Biomasa to według definicji z Wikipedii ([1]) ogólna masa materii organicznej, zawartej w organizmach zwierzęcych i roślinnych w danym siedlisku. W potocznym rozumieniu są to wszelkie pozostałości roślinne i zwierzęce, np. słoma, odchody zwierząt, drewno, różnego rodzaju bioodpadki.

 Biomasa jako paliwo

Z biomasy otrzymuje się wiele paliw, znanych jako biopaliwa. Zarówno po przetworzeniu jak i w postaci "surowej" może ona być wykorzystywana do celów energetycznych. Paliwa te to:

• słoma, w postaci bel albo brykietów, trawy energetyczne (np. miskant olbrzymi albo proso rózgowate)

• ziarno opałowe (głównie owies),

• trociny drzewne, luzem i jako tzw. pelet,

• olej roślinny surowy i przetwarzany następnie na biodiesel,

• drewno opałowe w różnych formach (zrębki, brykiety, pelety, polana), można z niego otrzymać węgiel drzewny oraz gaz drzewny, drewno pochodzące z lasu lub upraw energetycznych, np. wierzba energetyczna,

• biogaz produkowany m.in. z odchodów zwierzęcych, osadów ściekowych ale także z innych rodzajów biomasy, np. ze ściętej trawy czy słomy,

• alkohole -- etanol (alkohol etylowy), metanol oraz rzadziej -- butanol, propanol,

• olej pochodzący z procesu pirolizy.

Skoro ustaliliśmy już, że można do zasilania silników spalinowych stosować drewno (a dokładniej wyprodukowany z niego gaz generatorowy), czas na kilka słów na temat tego, jakie drewno nadaje się najlepiej do produkcji gazu drzewnego.

 Skąd brać to drewno?

Możliwości wbrew pozorom jest sporo. Najlepsze do produkcji holzgazu zdaje się być drewno odpadowe. Przede wszystkim dlatego, że jest dużo tańsze (czasem można otrzymać je za darmo, albo tylko za koszt transportu), często jest już też pokawałkowane (szczegóły niżej).

 Gatunek drewna

Najlepsze do zastosowań generatorowych jest drewno twarde, liściaste. Pożądana jest mała zawartość smoły, która poważnie zanieczyszcza gaz drzewny (i trzeba ją potem z niego usunąć). Producenci gazogeneratorów z czasów II Wojny Światowej zalecali dodawanie drewna iglastego w ilości nie większej niż 50% całkowitego wsadu do generatora.

Warto wspomnieć w tym miejscu o możliwości użycia bardzo popularnej ostatnio rośliny, którą jest wierzba energetyczna.

Drewno opałowe, ustawione pod dachem do wyschnięcia.

 Rozmiary kawałków

W zależności od konstrukcji generatora, drewno do niego podawane nie powinno mieć wielkości większej niż powiedzmy 5 x 5 x 5 cm, ale wymiary te są uzależnione od konstrukcji generatora. . Z tego względu musi zostać najpierw pokawałkowane. Zbyt duże elementy załadowane do zasobnika w generatorze nie będą 'spływać' do paleniska, z kolei zbyt małe części drewna (np. pył drzewny) będą unoszone przez strumień gazu opuszczający palenisko i szybko zapchają filtr gazu.

 Wilgotność

Ocenia się, że drewno powinno mieć wilgotność ok. 12-15%, a na pewno nie więcej niż 20%. Musi ono schnąć kilka miesięcy, najpierw w całości, a następnie w postaci pokawałkowanej. Można też w celu przyspieszenia suszenia wykorzystać ciepło spalin opuszczających silnik (jeżeli nie jest wykorzystywane w inny sposób).

 Dlaczego właśnie drewno?

Bo jest to paliwo odnawialne, przy jego spalaniu do atmosfery nie jest emitowany dwutlenek węgla ani związki siarki (szczegóły w artykule "Holzgas a ekologia"). W dodatku zawiera mało popiołu, co upraszcza instalację i ułatwia jej obsługę (czyszczenie). Po trzecie -- jest to paliwo szeroko dostępne, jego źródłem wcale nie musi być las, może być to też wierzba energetyczna hodowana na polu za domem.

Zdjęcie na licencji GNU FDL, pochodzi z serwisu Wikimedia Commons.

