BIOENERGIJA – BIOMASA, BIOGORIVO, BIOPLIN

Biomasa, kao  najstariji izvor energije, nije  potencijalno samo obnovljivi emergent, nego i alternatva u kojoj se sve više prepoznaje  mogućnost zamene za fosilna goriva u proizvodnji toplotne i električne energije. U skladu sa dierktivama EU biomasa podrazumeva biološki razgradive materije nastale u ponljoprivredi, stočarstvu i sa tim vezanoj industriji, ali i biološki razgradivi deo industrijskog i komunalog otpada.

Glavna prednost biomase u odnosu na mineralne, fosilne izvore energije, pored obnovljivosti i trajnosti je i prihvatljivost kao energenta sa aspekta utacaja na životnu sredinu jer sadrži vrlo malo ili čak uopšte ne sadrži toksične gasovitih produkate  - sumpor, teške metale i sl., aerozagađivače koji se emituju u proceu sagorevanja. Istovremeno,  opterećenje atmosfere s CO2 pri korištenju biomase  je zanemarljivo,  s obzirom budući da je količina emitovog CO2 prilikom sagorevanja jednaka količini apsorbovanog  tokom  životnog ciklusa biljke.

Biomasa je veoma heterogen i hemijski kompleksan materijal  koji se zasniva na ugljeniku, vodoniku i kiseoniku.  Obuhvata sve vrste biološkog materijala, biljnog i životinjskog porekla, u vidu proizvoda, nusproizvoda, otpada ili  biljnih ostataka  koji su direktno ili indirektno proizvedeni posredstvom reakcija fotosinteze.

Može se podeliti na drvnu biomasu, biljnu masu drugog porekla, kao i organsku biomasu.

Prema agregatnom stanju, s uticajem na način energetskog korišćenja,  razlikuju se: čvrsta, tečna i gasovita biomasa.

Čvrsta biomasa sadrži ostatke poljoprivredne proizvodnje i šumarstva, biljna masa brzorastućih biljaka (Short Rotation Coppice  - SRC), a pre svega brzorastućih šuma,  biogeni deo selektovanog komunalnog otpada (biorazgradiva frakcija), ostatke iz drvoprerađivačke industrije, ostatke primarne i sekundarne prerade poljoprivrednih proizvoda i drugo. Čvrsta biomasa se  najčešće upotrebljava direktno, sagorevanjem , proizvodeći 10-20 MJ/kg tolote.

Tečnom biomasa podrazumeva se tečna biogoriva – biljna ulja, transesterifikovana biljna ulja – biodizel i bioetanol. Upotrebom biodizela emisija ugljen monoksida i ostalih ugljovodika  smanjena je za 20% do 40%.

Gasovitu biomasu predstavlja biogas proizveden iz životinjskih ekskremenata, drugih otpadnih materija  ili energetskih biljaka (silaža trave i kukuruza . Gasovitu, pa i tečnu, biomasu, predstavljaju i produkti gasifikacije, odnosno pirolize čvrste biomase.

Korišćenjem biomase dobija se bioenergija čiji varijeteti primene mogu da se usmere za dobijanje toplotne energije, proizvodnju električne energije, ili u druuge upotrebljive  oblike energije, poput  biogoriva – etanol i biodizel i biogasa – metan

Energija biomase potiče od pet različitih izvora: otpada, drveta, gasova s deponije, smeća i alkoholnih goriva. Količina energije oslobođena po jedinici težine ili volumena smatra se energetskim sadržajem produkta biomase. Različiti produkti imaju različite energetske sadržaje i svaki od njih može se koristiti na specifičan način.

Primenom savremenim tehnološkim procedura, termalnom, hemijskom i biohemijskom konverzijom omogućava se direktno oslobađanja energije, u vidu toplotne ili električne energije, ili se pretvara biomasu u neki drugi oblik. Sagorevanje biomase je najučestalijim načinom dobijanja bioenergije. Plinofikacija je postupak kojim se biomasa pretvara u plin koji se potom koristi direktno ili za dobivanje drugih oblika energije kao što je električna energija. Biodizel se dobija iz ekstrahovanih ulja koja se mogu pronaći u raznim oblicima biomase, a koristi se ekvivalentno tradicionalnom fosilnom dizel gorivu.

