycznych czy odpadów. Są to m.in:
Generalnie produkcja biopaliw II generacji charakteryzuje się nie tylko różnorodnością surowców (surowce nieżywnościowe, odpady rolnicze, komunalne, zakładów przetwórstwa rolnospożywczego), ale i niższymi kosztami w przyszłości. Biopaliwa te mogą przynieść korzyści w zakresie redukcji GHG, mogą też spowodować zmniejszenie konkurencyjności dla roślin przeznaczonych na żywność, a przecież już w 2007 r. zaobserwowano wzrost cen makaronu w niektórych krajach UE, gdyż ziarno przeznaczono do produkcji biopaliwa.
Na podstawie wyników różnych badań przewiduje się, że w roku 2010–2012 konkurencyjność biopaliw II generacji będzie na tyle wysoka, że zaczną one stopniowo zastępować biopaliwa I generacji.
Główny wpływ na ten stan rzeczy będzie miała wysoka i rosnąca wydajność roślin energetycznych, przy stosunkowo niższej efektywności zaawansowanych technologii konwersji II generacji – bardziej skomplikowanych – w porównaniu z I generacją .
Prawdopodobnie w ciągu 5 lat druga generacja „pokona” kosztowo pierwszą generację najpóźniej nastąpi to ok. 2015 r.
W 2010 roku należy oczekiwać wejścia na rynek biopaliw II generacji, zaś w 2020 roku osiągnięcia maksimum udziału przez paliwa I generacji i wejścia na rynek paliwa III generacji (wodoru).Udział wodoru stale będzie wzrastał, zaś II generacji nasyci się ok. 2050 r. Pod koniec omawianego okresu biopaliwa I generacji zostaną wyparte z rynku.
(źródło Adam Kupczyk Stan aktualny i perspektywy wykorzystania biopaliw transportowych w Polsce na tle UE Cz. IV. Aktualne uwarunkowania i wykorzystanie biopaliw transportowych w Polsce. Biopaliwa II generacja Energetyka 2/2008 str 149-153)
Dyrektywa 2003/30/EC począwszy od roku 2004 nakłada obowiązek na wszystkie państwa członkowskie wspierania użycia w transporcie biopaliw lub innych paliw odnawialnych. W tabeli 2 przedstawiono wysokość Narodowych Celów Wskaźnikowych (NCW) oraz ich realizację.
Tabela 2 Wskaźnik wykorzystania biopaliw w Polsce na tle zaleceń Komisji Europejskiej (Dyrektywa 2003/30/EC) począwszy od roku 2004
|
Lata |
Wartość energetycznego wskaźnika wykorzystania biopaliw transportowych, % |
|
2004 |
0,29% (dane ostateczne) |
|
2005 |
0,47% (dane ostateczne) – powinno być 2% wg Dyrektywy |
|
2006 |
0,92% (dane ostateczne) – powinno być 2,75% wg Dyrektywy |
|
2007 |
0,68% (dane ostatecznie) - powinno być 3,5% wg Dyrektywy |
|
2008 |
3,45% (planowane) – powinno być 4,25% wg Dyrektywy |
|
2009 |
4,60% (planowane) – powinno być 5,00% wg Dyrektywy |
|
2010 |
5,75% (planowane) – powinno być 5,75% wg Dyrektywy |
|
2011 |
6,20% (planowana) |
|
2012 |
6,65% (planowane) |
|
2013 |
7,10% (planowane) |
Źródło: Raport za 2007 r. dla Komisji Europejskiej wynikający z art. 4(1) dyrektywy 2003/30/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 8 maja 2003 r. w sprawie wspierania użycia w transporcie biopaliw lub innych paliw odnawialnych.
Biogaz
Biogaz jest gazem fermentacyjnym powstającym w wyniku aktywności metanogennych bakterii beztlenowych, powodujących rozkład substancji organicznej. Głównym składnikiem biogazu jest metan CH4 i dwutlenek węgla CO2. Pozostałe składniki biogazu to: azot N2, oraz śladowe ilości siarkowodoru H2S oraz amoniaku NH3 (przy prawidłowej eksploatacji bioreaktora). Zawartość metanu w biogazie zawiera się w szerokich granicach od 42% do 85% (70-80% w przypadku gnojowicy trzody, 55-57% gnojowicy bydła, 60-80% pomiotu drobiu. Skład biogazu zależy od procesu technologicznego i zastosowanych substratów. Procentowy udział metanu w biogazie stanowi o wartości opałowej tego paliwa. Im większy jego udział, tym większa wartość kaloryczna biogazu. Biogaz o zawartości 65% metanu ma wartość kaloryczną 23 MJ/m3.
Biogaz może powstawać samorzutnie w procesach rozkładu substancji organicznej lub można produkować go celowo. Ze względu na rodzaj substratu wykorzystywanego do wytwarzania biogazu można wyróżnić:
Biogaz o dużej zawartości metanu (powyżej 40%) może być wykorzystany do celów użytkowych, głównie do celów energetycznych lub w innych procesach technologicznych Typowe przykłady wykorzystania biogazu obejmują:
Cykl wytwarzania biogazu jest zintegrowanym systemem wykorzystania zasobów naturalnych, unieszkodliwiania odpadów organicznych, zawracania i dystrybucji składników nawozowych, produkcji energii odnawialnej, co przynosi korzyści zarówno energetyczne, środowiskowe jak i rolnicze:
Zastosowanie instalacji wykorzystującej fermentację beztlenową nie powoduje eliminacji odpadów organicznych lecz poprawia proces zarządzania odpadami. Pomimo występowania pewnych kosztów związanych z planowaniem i zarządzaniem odpadami zastosowanie procesu fermentacji beztlenowej jest skuteczne i wydajne oraz sprzyjające środowisku. Biogazownia jak każda instalacja może potencjalnie wywoływać negatywny wpływ na środowisko. Jednakże dobrze zaprojektowana, właściwie prowadzona instalacja oraz odpowiednio zastosowana technologia dobrana indywidualnie do warunków minimalizuje środowiskowe jak i ekonomiczne implikacje. Reasumując, skutki środowiskowe uruchomienia biogazowni rolniczej są zdecydowanie korzystne.
Do pobrania
Filmy