Istotne jest też to, że drewno dostępne jest w kraju, nie ma potrzeby jego importowania, a więc jego cena jest niezbyt niewrażliwa na zmiany gospodarcze i polityczne na świecie, czego powiedzieć nie można o ropie naftowej. Dodatkowo, warto wspomnieć, że drewno nie jest obciążone podatkami, w odróżnieniu od innych paliw.

W porównaniu do innych paliw, z których można produkować gaz drzewny, drewno zawiera bardzo niewielką ilość popiołu, rzędu 1-2%, co pozwala na prostszą konstrukcję gazogeneratora (mniejszy filtr, mniejszy popielnik).

Zaletą drewna jest również fakt, że nie ma strat związanych z jego przechowywaniem.

Biopaliwa to wszystkie paliwa otrzymywane z biomasy (szczątków organicznych lub produktów przemiany materii roślin lub zwierząt, np. krowiego nawozu). Biopaliwa są odnawialnymi źródłami energii, w odróżnieniu od paliw kopalnych takich jak ropa naftowa, gaz ziemny, węgiel czy paliwa jądrowe.

Niekiedy za biopaliwa przyjmowane są te paliwa, które przynajmniej w 80% (objętościowo) składają się z substancji otrzymanych z żywych organizmów, zebranych w ciągu 10 lat przed jego wyprodukowaniem.

Podobnie jak węgiel i ropa naftowa, biomasa jest w pewnym stopniu magazynem energii pochodzącej ze słońca. Energia słoneczna jest "wyłapywana" w procesie fotosyntezy przez rosnące rośliny. Jak wszystkie procesy produkcji energii, spalanie biomasy powoduje powstanie odpadów. Jedną z zalet biopaliw w porównaniu do innych rodzajów paliw jest fakt, że energia związana wewnątrz biomasy może być przechowywana nieskończenie długo bez żadnych problemów czy zagrożeń.

Do produkcji biopaliwa w Europie hoduje się przede wszystkim len i rzepak, w USA - kukurydzę i soję, w pozostałych rejonach świata - głownie konopie. Odpady przemysłowe, rolnicze, z produkcji leśnej i gospodarstw domowych mogą również być źródłem energii odnawialnej i służyć do produkcji biopaliw. Przykładem może być słoma, drewno odpadowe, osady ściekowe, kompost, śmieci czy resztki żywności.

Paradoksalnie, w niektórych krajach rozwiniętych (np. w Niemczech), żywność jest tańsza niż biopaliwa, licząc koszt jednego dżula energii. Możliwe jest wykorzystanie ziarna (owsa, pszenicy, kukurydzy) do opalania kotła centralnego ogrzewania.

Biopaliwa to wszystkie paliwa otrzymywane z biomasy (szczątków organicznych lub produktów przemiany materii roślin lub zwierząt, np. krowiego nawozu). Biopaliwa są odnawialnymi źródłami energii, w odróżnieniu od paliw kopalnych takich jak ropa naftowa, gaz ziemny, węgiel czy paliwa jądrowe.

Niekiedy za biopaliwa przyjmowane są te paliwa, które przynajmniej w 80% (objętościowo) składają się z substancji otrzymanych z żywych organizmów, zebranych w ciągu 10 lat przed jego wyprodukowaniem.

Podobnie jak węgiel i ropa naftowa, biomasa jest w pewnym stopniu magazynem energii pochodzącej ze słońca. Energia słoneczna jest "wyłapywana" w procesie fotosyntezy przez rosnące rośliny. Jak wszystkie procesy produkcji energii, spalanie biomasy powoduje powstanie odpadów. Jedną z zalet biopaliw w porównaniu do innych rodzajów paliw jest fakt, że energia związana wewnątrz biomasy może być przechowywana nieskończenie długo bez żadnych problemów czy zagrożeń.

Do produkcji biopaliwa w Europie hoduje się przede wszystkim len i rzepak, w USA - kukurydzę i soję, w pozostałych rejonach świata - głownie konopie. Odpady przemysłowe, rolnicze, z produkcji leśnej i gospodarstw domowych mogą również być źródłem energii odnawialnej i służyć do produkcji biopaliw. Przykładem może być słoma, drewno odpadowe, osady ściekowe, kompost, śmieci czy resztki żywności.