Kao izvor energije, biomasa može da se koristi direktno ili da se pretvori u neki drugi energetski proizvod, kao što je biogorivo. Direktna primena podrazumeva materije biljnog porekla koje se koriste za generisanje električne energije pomoću parnih ili gasnih turbina, odnosno, direktnim sagorevanjem za proizvodnju toplotne energije (šumski ostaci, piljevina i  drugi drvni otpad). Indirektna primena biomase odnosi se na materije biljnog ili životinjskog porekla, čijom preradom mogu da se dobiju vlakna ili razne industrijske hemikalije, uključujući biogoriva. Industrijska biomasa dobija se od velikog broja biljnih vrsta (konoplja, metvica, kukuruz, topola, vrba, sirak, šećerna trska i razne vrste drveća, od eukaliptusa do uljne palme).

Biomasa,  kao i njeni produkti - tekuća biogoriva i bioplin  se vrlo ekstenzivno prmenjuju zemljama evropske unije i to u energetske, transportne, ekološke, agrohemijske, industrijske, tehnološke, ekološke i druge svrhe.

Zašto kogeneracija na bazi biomase?

Iako se biomasa masovno koristi kao izvor toplotne energije,  kombinovana proizvodnja električne i toplotne energije, kogeneracija pa i trigeneracija (toplotne, rashladne i električne energije), predstavljaju povoljan tehnički i ekonomski način njene primene.Dosadašnji rezultati korišćenja biomase za kogeneraciju u razvijenim zemljama pokazali su da je cena električne energije viša od one koja se dobija korišćenjem fosilnih energenata, iako ne treba zaboraviti njen  prioritet sa aspekta zaštite životne sredine

PELET - najsavremeniji način korišćenja energije iz biomase
Za proizvod, koji se dobija isključivo presovanjem pod velikim pritiskom piljevine i strugotine suvog visoko kaloričnog drvetab kao sirovina koristi se pšenična i sojina slamu, heljdine i suncokretove ljuspice, kao i piljevina od bukve i hrasta jasena, graba, topole, lipe i dr. Kilogram peleta može da proizvede oko 5 KWh toplotne energije. Količina energije koju dobijamo gorenjem 2 kg peleta jednaka je 1 l loživog ulja. Osim energetske uštede, peleti su i ekološki podobna sirovina. Sagorevanjem  peleta stvara se1 % pepela  i ista količina CO2 koliku je drvo koristilo prilikom svog biološkog ciklusa. Zbog toga je pelet neutralni nosač CO2 energije.  Kao energent ekstenzivno se koristi u zemljema  evropsk unije.

Proizvodnja bioenergije, energije dobijene iz biomase, u svetu je ograničena. Udeo energije proizvedene iz biomase u industrijskim zemljama je oko 4 % ,dok je u zemljama u razvoju oko 22 % , ali je najveći deo proizveden u termički neefikasnim i tradicionalnim postrojenjima.  Biomasa učestvuje sa 63 % u  ukupnom potencijalu obnovljivih izvora energije (OIE). U Europskoj Uniji 58% primarne energije dobijene od obnovljivih izvora energije  potiče od drva.

Prednosti korišćenja biomase -  najznačajniji potencijalni obnovljivi izvor

Prednosti korišćenja biomase u sistemima grejanja sadržane su u činjenicama da se za proizvodnju električne i toplotne  energije  zapravo koristi poljoprivredni, šumski, komunali i industrijski otpad, čime se istovremeno omogućava  zbrinjavanje i iskorištavanje otpada i ostataka, ali  i  smanjuje nepovoljni uticaj na okolinu. Za razliku od fosilnih energenata ovakav način proizvodnje energije ima i određeni dugoročni uticaj na životnu sredinu jer ugljenik iz biomase čini deo njegovog prirodnog ciklusa, a ne odlazi u atmosferu prilikom sagorevanja. Najveći potencijal, ali i primena biomase, je sigurno biodizel, koji se koristi kao transporto gorivo  u razvijenim europskim zemljama.

Prednosti biomase u odnosu na druge obnovljive izvore energije

1. Moze se koristiti  u kontinuitetu za razliku od sunca i vetra, koji su intermitentni izvori obnovljive energije.
2. ucinak biomase je 70% do 80% , ako se koristi u kogeneraciji (combined heat and power CHP), za razliku od klasicne proizvodnje električne energije čiji je učinak 10% do 25%..
3. Može lako dab nadomestiti oko 2/3 utroška za prirodni gas.
4. Ima mogucnost gasifikacije i koriscenja kao termalni izvor energije.