W poprzednim artykule, o którym mówiłem energia geotermalna i skomentowałem, że w ramach energii odnawialnych niektóre z nich są lepiej znane i wykorzystywane, takie jak energia słoneczna i wiatrowa, oraz inne, mniej znane, takie jak energia z biomasy lub bioenergia. W tym poście dowiemy się wszystkiego, co wiąże się z tego rodzaju energią odnawialną i jej możliwymi zastosowaniami. Bioenergia ma ogromny potencjał, gdyż pozwala na wytwarzanie energii z odpadów organicznych, mając zastosowanie zarówno w produkcji ciepła, jak i wytwarzaniu energii elektrycznej.
Czym jest energia z biomasy lub bioenergia?
Energia z biomasy to rodzaj energii odnawialnej, która jest pozyskiwana poprzez spalanie związków organicznych, które mogą pochodzić z odpadów rolniczych, leśnych, przemysłowych, a nawet komunalnych. Wykorzystując te zasoby naturalne, nie tylko wytwarzana jest energia, ale także przyczynia się do dbania o środowisko poprzez unikanie gromadzenia się odpadów. Do najczęściej stosowanych materiałów należą pozostałości po przycinaniu, pestki oliwek, łupiny orzechów, odpady drzewne, a nawet stałe odpady miejskie.
Poprzez procesy takie jak bezpośrednie spalanie lub przekształcenie w biopaliwa, takie jak alkohol, metanol czy olej, materiały te mogą wytwarzać energię. Biogaz można także pozyskać poprzez fermentację materii organicznej. Podkreśla to, że biomasa jest wszechstronnym źródłem, które można wykorzystać zarówno do wytwarzania ciepła, jak i energii elektrycznej, i przyczynia się do: gospodarka o obiegu zamkniętym.
Źródła i rodzaje biomasy
Biomasa wykorzystywana do produkcji bioenergii może pochodzić z różnych źródeł. Ze względu na pochodzenie można je podzielić na:
- Biomasa naturalna: Pochodzi z materiałów roślinnych i zwierzęcych, które występują naturalnie bez interwencji człowieka, takich jak pozostałości lasów.
- Pozostała biomasa: Są to odpady powstałe w wyniku działalności człowieka, takie jak odpady rolnicze, zwierzęce lub przemysłowe. Przykładami są obornik lub pozostałości pożniwne.
- Uprawy na biomasę: To źródło odnosi się do roślin energetycznych sadzonych specjalnie w celu produkcji energii, takich jak miskant lub wierzba.
Oprócz wymienionych materiałów istnieją inne źródła, takie jak odpady przemysłowe, z fabryk papieru czy drewna, a nawet stałe odpady miejskie, co czyni biomasę prawdziwie zróżnicowaną energią.
Jak wytwarzana jest energia z biomasy?
Energię uzyskuje się poprzez spalanie biomasy, która jest głównie produkowana w specjalne kotły na biomasę. Kotły te spalają pozostałości organiczne w celu wytworzenia ciepła, a nadwyżka energii może być magazynowana w akumulatorach do późniejszego wykorzystania. Najważniejszym elementem tego procesu jest to, że popiół powstały w wyniku spalania można ponownie wykorzystać jako nawóz, zamykając w ten sposób obieg i jeszcze bardziej zmniejszając wpływ na środowisko.
Ponadto w większych zakładach można je uzupełnić o turbiny wytwarzające energię elektryczną, wykorzystując parę powstającą podczas spalania. To podwójne zastosowanie, zarówno ciepła, jak i energii elektrycznej, pokazuje wszechstronność bioenergii.
Biopaliwa otrzymywane z biomasy
Jednymi z najważniejszych produktów uzyskiwanych z biomasy są biopaliwa, które mogą zastąpić tradycyjne paliwa kopalne w niektórych kluczowych sektorach gospodarki, takich jak transport. Oto główne biopaliwa:
- Biodiesel: Otrzymywany jest z olejów roślinnych i tłuszczów zwierzęcych. Ulega biodegradacji i nie zawiera toksycznych związków, takich jak siarka, co czyni go bardziej ekologiczną alternatywą dla konwencjonalnego oleju napędowego.
- Bioetanol: Paliwo płynne powstające w wyniku fermentacji skrobi występującej w uprawach takich jak kukurydza czy trzcina cukrowa. Jego zastosowanie jest powszechne w mieszankach z benzyną w celu zmniejszenia emisji gazów zanieczyszczających.