Paradoksalnie, w niektórych krajach rozwiniętych (np. w Niemczech), żywność jest tańsza niż biopaliwa, licząc koszt jednego dżula energii. Możliwe jest wykorzystanie ziarna (owsa, pszenicy, kukurydzy) do opalania kotła centralnego ogrzewania.

Biopaliwa mogą być wykorzystywane do scentralizowanej i rozproszonej produkcji energii elektrycznej i ciepła. W roku 2005 około 15% światowego zużycia energii pochodziło z biopaliw. Większość tej energii jest zużywana w krajach rozwijających się do celów grzewczych i do przygotowania posiłków. Szwecja i Finlandia pokrywają odpowiednio 17% i 19% swojego zapotrzebowania energetycznego z biopaliw, co jest bardzo wysoką wartością jak na kraje rozwinięte.

Dziś w wielu krajach na świecie prowadzi się intensywne badania, których celem ma być opracowanie biopaliw zdolnych zastąpić ropę naftową i gaz ziemny. Badania te koncentrują się na taniej materii organicznej, głównie celulozie oraz odpadach z produkcji rolniczej i osadach ściekowych, która ma być źródłem do taniej produkcji gazowego lub ciekłego biopaliwa. Istotne jest przede wszystkim by produkcja wymagała niskich nakładów energetycznych. W związku z tym niektórzy ludzie doszukują się w biopaliwach (przede wszystkim w biomasie) sposobu na obniżenie ilości dwutlenku węgla emitowanego do atmosfery wskutek spalania paliw kopalnych przez zastępowanie tych paliw biopaliwami.

Wśród biopaliw nadających się do zasilania silników spalinowych wymienić trzeba:

• olej roślinny surowy i przetworzony (biodiesel),

• biogaz, który można wykorzystać do zastąpienia gazu ziemnego,

• alkohole - etanol i metanol.

Niekiedy również torf (suszony i ewentualnie brykietowany) uważa się za biopaliwo. Nie spełnia on warunków bycia odnawialnym źródłem energii, ale jest znacznie młodszy (biorąc pod uwagę czas powstania) niż ropa naftowa czy węgiel.

Biogaz jest gazem powstającym w wyniku fermentacji beztlenowej materii organicznej, np. biomasy, odchodów zwierzęcych, osadów ściekowych, biodegradowalnych stałych odpadów komunalnych. Ponieważ powstaje samoczynnie między innymi na wysypiskach, znany jest również jako gaz wysypiskowy.

Podstawowym składnikiem biogazu jest metan, w ilości najczęściej ok. 50%. Resztę stanowi dwutlenek węgla i azot. Zawartości metanu wyższe niż 70% są zazwyczaj jedynie chwilowe (sam widziałem instalację do odgazowania wysypiska, która dawała biogaz o zawartości metanu 78%). W beztlenowym procesie produkcji biogazu niszczone są chorobotwórcze czynniki znajdujące się w materiale wsadowym. Niestety powstający samoczynnie gaz wysypiskowy jest bardzo groźnym gazem cieplarnianym. Z tego względu a także ze względu na możliwość samoczynnego wybuchu gazu na składowiskach odpadów komunalnych instaluje się niekiedy instalacje odgazowujące. Służą one do zbierania gazu, gromadzenia go w jednym miejscu a następnie spalania. Może on być spalany w pochodni lub służyć do zasilania silnika spalinowego lub turbiny gazowej, co pozwala na jego wykorzystanie do produkcji energii elektrycznej i ciepła.

Skład biogazu powstającego na wysypiskach
Składnik	Zakres występowania [%]	Wartość średnia [%]
Metan	30-65	45
Dwutlenek węgla	20-40	35
Azot	5-40	15
Wodór	1-3	1
Tlen	0-5	1

Tabela ta nie wyczerpuje całego składu biogazu, bo zawiera on również kwaśne składniki, których usunięcie może być konieczne do zastosowania go do jakichkolwiek celów.

