Všetko, čo potrebujete vedieť o bioenergii alebo energii z biomasy

V predchádzajúcom článku, o ktorom som hovoril geotermálnej energie a poznamenal som, že obnoviteľné energie, ktoré na tomto svete existujú, sú niektoré známejšie a využívanejšie, napríklad slnečná a veterná energia, a iné menej známe (niekedy takmer nepomenované), napríklad geotermálna energia a biomasy.

Energia biomasy alebo tiež tzv bioenergia je menej známy a používaný ako iné druhy obnoviteľných energií. V tomto príspevku sa dozvieme všetko, čo sa týka tohto typu obnoviteľnej energie a jej možných využití.

Čo je to energia z biomasy alebo bioenergia?

Energia z biomasy je druh obnoviteľnej energie, ktorá sa získava prostredníctvom spaľovanie organických zlúčenín získaných prírodnými procesmi. Sú to organické zvyšky, ako napríklad zvyšky prerezávania, olivové kamene, škrupiny orechov, zvyšky dreva atď. Tie pochádzajú z prírody. Dalo by sa povedať, že sú odpadom prírody.

Tieto organické zvyšky sú spálené priamym spaľovaním alebo sa môže transformovať na iné palivá ako alkohol, metanol alebo olej, a tým získavame energiu. S organickým odpadom môžeme tiež získať bioplyn.

Rôzne zdroje získavania bioenergie

Hlavnou charakteristikou bioenergie je, že je to druh energie z obnoviteľných zdrojov a teda udržateľný pre spoločnosť a jej spotrebu energie. Ako som už spomenul, táto energia sa získava spaľovaním rôznych druhov odpadu, či už lesného alebo poľnohospodárskeho, ktoré by sa inak vôbec nevyužili. Uvidíme však, aké typy zdrojov biomasy sa používajú na výrobu bioenergie a na čo sa používajú:

• Bioenergiu je možné získať prostredníctvom energetické plodiny, ktoré sú na to výlučne určené. Jedná sa o niektoré druhy rastlín, ktoré doteraz nemali takmer žiadnu výživovú funkciu alebo pôsobili na ľudský život, ale sú dobrými producentmi biomasy. Preto používame tento druh rastlinných druhov na výrobu bioenergie.
• Bioenergiu je možné získať aj rôznymi spôsobmi lesnícke činnosti, keď zvyšky lesa nemožno použiť alebo predať na iné účely. Čistenie týchto zvyškov lesa má výhodu v tom, že okrem toho, že prispieva k čisteniu plôch a výrobe udržateľnej energie, predchádza možným požiarom v dôsledku spálenia zvyškov.

• Ďalším zdrojom odpadu na výrobu bioenergie môže byť využitie lodpad z priemyselných procesov. Môžu pochádzať z tesárstva alebo tovární, ktoré ako surovinu používajú drevo. Môže tiež pochádzať z jednorazového odpadu, ako sú olivové kôstky alebo mandľové škrupiny.

Ako sa vyrába energia z biomasy?

Energia získaná organickými zvyškami sa vyrába ich spaľovaním. Toto spaľovanie prebieha v kotly, kde materiál kúsok po kúsku horí. Tento postup generuje popol, ktorý sa dá použiť neskôr a použiť ako kompost. Môže byť tiež nainštalovaný akumulátor, ktorý umožní akumuláciu vzniknutého prebytočného tepla a bude môcť túto energiu neskôr využiť.

Hlavné produkty pochádzajúce z biomasy

Pokiaľ ide o organický odpad, palivá ako:

• Biopalivá: Tieto sa získavajú zo živočíšnych a rastlinných organických zvyškov. Povaha týchto zvyškov je obnoviteľná, to znamená, že sa neustále produkujú v prostredí a nie sú vyčerpané. Používanie biopalív umožňuje nahradiť fosílne palivá získané z ropy. Na získanie biopaliva sa môžu použiť druhy na poľnohospodárske použitie, ako je kukurica a maniok, alebo olejnaté rastliny, ako sú sójové bôby, slnečnice alebo palmy. Môžu sa tiež použiť lesné druhy ako eukalyptus a borovice. Environmentálnou výhodou používania biopalív je, že predstavuje uzavretý uhlíkový cyklus. Inými slovami, uhlík, ktorý sa emituje počas spaľovania biopaliva, už rastliny predtým absorbovali počas svojho rastu a výroby. Aj keď sa o tom v súčasnosti diskutuje, pretože bilancia absorbovaného a emitovaného CO2 je nevyvážená.

• Bionafta: Toto je alternatívne kvapalné biopalivo, ktoré sa vyrába z obnoviteľných a domácich zdrojov, ako je rastlinný olej alebo živočíšne tuky. Neobsahuje ropu, je biologicky odbúrateľný a nie je toxický, pretože neobsahuje síru a karcinogénne zlúčeniny.
• Bioetanol: Toto palivo sa vyrába fermentáciou a destiláciou škrobu obsiahnutého v biomase, ktorá sa predtým extrahuje enzymatickými procesmi. Získava sa z týchto surovín: škroby a obilniny (pšenica, kukurica, raž, maniok, zemiaky, ryža) a cukry (trstinová melasa, repná melasa, cukrový sirup, fruktóza, srvátka).
• Bioplyn: Tento plyn je produktom anaeróbneho rozkladu organických látok. Na zakopaných skládkach sa bioplyn extrahuje potrubným okruhom pre jeho následné využitie energie.

