BIOMASA JAKO

SUROWIEC

ENERGETYCZNY

Czynniki wpływające na rynek paliwowy

i zapotrzebowanie na energię

odnawialną

• rozwój gospodarczy
• zasoby i wydobycie paliw kopalnych
• odkrycia nowych złóż i eksploatacja

dotychczas niedostępnych

• ekologiczne (zanieczyszczenie spalinami i

rekultywacja środowiska)

• kreowanie cen rynkowych paliw
• wpływ obciążeń fiskalnych na ceny detaliczne
• polityczne
• kulturowe (preferencje i zwyczaje)
• marketing i reklama
• badania i nowe technologie

Barrel i BTU

•1 Barrel = 42 U.S. galons =
158,987146

litrów Barrel (baryłka)

niemetryczna jednostka objętości używana
na całym świecie w rozliczeniach
paliwowych oraz określaniu wielkości
wydobycia i zasobów ropy naftowej (1
gallon ~ 3,758 l)

•1 BTU ~ 252 kalorii ~ 1,055 dżula

(

British thermal unit) –

niemetryczna jednostka przeliczeniowa
energii używana w USA i UK
1 BTU - jednostka energii niezbędna do
podniesienia temperatury jednego funta
wody o 180

0

F (32-212

0

F)

Kraje o najwyższej

konsumpcji ropy

naftowej

• Przewidywany i obecny

poziom importu ropy w

rejonach

uprzemysłowionych i

rozwijających świata

Wybrzeże Atlantyku w

Luisianie

Budowa

rurociąg

u

Kopalnie

odkrywkowe

w rejonie rzeki

Athabasca w

Kanadzie

Eksploatacja złóż o zasobach 1,6 bilionów

baryłek

z piasków nasączonych na

powierzchni 38 tys. km

2

Gigantyczne koparki

usuwają piach aż do

skalnego podłoża na

głębokości 75 m.

Do uzyskania baryłki

ropy potrzeba wydobyć 2

tony piasku. Syncrude

produkuje około 240

tys. baryłek dziennie

.

Zużycie energii ze źródeł odnawialnych

na tle

zużycia tradycyjnych paliw kopalnych w

2003 roku (10

15

Btu)

1 0 0

8 4 , 4

8 , 0

6 , 2

8 0

6 0

2 0

4 0

0

p a liw a

k o p a l n e

e n e r g ia

a to m o w a

e n e r g ia

o d n a w ia ln a

4

2 , 8

2 , 1

0 , 6

0 , 3

0 , 2

0 , 1

0 , 1

3

2

1

0

el

ek

tr

ow

ni

e

w

od

ne

w

ko

rz

ys

ta

ni

e

od

pa

dó

w

źr

ód

ła

g

eo

te

rm

al

ne

pa

liw

a

al

ko

ho

lo

w

e

en

er

gi

a

w

ia

tr

ow

a

en

er

gi

a

sł

on

ec

zn

a

Zużycie energii ze źródeł

odnawialnych

(10

15

Btu)

Wykorzystanie energii odnawialnej w

2003 roku

w poszczególnych sektorach (10

15

Btu)

4

0 , 4

0 , 1

1 , 8

0 , 2

3 , 6

3

2

1

0

se

kt

or

k

om

un

al

ny

ha

nd

el

pr

ze

m

ys

ł

tr

an

sp

or

t

e n e r g ia

e le k tr y c z n a

Składowe ceny paliwa w USA

(cena za galon 1,57 $ , kurs 1$=3,455 PLN z

12.10.2004)

za co płacą Amerykanie, tankując paliwo

0,69 zł

0,22 zł

0,14 zł

0,39 zł

nieoczyszczona
ropa

rafinacja

dystrybujca i
marketing

podatki stanowe i
federalne

Udział składowych ceny paliwa na

przykładzie benzyny Shell V-pover 95

za co płacą Polacy, tankując paliwo

1,46 zł

1,71 zł

0,73 zł

0,08 zł

0,08 zł

cena sprzedawcy

akcyza

vat

podatek drogowy

opłata paliwowa

za co płacą Polacy, tankując paliwo

36%

42%

18%

2%

2%

cena sprzedawcy

akcyza

vat

podatek drogowy

opłata paliwowa

Składowe procentowe ceny paliwa w

Polsce

Dokąd zmierzamy ?