- Biogaz: Powstaje w wyniku beztlenowego rozkładu materii organicznej. Wytwarzany biogaz jest mieszaniną głównie metanu i dwutlenku węgla, który może zostać wykorzystany do produkcji energii elektrycznej lub jako paliwo do pojazdów.
Biopaliwa zmniejszają zależność od zasobów nieodnawialnych i przyczyniają się do redukcji emisji dwutlenku węgla poprzez cykl zamknięty: CO2 wychwycony podczas wzrostu roślin jest równoważny CO2 emitowanemu podczas ich spalania.
Konsumpcja i wykorzystanie biomasy w Hiszpanii
W Hiszpanii biomasa odgrywa istotną rolę w matrycy energii odnawialnej, odpowiadając za prawie 45% produkcji energii odnawialnej w kraju. Społeczności takie jak Andaluzja, Galicja i Kastylia i León są jednymi z głównych konsumentów tego rodzaju energii ze względu na bogatą działalność rolniczą i leśną.
Hiszpania wyróżnia się także na poziomie europejskim w produkcja bioetanolu, a biomasa jest wykorzystywana głównie do produkcji ciepła, czy to w domach prywatnych wyposażonych w kotły na biomasę, czy w zakładach przemysłowych do produkcji energii elektrycznej.
kotły na biomasę
Kotły na biomasę są jednym z głównych systemów pozwalających na wykorzystanie energii z biomasy w domach i budynkach. Działają na podobnej zasadzie jak kotły konwencjonalne, jednak wykorzystują paliwa naturalne takie jak np pellet drzewny, pestki oliwek lub łupiny orzechów. Oprócz ogrzewania, można je wykorzystać do podgrzewania wody użytkowej, osiągając wyraźną efektywność energetyczną.
Aby zoptymalizować jego działanie, często instaluje się akumulatory, które magazynują ciepło powstałe podczas spalania do wykorzystania w innym czasie. Technologia ta obecna jest zarówno w domach, jak i w dużych obiektach przemysłowych.
Zalety energii z biomasy
Biomasa oferuje wiele korzyści w porównaniu z innymi źródłami energii:
- Energia odnawialna i niewyczerpana: Pochodząca z zasobów organicznych, które są stale odnawiane, biomasa jest długoterminowym, zrównoważonym źródłem energii.
- Redukcja gazów cieplarnianych: Wykorzystując odpady biologiczne i wychwytując CO2 w procesie wytwarzania tych zasobów, biomasa znacząco ogranicza emisję dwutlenku węgla.
- Promocja gospodarki o obiegu zamkniętym: Wykorzystując odpady, które w przeciwnym razie zostałyby wyrzucone, promujesz gospodarkę o obiegu zamkniętym i zapobiegasz gromadzeniu się odpadów.
- Gospodarczy: W porównaniu z paliwami kopalnymi biomasa jest znacznie tańsza, co czyni ją przystępną cenowo opcją dla wielu społeczności.
Wady i wyzwania bioenergii
Pomimo wielu korzyści, biomasa wiąże się również z pewnymi wyzwaniami:
- Niska wydajność energetyczna: Niektóre rodzaje biomasy mają stosunkowo niską gęstość energii, co oznacza, że do wytworzenia wystarczającej ilości energii wymagana jest duża ilość materiału.
- Koszty infrastruktury: Początkowy koszt instalacji wyspecjalizowanych zakładów przetwórczych i kotłów jest wysoki, co może stanowić barierę w masowym przyjęciu.
- Wpływ środowiska: Chociaż biomasa jest odnawialna, jej nadmierna eksploatacja i nieodpowiedzialne wykorzystanie może spowodować wylesianie i mieć wpływ na lokalne ekosystemy.
Pomimo tych wyzwań innowacje w obszarze bioenergii stale się rozwijają, aby poprawić jej efektywność i zminimalizować jej wpływ.
Krótko mówiąc, energia z biomasy stanowi kluczową szansę na osiągnięcie bardziej zrównoważonej przyszłości. Jego zdolność do wykorzystania odpadów naturalnych, wytwarzania energii i zmniejszania zależności od paliw kopalnych czyni go jednym z najbardziej obiecujących rozwiązań w ramach globalnej transformacji energetycznej.