Na čo sa biomasa používa a aká je jej spotreba na našom území?

Všeobecne a viac-menej podobné geotermálnej energii, biomase používa sa na výrobu tepla. Na priemyselnej úrovni nájdeme využitie uvedeného tepla na výrobu elektrickej energie, aj keď je to zložitejšie a nákladnejšie. Aby sa využilo teplo generované spaľovaním organického odpadu, v domoch sa inštalujú kotly na biomasu, ktoré slúžia na vykurovanie a tiež na ohrev vody.

Na našom území sa nachádza Španielsko štvrté miesto v krajinách, ktoré spotrebúvajú najvyššie množstvo biomasy. Španielsko je európskym lídrom vo výrobe bioetanolu. Štatistiky ukazujú, že biomasa v Španielsku dosahuje takmer 45% výroby obnoviteľných energií. Andalúzia, Galícia a Castilla y León sú autonómne spoločenstvá s najvyššou spotrebou v dôsledku prítomnosti spoločností konzumujúcich biomasu. Vývoj spotreby biomasy generuje nové technologické možnosti a čoraz viac sa vyvíja pre jej použitie pri výrobe elektrickej energie.

Kotly na biomasu a ich prevádzka

Kotly na biomasu sa používajú ako zdroj energie z biomasy a na výrobu tepla v domácnostiach a budovách. Používajú prírodné palivá ako napr drevené pelety, olivové jamy, zvyšky lesa, škrupiny orechov atď. Používajú sa tiež na ohrev vody v domácnostiach a budovách.

Prevádzka je podobná ako v prípade iného kotla. Tieto kotly spaľujú palivo a vytvárajú horizontálny plameň, ktorý vstupuje do vodného okruhu vo výmenníku tepla, čím získava horúcu vodu pre systém. Na optimalizáciu využitia kotla a organických zdrojov, ako sú palivá, je možné nainštalovať akumulátor, ktorý akumuluje vyrobené teplo podobným spôsobom ako solárne panely.

Na uskladnenie organického odpadu, ktorý sa použije ako palivo, je potrebné kotly nádoba na uskladnenie. Z tohto kontajnera ho pomocou nekonečnej skrutky alebo sacieho podávača odvádza do kotla, kde dochádza k spaľovaniu. Pri tomto spaľovaní sa vytvára popol, ktorý sa musí niekoľkokrát ročne vyprázdňovať a hromadiť v popolníku.

Typy kotlov na biomasu

Pri výbere typu kotlov na biomasu, ktoré budeme kupovať a používať, musíme analyzovať skladovací systém a systém prepravy a manipulácie. Niektoré kotly umožniť spaľovanie viac ako jedného druhu paliva, zatiaľ čo iné (napríklad kotle na pelety) umožňujú spaľovanie iba jedného druhu paliva.

Kotly, ktoré umožňujú spaľovanie viac ako jednej potreby paliva zvýšená skladovacia kapacita pretože majú väčšiu veľkosť a výkon. Obvykle sú určené na priemyselné použitie.

Na druhej strane ho nájdemeako kotly na pelety ktoré sú najbežnejšie pre stredné výkony a používajú sa na vykurovanie a ohrev teplej úžitkovej vody pomocou akumulátorov v domoch do 500 m2.

Výhody využívania energie z biomasy

Medzi výhody, ktoré nájdeme pri využívaní biomasy ako energie, patria:

• Je to obnoviteľná energia. Hovoríme o využití odpadu generovaného prírodou na výrobu energie. Preto máme nevyčerpateľný zdroj energie, pretože príroda tieto druhy odpadu vytvára nepretržite.
• Znižuje emisie skleníkových plynov. Ako sme už spomínali, emisie, ktoré produkujeme pri ich spaľovaní, boli predtým plodinami absorbované počas ich rastu a výroby. Dnes je to kontroverzné, pretože rovnováha emitovaného a absorbovaného CO2 nie je vyrovnaná.

• Trhová cena je nízka. Toto použitie energie obsiahnutej v biomase je v porovnaní s fosílnymi palivami veľmi ekonomické. Spravidla to stojí o tretinu menej.
• Biomasa je bohatým zdrojom po celom svete. Takmer na všetkých miestach planéty vzniká odpad z prírody a je použiteľný na jeho použitie. Okrem toho vo všeobecnosti nie sú potrebné veľké infraštruktúry na to, aby sa odpad dostal do bodu spaľovania.

Nevýhody využívania energie z biomasy

Nevýhod použitia tejto energie je niekoľko, je však potrebné ich zohľadniť:

• V niektorých oblastiach je v dôsledku zložitejších podmienok ťažby biomasy môže byť drahý. To sa tiež zvyčajne vyskytuje v projektoch využívania, ktoré zahŕňajú zber, spracovanie a skladovanie niektorých druhov biomasy.
• Potrebné sú veľké plochy pre procesy používané na získavanie energie z biomasy, najmä na jej skladovanie, pretože zvyšky majú tendenciu mať nízku hustotu.
• Niekedy využitie tejto energie môže spôsobiť poškodenie ekosystémov alebo fragmentácia v dôsledku zberu biomasy a zmeny prírodných priestorov na získanie zdrojov.

S týmito myšlienkami môžete mať širšiu víziu o tomto type obnoviteľnej energie. Pri inej príležitosti vám však poviem viac o druhoch kotlov na biomasu, o ich prevádzke, druhoch a výhodách a o spomínanej kontroverzii o emisiách do ovzdušia.