Udział uzyskanej energii z biomasy w ogólnej konsumpcji energii pierwotnej:
Energia | Świat | Kraje uprzemysłowione | Kraje rozwijające się |
---|---|---|---|
Węgiel | 24,1% | 24,5% | 23,4% |
Biomasa | 14,7% | 2,8% | 38,1% |
Woda | 5,5% | 5,7% | 5,1% |
Energia jądrowa | 4,1% | 5,9% | 0,6% |
Gaz | 17,1% | 22,7% | 7,1% |
Ropa | 34,1% | 38,3% | 25,8% |
Energia uzyskiwana z biomasy stanowi 15% światowego użycia energii, przy czym w krajach rozwijających się udział ten jest większy i wynosi aż 38%.
Porównanie biomasy z węglem i gazem:
Parametr, składnik | Jednostka | Słoma żółta | Słoma szara | Drewno | Węgiel kamienny | Gaz ziemny |
---|---|---|---|---|---|---|
Wilgotność | % wag. | 15 | 15 | 30 | 12 | 0 |
Popiół | % wag. | 4 | 3 | 1 | 12 | 0 |
Węgiel | % wag. | 42 | 43 | 35 | 59 | 75 |
Tlen | % wag. | 47 | 38 | 43 | 7,3 | 0,9 |
Wodór | % wag. | 5 | 5,2 | 4 | 3,5 | 24 |
Chlor | % wag. | 0,75 | 0,2 | 0,1 | 0,08 | 0 |
Azot | % wag. | 0,35 | 0,41 | 0,1 | 1 | 0,9 |
Siarka | % wag. | 0,16 | 0,13 | 0,1 | 0,8 | 0 |
Części lotne | % wag. | 70 | 73 | 55 | 25 | 100 |
Rzeczywista wartość opałowa | MJ/kg | 14,4 | 15 | 10,5 | 25 | 48 |
Teoretyczna wartość opałowa | MJ/kg | 18,2 | 18,7 | 13 | 32 | 48 |
Do celów energetycznych można wykorzystać następujące postacie biomasy:
drewno odpadowe w leśnictwie i przemyśle drzewnym oraz odpadowe opakowania drewniane;
słomę – zbożową, z roślin oleistych lub z roślin strączkowych oraz siano;
plony z plantacji roślin energetycznych;
odpady organiczne – gnojowicę, osady ściekowe, osady ściekowe w przemyśle celulozowo-papierniczym, makulaturę, odpady organiczne z cukrowni, roszarni lnu, gorzelni, browarów itd.;
biopaliwa płynne do celów transportowych, np. oleje roślinne, biodiesel, bioetanol z gorzelni i agrorafinerii;
biogaz z gnojowicy, osadów ściekowych i wysypisk komunalnych.
Potencjalne wady energetycznego zagospodarowania biomasy:
ryzyko zmniejszenia bioróżnorodności w przypadku wprowadzenia monokultur roślin o przydatności energetycznej;
spalanie biopaliw, jak każde spalanie, powoduje powstawanie NOx, jednak koszty ich usuwania są wyższe niż w przypadku dużych profesjonalnych zakładów energetycznych; podczas spalania biomasy, zwłaszcza zanieczyszczonej pestycydami, odpadami tworzyw sztucznych lub związkami chloropochodnymi, wydzielają się dioksyny i furany (pożary lasów i spalanie drewna) o toksycznym i rakotwórczym oddziaływaniu;
popiół z niektórych biopaliw w temperaturze spalania topi się, zaślepia ruszt i musi być mechanicznie rozbijany, np. łamaczem lub dezintegratorem;
wysoki koszt jej pozyskania, przetwarzania i transportu.
Zalety energetycznego wykorzystania biomasy:
stałe i pewne dostawy krajowego nośnika energii (w przeciwieństwie do importowanej ropy lub gazu);
zapewnienie dochodu, który jest trudny do uzyskania przy nadprodukcji żywności;
tworzenie nowych miejsc pracy, szczególnie ważnych na zagrożonej bezrobociem wsi;
ograniczenie emisji CO2 z paliw nieodnawialnych, który w przeciwieństwie do CO2 z biopaliw nie jest naturalny dla środowiska i może zwiększać efekt cieplarniany;
wysokie koszty desulfuryzacji spalin z paliw kopalnych;
aktywizacja ekonomiczna, przemysłowa i handlowa lokalnych społeczności wiejskich;
decentralizacja produkcji energii i tym samym wyższe bezpieczeństwo energetyczne przez poszerzenie oferty producentów energii;
uprawa niektórych roślin energetycznych przyczynia się do poprawy stanu środowiska;
zapewnia tanią energię cieplną dla odbiorców komunalnych i przemysłowych (koszty ogrzewania przy zastosowaniu pelet są dwukrotnie niższe niż za pomocą propanu-butanu czy oleju).
Reakcje powstawania biogazu można zapisać następująco:
Najważniejsze zalety produkcji energii z biogazu to:
energia odnawialna i czysta, która nie zanieczyszcza środowiska;
mniejszy wpływ na efekt cieplarniany CO2 uzyskanego ze spalania biogazu (ok. 32 razy) niż biogazu (CH4);
zdecentralizowana produkcja tej energii nie wymaga budowy linii transmisyjnych i nie występują straty spowodowane jej przesyłaniem;
możliwość oszczędniejszego gospodarowania wodą;
koszty produkcji są porównywalne z kosztami energii elektrycznej z sieci elektroenergetycznej, a przy wyższej stopie oprocentowania mogą być nawet niższe;
umożliwienie krajom rozwijającym się podniesienia poziomu cywilizacyjnego przez dostarczenie mieszkańcom wody, światła i elektryczności;
poprawa stanu higieniczno – sanitarnego dzięki zaprzestaniu wylewania fekalii bezpośrednio na pola (Chiny, Indie), gdzie były przyczyną roznoszeni a się epidemii;
eliminowanie nawozów sztucznych w uprawach rolnych.
Najważniejsze z wad produkcji energii z biogazu to:
konieczność ścisłego przestrzegania reżimów procesu fermentacji (temperatury, pH, hermetyczności);
duże nakłady inwestycyjne na budowę zbiorników, fermentatorów, kupno silnika, prądnicy i aparatury kontrolno-pomiarowej.