Biogaz można produkować sztucznie, poprzez doprowadzanie do fermentacji biodegradowalnego wsadu w środowisku beztlenowym (bez dostępu powietrza), w tzw. komorze fermentacyjnej. Jest ona przygotowana tak, by wytrzymała wzrost ciśnienia spowodowany produkcją biogazu i zapewniał właściwe warunki dla rozwoju bakterii. Biogazownie zazwyczaj buduje się w pobliżu miejsc, w których produkowany jest wsad, np. w gospodarstwach rolnych produkujących duże ilości biomasy (np. słomy) lub odchodów zwierzęcych. Celem ich budowy jest produkcja biogazu albo...utylizacja odpadów.

Przy wilgotności wsadu poniżej 15% albo przy dostępie powietrza produkcja biogazu zostaje zatrzymana. Na szczęście w naszych warunkach klimatycznych wilgotność rzadko spada poniżej 15%. Im większa wilgotność, tym lepiej. Tlen wstrzymuje proces fermentacji metanowej, więc nie wolno dopuszczać powietrza do reagującego materiału.

Ilość i jakość biogazu zależy w dużej mierze od wsadu, tzn. od składu materiału wsadowego do procesu. Jego wartość opałowa jest około dwukrotnie niższa niż gazu ziemnego, co wynika z dwukrotnie niższej zawartości metanu.

Spaliny ze spalania biogazu są znacznie bardziej czyste niż spaliny z węgla czy oleju opałowego i mniej uciążliwe dla klimatu, bo zawierają mniej dwutlenku węgla a więcej pary wodnej. Inna sprawa, że biogaz produkowany z biomasy roślinnej emituje tylko tyle CO₂ ile wcześniej rośliny wyciągnęły z atmosfery.

Sprężony i oczyszczony biogaz może zastąpić CNG (sprężony gaz ziemny) jako paliwo dla pojazdów, wykorzystywany w silnikach spalinowych lub ogniwach paliwowych. Może też być wprowadzany do sieci jako zastępczy gaz ziemny -- Substitute Natural Gas.

Wierzba energetyczna jest jednym z gatunków zwykłej wierzby, rosnącym w formie krzewiastej, osiągająca nawet 8 metrów wysokości, z czego w pierwszym roku od posadzenia może przyrosnąć do 3 metrów. Średnią produkcję tej rośliny w polskich warunkach klimatycznych ocenia się na kilkanaście ton suchej masy z hektara plantacji. Sadzonki wierzby energetycznej. Rozmnażanie rośliny odbywa się poprzez pocięcie pędów na 20-cm kawałki, które następnie są wsadzane do ziemi, w której następnie się ukorzeniają tworząc nowe rośliny. Na hektar wysadza się średnio 40 000 sadzonek. Plon zbiera się w cyklu jednorocznym lub dwu-, trzyletnim, po opadnięciu liści z pędów. Najlepsze plony osiąga się ponoć w cyklu trzyletnim, dochodzić mogą one do 22 ton z hektara rocznie. Jedna plantacja może być eksploatowana przez 20-30 lat. Wartość opałowa zrębków wierzby o 30% wilgotności wynosi ok. 12 MJ/kg. Z tego względu z jednego hektara otrzymać można mniej więcej tyle energii, co z kilku ton węgla kamiennego. Zrębki wierzby można w prosty sposób otrzymać za pomocą rozdrabniarki do gałęzi. Mogą być one spalane jako paliwo w piecu / kotle, zgazowane, albo przerobione na brykiety / pelety (po dalszym rozdrobnieniu). Tak rośnie wierzba energetyczna. Jako paliwo do produkcji gazu generatorowego, wierzba energetyczna jest szczególnie warta uwagi ze względu na jej formę. Ścinane corocznie pędy mają grubość rzędu 10-15 mm, co umożliwia jej rozdrobnienie w taniej ogrodowej rębarce do gałęzi. Zbiór plonu z małej plantacji z powodzeniem może być dokonywany za pomocą piły spalinowej.

Podstawowym składnikiem gazu ziemnego jest metan, najkrótszy i najlżejszy węglowodór (CH₄). W jego skład wchodzą również cięższe węglowodory: etan (C₂H₆), propan (C₃H₈) i butan (C₄H₁₀), azot a także różne związki siarki, na przykład H₂S.

Gaz ziemny jest paliwem bardzo wygodnym w użyciu, jednak trudnym w transporcie i przechowywaniu. Przesyła się go głównie gazociągami, można również przewozić go tankowcami w skroplonej postaci (LNG). Gaz ziemny wydobywany razem z ropą naftową często jest po prostu spalany w miejscu wydobycia, bo nie opłaca się jego sprzedaż. W niektórych krajach jest to zakazane, z racji produkowania gazów cieplarniacych, w związku z tym gaz jest niekiedy wtłaczany z powrotem do złoża celem późniejszego wykorzystania.