• Samochód

hybrydowy

• roponośne bituminy

• napęd

wodorowy

• biopaliwa

1.

Utworzenie nowych kierunków produkcji

rolniczej

w warunkach nadprodukcji artykułów

żywnościowych,

co w efekcie:



zwiększa zatrudnienie w rolnictwie,



powiększa dochody rolnicze,



ogranicza wahania cen na produkty rolne,



stabilizuje wielkości produkcji rolnej,



stymuluje rozwój przemysłu lokalnego i

obszarów wiejskich.

2.

Ochronę środowiska przyrodniczego poprzez

ograniczenie emisji NO

x

i zamknięty obieg

CO

2.

3.

Poprawę bezpieczeństwa energetycznego kraju.

Cele rozwoju produkcji biopaliw

• Biała Księga - Energia dla przyszłości

odnawialne źródła energii
Podwojenie udziału OZE z 6 do 12% w
latach 1998-2010

• Dyrektywy Komisji Europejskiej:

2001/77/WE

-

w

sprawie

promocji

odnawialnych źródeł energii
2003/54/W - zasad wewnętrznego rynku
energii elektrycznej

Odnawialne źródła energii w
polityce

energetycznej

Unii

Europejskiej

2,40% w 2001 r.

3,60% w

2006 r.

2,50% w 2002 r.

4,20% w

2007 r.

2,65% w 2003 r.

5,00% w

2008 r.

2,85% w 2004 r.

6,00% w

2009 r.

3,10% w 2005 r.

7,50% w

2010 r.

Udział ilościowy energii elektrycznej
ze źródeł odnawialnych w całkowitej
sprzedaży w latach 2001-2010 ma
wynosić

nie

mniej

niż:

(wg rozporządzeń z 1999 i 2000
roku)

Definicja odnawialnych źródeł energii

Definicja biomasy

Wprowadzenie

„świadectw

pochodzenia”

energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych

Wprowadzenie stawek wymiaru kar za nie
wywiązywanie się z obowiązku zakupu energii
elektrycznej z OZE

Współspalanie biomasy

Nowe uregulowania prawne:

Odnawialne źródła energii

Komponenty zrównoważonego rozwoju przynoszące

Komponenty zrównoważonego rozwoju przynoszące

wymierne efekty ekologiczno-energetyczne

wymierne efekty ekologiczno-energetyczne

energia

energia

słoneczna

słoneczna

energia

energia

wiatru

wiatru

energia

energia

wodna

wodna

energia

energia

geotermalna

geotermalna

energia z

energia z

biomasy

biomasy

Struktura produkcji energii

pierwotnej ze źródeł

odnawialnych w Polsce w 1999 r.

(według ECBREC/IBMER)

Zasoby

Produkcja

energii z OZE

 

PJ

%

Biomasa

101,8

0

98,05

Energia wodna

1,90

1,83

Energia
geotermalna

0,10

0,10

Energia wiatru

0,01

0,01

Energia s

ł

oneczna

0,01

0,01

Razem

103,8

2

100,0

0

100

209,6

195

44

100

36

Słoma

Odpady

Biogaz

Biogaz z
oczyszczalni
ścieków

Gaz

Biopaliwa

Potencjał techniczny biopaliw w

Polsce (według EC

BREC/IBMER) w PJ mm

Biomasa

to

„substancje

pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego,
które ulegają biodegradacji, pochodzące z
produktów, odpadów i pozostałości z
produkcji rolnej lub leśnej, a także
przemysłu przetwarzającego ich produkty, a
także inne części odpadów, które ulegają
biodegradacji”, z wyłączeniem odpadów
drzewnych, mogących zawierać związki
chlorowcopochodne, metale ciężkie lub
związki tych metali, użyte do konserwacji
lub powlekania drewna (Dz. U. 2003 nr 104
poz. 971 § 2. pkt 2).

Biogaz

to „gaz pozyskiwany z

biomasy,
w szczególności z instalacji przeróbki
odpadów

zwierzęcych

lub

roślinnych,

oczyszczalni

ścieków

i składowisk odpadów” (Dz. U. 2003 nr 104
poz. 971 § 2. pkt 3).

