Biomasa jest alternatywnym dla paliw kopalnych źródłem energii odnawialnej.
Jest rozwiązaniem cieszącym się dużym powodzeniem w obecnych realiach naznaczonych przez kryzys energetyczny i nacechowanych poszukiwaniem możliwości zmniejszenia zależności od zagranicznych dostaw energii. Ponadto jej ogromną zaletą jest możliwość wytwarzania energii w sposób programowalny i ciągły, co pozwala zrównoważyć nieregularne dostawy innych, nierozerwalnie związanych z warunkami klimatycznymi, odnawialnych źródeł energii, takich jak wiatr i słońce.
Co to jest biomasa
Aby zrozumieć, czym są zasilane elektrownie na biomasę, należy zacząć od definicji biomasy podanej w dyrektywie europejskiej 2009/28/WE, która określa ją jako „ulegającą biodegradacji część produktów, odpadów lub pozostałości pochodzenia biologicznego z rolnictwa (łącznie z substancjami roślinnymi i zwierzęcymi), leśnictwa i związanych działów przemysłu, w tym rybołówstwa i akwakultury, a także ulegającą biodegradacji część odpadów przemysłowych i miejskich”.
Innymi słowy, definicja obejmuje odpady z przemysłu spożywczego, rośliny energetyczne, drewno opałowe, pozostałości z działalności rolnej i leśnej, wodorosty morskie, oleje roślinne, odchody zwierzęce oraz OFMSW, czyli organiczną frakcję komunalnych odpadów stałych.
Jak działa elektrownia spalająca biomasę?
Z historycznego punktu widzenia, drewno opałowe było pierwszą formą energii wykorzystywaną przez ludzkość, jeszcze przed wprowadzeniem węgla, gazu i ropy naftowej, i nadal jest szeroko stosowane do ogrzewania gospodarstw domowych przy wykorzystaniu kominków lub pieców na pelet. Aktualna eksploatacja na szeroką skalę jest znacznie intensywniejsza w krajach o sprzyjającym ustawodawstwie (np. Niemcy, Austria, Dania, Hiszpania), podczas gdy w innych, np. we Włoszech, ogranicza ją głównie opinia publiczna i sprzeciw lokalnych komitetów.
Warto jednak przyjrzeć się sposobowi produkcji energii z biomasy. Istnieją różne procesy przekształcania materii organicznej pochodzenia roślinnego i zwierzęcego w energię, jednakże wszystkie one opierają się na jednej podstawowej zasadzie działania. Procesy te przebiegają w elektrociepłowniach, gdzie w wyniku spalania materii organicznej powstaje ciepło, które przekształca wodę w obiegu termodynamicznym w parę wodną. Para powoduje obrót turbiny, która wprawia w ruch wirnik alternatora, wytwarzając przemienny prąd elektryczny.
Do czego służą systemy kogeneracji na biomasę?
Kogenerator na biomasę jest przydatny wszędzie tam, gdzie wymagana jest jednoczesna produkcja energii elektrycznej i ciepła, np. w ciepłownictwie lub w niektórych produkcjach przemysłowych. W kogeneratorze można wykorzystywać biomasę w stanie surowym lub przetworzonym.
W pierwszym przypadku, surowa biomasa jest podawana do palnika, który wytwarza ciepło. Ciepło z kolei podgrzewa ciecz roboczą (zazwyczaj wodę), która zamienia się w parę wodną, czerpiąc energię mechaniczną ze wzrostu ciśnienia. Energia mechaniczna zasila turbinę połączoną z generatorem, który wytwarza energię elektryczną. Część wyprodukowanego ciepła jest przekazywana do obiegu ciepłej wody zasilającej odbiorniki ciepła.
W przypadku przetwarzania biomasy, np. poprzez beztlenową fermentację materii organicznej przy braku tlenu, system jest zasilany biogazem mającym właściwości analogiczne względem metanu. To biopaliwo zasila silnik spalinowy połączony z generatorem elektrycznym i umożliwia jednoczesne wytwarzanie energii elektrycznej, ciepłej wody i pary.
Elektrownie na biomasę: zalety i wady
Zalety:
Możliwość magazynowania biomasy czyni z niej jedyne odnawialne źródło energii pozwalające na wytwarzanie energii w sposób ciągły i programowalny, równoważąc w ten sposób produkcję energii wiatrowej i słonecznej;
Biomasa nie zwiększa ilości dwutlenku węgla w atmosferze, ponieważ ilość węgla zawarta w biomasie stanowi już część naturalnego obiegu węgla w przyrodzie;
Z systemem na biomasę wiążą się aspekty oszczędnościowe wynikające z obniżenia kosztów pozyskania surowca i kosztów operacyjnych;
W przypadku wykorzystania resztek odpadów, wpisują się one w pełni w mechanizm gospodarki cyrkularnej, co umożliwia powstanie pozytywnego cyklu ponownego wykorzystania zasobów i gospodarowania odpadami.
Chociaż zalety są znaczące, nie brakuje kwestii krytycznych, zwłaszcza związanych z:
Rodzajem stosowanych materiałów: w przypadku np. drewna opałowego należy uwzględnić kwestię wycinania lasów i ponownego sadzenia drzew;
Kosztami transportu: mogą być wysokie, jeśli biomasa pochodzi z obszarów odległych od zakładów. W tym przypadku problem mogłaby rozwiązać lokalizacja elektrowni na biomasę na terenach rolniczych w pobliżu gospodarstw rolnych i terenów, na których produkowany jest surowiec;
Wykorzystaniem gruntów: krytyczna kwestia dotyczy głównie wykorzystania dedykowanych upraw, typowych np. dla dostaw biogazowni w przeszłości. Obecnie wiele przepisów krajowych, w tym włoskich, jest ukierunkowanych na wykorzystanie odpadów rolniczych i zwierzęcych, co rozwiązuje problem u jego podstaw.
Transformacja ekologiczna a elektrownie na biomasę
Aby odnieść sukces, droga do transformacji energetycznej i ekologicznej musi obejmować wykorzystanie różnych technologii, takich jak elektrownie na biomasę, ale nie tylko. Należy przy tym pamiętać, że każde rozwiązanie ma swoje plusy i minusy, które muszą być zrównoważone poprzez odpowiednie wsparcie legislacyjne i doskonalenie dostępnych technologii.
In-depth analysis