Metan (CH₄), znany także jako gaz błotny i gaz kopalniany to najprostszy węglowodór nasycony (alkan). W temperaturze pokojowej jest bezwonnym i bezbarwnym gazem.

Metan powstaje w przyrodzie w wyniku beztlenowego rozkładu szczątek roślinnych (np. na bagnach). Jako podstawowy składnik gazu ziemniego jest bardzo ważnym paliwem. Spalenie jednej cząsteczki metanu w obecności tlenu powoduje powstanie dwóch cząsteczek wody i jednej dwutlenku węgla. Jest on stosowany jako gaz opałowy i surowiec do syntezy wielu innych związków organicznych.

Do kuchenek gazowych z sieci dostarczany jest gaz ziemny, którego podstawowym składnikiem jest metan.

Właściwości metanu:

• temperatura topnienia -182,6°C

• temperatura wrzenia -161,7°C

• temperatura krytyczna -82,5°C

• ciśnienie krytyczne 46,3 bar

• gęstość 0,717 kg/m³_n

• wartość opałowa 50049 kJ/kg = 35897 kJ/m³_n

Mieszanina metanu z powietrzem w stosunku objętościowym 1:10 ma własności wybuchowe. Tworzenie się tej mieszaniny w kopalniach węgla kamiennego bywa częstą przyczyną groźnych w skutkach eksplozji.

Metan jest gazem cieplarnianym, którego wpływ jest 22 razy większy niż dwutlenku węgla, a średnia zawartość w atmosferze wynosi 1,7 ppm (w ciągu minionych dwustu lat wzrosła ponad dwukrotnie).

Metan można otrzymywać w procesach Sabatier (z wodoru i CO₂) i Fischera-Tropscha. Metan jest również klasyfikowany jako biogaz, ponieważ można go otrzymać przez beztlenowy rozkład materii organicznej. Jego źródłem jest również rolnictwo. Jedna krowa produkuje dziennie ok. 0,6 m³ tego gazu.

LNG (Liquefied Natural Gas) jest produkowany z gazu ziemnego poprzez usunięcie zanieczyszczeń i cięższych węglowodorów a następnie skroplenie go w ciśnieniu atmosferycznym poprzez odpowiednie schłodzenie do temperatury -160°C. LNG zajmuje objętość w przybliżeniu równą 1/600 objętości gazu ziemnego w warunkach normalnych, co pozwala na tani transport na duże odległości. W sytuacji, gdy przesył gazu za pomocą np. rurociągów jest niemożliwy lub nieopłacalny, można go przewozić tankowcami.

Wartość opałowa LNG w przeliczeniu na jednostkę objętości jest podobna do benzyny czy oleju napędowego, jednakże konieczność przechowywania go w drogich zbiornikach kriogenicznych ogranicza zakres komercyjnego stosowania tego paliwa.

Warunki potrzebne aby skroplić gaz ziemny zależą od jego dokładnego składu, późniejszego wykorzystania oraz procesu, który będzie zastosowany podczas skraplania. Najczęściej wykonuje się to w temperaturze między -120 a -170°C (metan skrapla się przy -161,°C) i w ciśnieniach rzędu 1-60 atmosfer. Sprężony gaz ziemny jest skraplany a następnie jego ciśnienie się obniża do przechowywania i transportu.

Proces Fischera-Tropscha został odkryty na początku lat 1920-tych w Niemczech przez F. Fischera i H. Tropscha. Jego celem było umożliwienie Niemcom produkcji syntetycznych paliw płynnych (w kraju tym występuje sporo złóż węgla natomiast nie ma ropy naftowej). W 1944 roku w Niemczech wyprodukowano ponad 90 milionów ton syntetycznej benzyny zwanej kogazyną (kohle - gas - Benzin). Po wojnie z powodu niskich cen ropy proces F-T stał się wysoce nieekonomiczny, przerwano go na dziesięć lat. Dopiero w 1955r. w Sasolburgu w RPA uruchomiono pierwszy zakład Sasol I.