„

Świadectwa pochodzenia”

energii

elektrycznej ze źródeł odnawialnych mają
zapobiec jej wtórnemu obrotowi

Wysokość kary nie może być niższa

niż dwukrotność iloczynu średniej ceny
energii elektrycznej i różnicy ilości energii
elektrycznej wymaganej do wypełnienia
tego obowiązku. Wpływy z tytułu kar
stanowią dochody Narodowego Funduszu
Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej.

Bariery do pokonania

Dostępność biomasy we właściwym

Czasie

Miejscu

Po właściwej cenie

i wymaganych własnościach

Biomasa zebrana w
promieniu do 80
km zabezpiecza
ciągłą produkcję
ok.60 MW

t

W wielu przypadkach
trudno zgromadzić
ilość biomasy
zabezpieczającą
produkcję 30 MW

t

Definicja

współspalania

biomasy

„W przypadku wspólnego, w tej

samej

jednostce

wytwórczej,

spalania

biomasy lub biogazu z innymi paliwami
służącymi

do

wytwarzania

energii

elektrycznej

lub

ciepła,

do

energii

wytwarzanej z odnawialnych źródeł energii
zalicza

się

także

część

energii

odpowiadającą procentowemu udziałowi
energii chemicznej biomasy lub biogazu w
całości energii chemicznej zużywanego
paliwa do produkcji energii elektrycznej lub
ciepła,

obliczanej

na

podstawie

rzeczywistych wartości opałowych tych
paliw”.

Dlaczego współspalanie?

• Możliwość wykorzystania biomasy w już

istniejących elektrowniach i
elektrociepłowniach

• Kilkanaście energetycznych kotłów

fluidalnych

• Minimalizacja ryzyka fluktuacji cen i

dostępności biomasy

• Możliwość obniżenia emisji substancji

gazowych

• Obniżenie emisji CO

2

• Niskie koszty inwestycyjne (przy 5% dodatku

biomasy nie potrzeba budować oddzielnej
linii podawania paliwa)

Zgodnie z rozporządzeniem

ministra gospodarki, pracy
i polityki socjalnej
począwszy
od 1 lipca 2004 r energia ze
współspalania biomasy lub
biogazu z innymi paliwami w
tej samej jednostce

Zalicza się do energii

odnawialnej

Możliwość zmiany biomasy

bogatej

w olej lub cukier na

biopaliwo

trzcina cukrowa,

burak cukrowy, ziemniak,

zboża

odpady

roślinne

oleiste

ekstrakcja

metan

biogaz

etanol

bioolej

biodiesel

(RME)

fermentacja

destylacyjna

fermentacja

beztlenowa

estryfikacja

paliwa:

technologie:

Możliwość zmiany lignino-

celulozowej biomasy na

paliwo

słoma, miskantus, ślazowiec,

topola, wierzba

zagęszczanie

(prasowanie)

etanol

syntetyczny

gaz wodór

paliwo stałe

(bale, brykiet)

bioolej

metanol

upłynnianie

(uzyskiwanie

substancji

płynnych)

gazyfikacja

paliwa:

techno-
logie:

hydroliza

Biopaliwa stałe

Energię cieplną lub elektryczną uzyskuje

się poprzez spalanie lub gazyfikację

biopaliw:

• drzewa
• słoma
• wierzba krzewiasta (Salix viminalis)
• miskant olbrzymi (Miscanthus giganteus)
• ślazowiec pensylwański (Sida hermophrodita)
• topinambur (Helianthus tuberosus)
• inne gatunki roślin

Zasoby energii

pozostałości leśnych

przy wyrębie drzew:

• drewno handlowe z korą
- 59%
• wierzchołki drzew - 5 %
• gałęzie i liście 21 %
• korzenie i karpina 15 %

Drzewa:

•topole

Zalety:



możliwość zastosowania skróconych cykli

produkcyjnych (3 – 10 lat)

 intensywność wzrostu w wieku młodocianym (do 20 lat)

 plon 8 – 12 ton s. m. z 1 ha rocznie ( w warunkach
klimatu

umiarkowanego w Europie)