Synteza Fischera-Tropscha to proces pozwalający na wyprodukowanie z gazu generatorowego paliw płynnych. Jest to reakcja katalityczna podczas której z wodoru i tlenku węgla powstają węglowodory:

alkohole 2nH2 + nCO --> CnH2n+1OH + (n-1)H2O aldehydy i ketony (2n-1)H2 + nCO --> CnH2nO + (n-1)H2O kwasy karboksylowe (2n-2)H2 + nCO --> CnH2nO2 + (n-2)H2O olefiny 2nH2 + nCO --> (CH2)n + nH2O alkany (2n-2)H2 + nCO --> CnH2n+2 + (n-2)H2O .

Jak widać na powyższych reakcjach hasła takie jak benzyna z węgla czy benzyna z drewna są możliwe do realizacji. Niestety, synteza Fischera-Tropscha jest raczej nieekonomiczna, na większą skalę stosowana tylko w jednym miejscu, w zakładach Sasol w RPA. Zakłady te korzystają z taniego odkrywkowego węgla, zgazowywanego następnie do postaci gazu syntezowego (czynnikiem zgazowującym jest mieszanina tlenu i pary wodnej a nie powietrza -- to powoduje dodatkowe koszty), następnie przerabianego na różne syntetyczne paliwa płynne (dostawy z tych zakładów pokrywają większość zużycia oleju napędowego w RPA).

W syntezie Fischera-Tropscha otrzymuje się mieszaninę węglowodorów parafinowych oraz olefin a także alkohole, aldehydy, ketony. Skład produktów zależy od składu gazu syntezowego, zastosowanego katalizatora (żelazo z domieszkami, kobalt) oraz parametrów procesu (ciśnienie, temperatury, czas styku gazu i katalizatora).

Odnawialne źródła energii to źródła energii których zasoby same się odnawiają i z tego powodu są praktycznie niewyczerpalne. Przeciwieństwem ich są nieodnawialne źródła energii - źródła których wykorzystanie postępuje znacznie szybciej niż naturalne odtwarzanie.

Źródłami nieodnawialnymi są przede wszystkim surowce kopalne: węgiel kamienny, węgiel brunatny, torf i ropa naftowa.

Najważniejszym ze źródeł odnawialnych jest energia spadku wody. Pozostałe źródła odnawialne - energia słoneczna, energia wiatru, biomasy, pływów morskich, geotermiczna i inne - są używane na mniejszą skalę.

Trudno jednoznacznie zaliczyć energię jądrową i termojądrową do którejś z tych kategorii. Ilości uranu i toru na Ziemi są właściwie niewyczerpalne - większość jednak znajduje się w różnych skałach w bardzo niskich stężeniach - a jedynie nieliczne złoża o relatywnie dużym ich stężeniu są dziś wykorzystywane. Jeszcze większe są ilości dostępnego deuteru - w tym wypadku jednak występującego w dość wysokich stężeniach w wodzie oceanicznej. Zasoby te, jakkolwiek duże by były, nie podlegają jednak samoistnej odnowie.

Energia odnawialna jest przez niektóre środowiska przedstawiana jako synonim energii przyjaznej dla środowiska. Nie jest to jednak pełny obraz. Ze stosowanych dziś na dużą skalę źródeł energii najmniejszy efekt ekologiczny ma energetyka jądrowa, duże szkody wyrządzają zaś zarówno energetyka oparta na surowcach kopalnych - głównie w postaci zanieczyszczeń atmosferycznych, jak i na energii spadku wody - przez zmiany w ekosystemach spowodowane utworzeniem zapór i sztucznych zbiorników wody.

Sprzeciw wobec energetyki jądrowej, w środowiskach ekologicznych i w części społeczeństw bierze się z obawy o wystąpienie awarii i skutków radioaktywnego skażenia środowiska. Podnoszone są także argumenty, wskazujące na zwiększoną zapadalność na nowotwory i inne schorzenia wśród mieszkańców osiedli położonych w pobliżu elektrowni jądrowych.

Zobacz także:

• biomasa, rolnictwo energetyczne,

• energia słoneczna

• energia wiatru i elektrownia wiatrowa

Dom autonomiczny, czy też raczej autonomiczne gospodarstwo rolne, musi produkować dla siebie energię. Metody są dwie -- wykorzystanie odnawialnych źródeł energii (wiatru, słońca, spadku wody) albo produkowanie paliwa na własne potrzeby w obrębie gospodarstwa.