Wady:



długi okres wegetacyjny potrzebny do osiągnięcia

wysokiej produkcyjności

duże wymagania klimatyczne, glebowe i wodne

wycinanie odrośli powoduje silny stres fizjologiczny i
osłabienie żywotności roślin

Zalety:



możliwość zastosowania skróconych cykli

produkcyjnych (3 – 10 lat)

 skromne wymagania wodne

 duża tolerancja w stosunku do zasobność gleby w
podstawowe składniki

pokarmowe

 przydatna w rekultywacji, ochronie przed erozją

Wady:



w warunkach polskich wymagane jest sprawdzenie

możliwości przywrócenia gruntów pod plantacjami do
użytkowania rolniczego lub

zagospodarowania

leśnego

produkcja na dużą skalę wymaga zastosowania
specjalistycznych maszyn

Drzewa

•robinia akacjowa

Słoma:

Rocznie w kraju zbiera się około 29 mln ton słomy

zbóż.
W zagospodarowaniu słomy należy uwzględnić
trzy pozycje:



pasza i ściółka;



zużycie na przyoranie – ilość warunkująca
utrzymanie zrównoważonego bilansu substancji
organicznej gleby;



nadwyżki na alternatywne zagospodarowanie, w
tym na cele energetyczne

Wyniki przeprowadzonych szacunków wskazują, że

w skali kraju na cele energetyczne można
przeznaczyć około 9 mln ton słomy rocznie. Przy
czym nadwyżki te są bardzo zróżnicowane
regionalnie.

Wartość energetyczna słomy – 15 MJ/kg, a więc

1,5 kg słomy równoważy 1 kg węgla średniej
jakości.

Szacunkowy bilans słomy

w woj. lubelskim w tys. ton

Zbiór

-

2 530

Ściółka i
pasza

-

1650

Na
przyoranie

-

350

Nadwyżka

-

530

Wierzba krzewiasta (wiklina)

Zalety:



duże plony– roczny przyrost suchej masy drewna
wynosi
12-19 t/ha, w zależności od warunków siedliskowych
odmiany
i częstotliwości zbioru. W lesie roczny przyrost
drewna szacuje się na około 2,5 t s. m. /ha/rok;



małe nakłady energetyczne na produkcję – roślina
wieloletnia (okres użytkowania plantacji około 20 -
25 lat), małe zużycie nawozów i środków ochrony
roślin. Wskaźnik efektywności energetycznej (Ee)
wynosi powyżej 10;



tanie sadzonki (zrzezy);



możliwość

wykorzystania

w

produkcji

wielu

typowych maszyn rolniczych.

Wady:



duże potrzeby wodne-dobre gleby lub okresowo
nadmiernie uwilgotnione;



mała zawartość suchej masy ( 50%)

Miskant olbrzymi (Miscanthus x

giganteus)

Wieloletnia trawa pochodząca z Azji (Chiny, Japonia)

Zalety:

• duże plony biomasy (nawet do 20-30 t/ha/rok

suchej masy):

• duża zawartość s. m. (do 80%);

• małe potrzeby nawozowe.

Wady:

• sterylność mieszańca (triploidu) - rozmnażanie

tylko wegeta-tywnie (rozłogi korzeniowe, podział
karp lub kultury in vitro);

• niebezpieczeństwo wymarzania, szczególnie w

pierwszym roku po posadzeniu.

 

Ślazowiec pensylwański (Sida

hermaphrodita)

Wieloletnia roślina pochodząca z Ameryki

Pn,

rosnąca

w postaci kęp złożonych z kilku łodyg o
średnicy dochodzącej do 25 – 35 mm i
wysokości 3,0 – 3,5 m. Wilgotność przy zbiorze
20-30%

Rozmnażanie

-

odrosty

korzeniowe,

podzielone karpy, rozsada uzyskiwana z
nasion, a nawet wysiew nasion bezpośrednio
do gruntu (siła kiełkowania zmienna w latach).

Plon może dochodzić do 20 – 25 t/ha/rok s.

m. Brak natomiast informacji odnośnie
możliwości uprawy tej rośliny na słabszych
glebach.