Roślin energetycznych, które można uprawiać w Polsce, jest bardzo wiele. Z jednych dopiero można otrzymać paliwo (biopaliwo), inne same w sobie (po wysuszeniu) są gotowe do użycia w produkcji energii.

Paliwa płynne do zasilania silników spalinowych, które można otrzymać w prosty sposób z roślin energetycznych to etanol i olej roślinny / biodiesel.

Alkohol etylowy (etanol) można otrzymywać w drodze fermentacji i destylacji z następujących roślin:

• burak cukrowy (ew. trzcina cukrowa w cieplejszym klimacie),

• kukurydza, pszenica, żyto, ryż i inne zboża,

• ziemniaki, owoce.

Olej roślinny (a także i biodiesel) można produkować z następujących roślin oleistych:

• rzepak,

• słonecznik,

• len,

• konopie,

• soja,

• palma kokosowa.

Z kolei do spalania w kotłach (a nawet do zgazowania) nadają się między innymi:

• wierzba energetyczna (wiciowa),

• malwa pensylwańska (ślazowiec pensylwański),

• róża bezkolcowa (wielokwiatowa),

• odpadowa biomasa z innej produkcji rolnej (np. słoma zbożowa).

 Zaspokajanie potrzeb energetycznych

Jak można sobie wyobrazić zaspokajanie wszystkich potrzeb energetycznych typowego gospodarstwa domowego z pomocą upraw energetycznych?

Najłatwiej wygląda sprawa w przypadku ogrzewania. Urządzenia do spalania biomasy są bardzo łatwo dostępne, na przykład kotły na brykiet produkowany ze słomy (brykieciarki też można bez problemu kupić) czy zrębki wierzby energetycznej. Na upartego można nawet próbować palić biomasą w zwykłym kotle czy piecu węglowym.

Znacznie trudniej wygląda sprawa produkcji energii elektrycznej z biomasy. Tu w zakresie instalacji małej mocy (czyli przydomowych) na pomoc przychodzi nam technologia zgazowania - produkcja gazu drzewnego.

Otrzymany na przykład z podsuszonych zrębków wierzby energetycznej gaz drzewny może być wykorzystany do spalenia w silniku spalinowym. Stąd krok do wyprodukowania energii elektrycznej, która może być wykorzystywana na bieżąco w ramach potrzeb lub magazynowana na przykład w akumulatorach. Odpadowe ciepło z produkcji gazu i z silnika oraz sam gaz mogą być wykorzystywane do ogrzewania czy produkcji ciepłej wody użytkowej. Sam gaz można spalać w kuchenkach gazowych... Tym zagadnieniem zajmę się w innym artykule.

 Produkcja wierzby energetycznej

Plantację wierzby energetycznej zakłada się sadząc około 18 000 sadzonek (pędy o długości ok. 20 cm) na hektar. W ciągu pierwszego roku po posadzeniu następuje zawiązanie się uprawy, w tym roku można zebrać z hektara mniej więcej 1 tonę suchej masy. Po pierwszym lecie przyrosty są obcinane i od następnego okresu wegetacji rozpoczyna się właściwy okres produkcji. Może on trwać nawet 25 - 35 lat bez konieczności ponownego sadzenia plantacji.

Dobrze prowadzona plantacja może dawać plon w wysokości 9 - 12 ton suchej masy z hektara, ekwiwalent ok. 4-5 ton oleju opałowego albo ok. 8 ton węgla.

Zbiór następuje zimą, po opadnięciu liści, gdy gleba jest zamarznięta, przy użyciu np. maszyn do zbioru kukurydzy. Zebrane przyrosty mogą być suszone na powietrzu, do następnej jesieni zawartość wilgoci obniży się w nich do około 30%. Wartość opałowa wierzby o takiej wilgotności wynosi ok. 12 MJ/kg.

Wierzba energetyczna nie jest rośliną, na której można dużo zarobić. Jest to jednak sposób na zagospodarowanie nieużytków, niespecjalnie wymagające zabiegów agrotechnicznych i na uzyskanie częściowej lub całkowitej niezależności energetycznej.

---