 

Topinambur (Helianthus

tuberosus)

Roślina wieloletnia pochodząca z Ameryki

Pn. Plon użytkowy - zaschłe łodygi o średnicy 2
–

3

cm

i

wysokości

2 – 3 m oraz bulwy.

 
Łodygi

mogą

być

przeznaczane

do

bezpośredniego

spalania

lub

produkcji

biogazu, zaś bulwy nadają się do produkcji
alkoholu lub biogazu.

 
Zalety – duży plon biomasy (łodyg oraz

bulw), małe wymagania glebowe oraz łatwe
rozmnażanie poprzez wysadzanie bulw.

 
Wady – mała gęstość (gąbczasty miąższ),

duże nakłady pracy na zbiór.

 

Warunki zaliczenia

Warunki zaliczenia

agroenergetyki do scenariusza

agroenergetyki do scenariusza

rozwoju zrównoważonego

rozwoju zrównoważonego



Zachowanie pierwszeństwa w produkcji

Zachowanie pierwszeństwa w produkcji

żywności i pasz

żywności i pasz



Nie przekraczanie w strukturze

Nie przekraczanie w strukturze

zasiewów oszacowanej dla każdego

zasiewów oszacowanej dla każdego

regionu w drodze badań naukowych,

regionu w drodze badań naukowych,

udziału poszczególnych gatunków

udziału poszczególnych gatunków



Odpowiednia rejonizacja

Odpowiednia rejonizacja

Wskazania rejonizacyjne dla

Wskazania rejonizacyjne dla

plantacji energetycznych:

plantacji energetycznych:



odłogi i nieużytki

odłogi i nieużytki



tereny zdegradowane przez eksploatację surowców

tereny zdegradowane przez eksploatację surowców

naturalnych

naturalnych



grunty orne (klasy V-VI)

grunty orne (klasy V-VI)



trwałe użytki zielone

trwałe użytki zielone



strefy buforowe (zgodnie z założeniami programów

strefy buforowe (zgodnie z założeniami programów

rolno-środowiskowych):

rolno-środowiskowych):

-

wzdłuż dróg

wzdłuż dróg

-

wokół wysypisk odpadów

wokół wysypisk odpadów

-

wokół użytków ekologicznych i oczek wodnych

wokół użytków ekologicznych i oczek wodnych

-

na glebach zagrożonych erozją wietrzną i wodną

na glebach zagrożonych erozją wietrzną i wodną

-

korzeniowe oczyszczalnie ścieków

korzeniowe oczyszczalnie ścieków

Praktyczne zalecenia

Praktyczne zalecenia

powinny być oparte na:

powinny być oparte na:



Wynikach badań ścisłych

Wynikach badań ścisłych



Obserwacjach polowych

Obserwacjach polowych

Celem:

Celem:



Określenia dopuszczalnego udziału roślin

Określenia dopuszczalnego udziału roślin

energetycznych

energetycznych

w strukturze zasiewów

w strukturze zasiewów



Wypracowania zabezpieczeń przed

Wypracowania zabezpieczeń przed

niekontrolowanym rozprzestrzenianiem się gatunku

niekontrolowanym rozprzestrzenianiem się gatunku



Określenia wpływu na krajobraz

Określenia wpływu na krajobraz



Określenia zagrożeń przez choroby i szkodniki

Określenia zagrożeń przez choroby i szkodniki

Podsumowani

e

Odnawialne źródła energii, w tym przede

wszystkim biomasa

będą odgrywać coraz większą rolę w

zaspakajaniu potrzeb

energetycznych w gminach i regionach

Biomasa nigdy nie zastąpi konwencjonalnych

źródeł energii;

ma jedynie je uzupełniać

Biomasa będzie wykorzystywana przede

wszystkim w celu

zaspokojenia potrzeb odbiorców rozproszonych

Parki energetyczne wykorzystujące OZE

uruchamiają cenne

inicjatywy gospodarcze i generują nowe miejsca

pracy

Systemy energetyczne na biomasę pozwolą

firmom

pozyskać atrakcyjne źródła finansowania

planowanych

inwestycji odtworzeniowych

Dziękuję za uwagę