O energiji biomase
Biomasa so organske snovi biološkega (predvsem rastlinskega) izvora, ki jih lahko izkoriščamo kot vir energije, na primer:
- les kot najbolj razširjeni vir predvsem za pridobivanje toplote,
- trsje in slama,
- hitro rastoče, visoko energijske kulturne rastline (oljna ogrščica, sladkorni trs, koruza) in
- organski odpadki (živinorejski in komunalni odpadki, kanalizacijska voda).
Kako deluje elektrarna na biomaso?
Z gorenjem biomase (organskega materiala) nastaja toplota, ki prek toplotnih izmenjevalcev (uparjalnikov) greje paro, ta pa poganja turbine. Proces je enak kot v jedrski elektrarni ali običajni termoelektrarni, le da vir energije ni energija, ki se sprosti ob cepitvi jeder atomov ali kurjenju premoga, ampak je vir energije biomasa.
Obstaja tudi drug pristop – tega uporabljamo v bioplinarnah. V tem primeru je vir energije plin, ki nastane ob gnitju organskega materiala. Ta plin nato uporabimo kot gorivo za pridobivanje toplote.
Elektrarne na biomaso so v splošnem redko zastopane in v večini primerov se pojavljajo v smislu soproizvodnje toplote in električne energije.
Princip delovanja teh elektrarn je soroden termoelektrarnam, vendar s to razliko, da imajo elektrarne na biomaso manj izpustov ogljikovega dioksida (CO2).
Z različnimi tehnološkimi procesi lahko iz biomase pridobimo tudi tekoče in plinaste ogljikovodike, ki jih uporabljamo kot biogorivo (biodizel, bioplin) namesto običajnih fosilnih goriv. Bioplin je plinasto gorivo, ki ga pridobivamo z biološko razgradnjo organskega materiala v odsotnosti kisika, toplotnim uplinjanjem ali s pirolizo.
Energijo lahko pridobivamo tudi s sežigom odpadkov. V sežigalnicah odpadkov pri zelo visoki temperaturi, ki običajno presega 800 °C, sežigajo različne odpadke, ki bi sicer končali na smetiščih. Tudi toploto, ki se sprošča pri sežiganju odpadkov, lahko uporabimo za pridobivanje električne energije ali za ogrevanje stavb.
Pomen energije iz biomase
Biomasa je glede na svoj 14-odstotni delež v strukturi svetovne oskrbe z energijo najpomembnejši nefosilni, obnovljivi vir energije. V mnogih državah v razvoju je biomasa primarni vir energije. Nekatere teh držav namreč z biomaso pokrijejo tudi več kot 80 odstotkov svojih energijskih potreb.
V Evropi se delež biomase pri oskrbi z energijo močno spreminja glede na naravne danosti. V alpskih in nekaterih skandinavskih deželah je delež biomase v primarni oskrbi z energijo skoraj 20-odstoten, evropsko povprečje pa znaša 2–5 %.
V Sloveniji uporabljamo biomaso za ogrevanje več kot 100.000 stavb. Pri tem od različnih vrst biomase za ogrevanje uporabljamo skoraj izključno lesno biomaso.
Proizvodnja bioplina na prašičji farmi v Ihanu poteka že od leta 1993 (v sklopu centralne čistilne naprave prašičje farme ter občin Ihan, Kamnik in Domžale).
Leta 2007 smo imeli v Sloveniji štiri t. i. bioplinarne, ki proizvajajo bioplin predvsem iz živalskih in drugih organskih odpadkov. Iz proizvedenega bioplina se soproizvajata električna energija in toplota. Neizkoriščen obstaja potencial proizvodnje bioplina na manjših kmetijah.
Skupni potencial manjših bioplinarn (manj kot 300 kW) je v Sloveniji ocenjen na okoli 3 MW. Prav tako bi bilo treba analizirati potencial pridelave bioplina iz bioloških komunalnih odpadkov, zlasti ob predvidenem povečanju tovrstnih odpadkov zaradi ločenega zbiranja.
Prednosti in slabosti energije iz biomase
PREDNOSTI
- Prispeva k čiščenju gozdov, narave
- Zmanjšuje emisije CO2
- Zmanjšuje uvozno odvisnost
- Zagotavlja razvoj podeželja
- Enostavno shranjevanje
- Biogoriva so biorazgradljiva in netoksična
- Dolgoročni potencial vira energije
SLABOSTI
- Visoka cena tehnologije za izrabo biomase/biogoriv
- Pomanjkanje organizacij za logistiko biogoriv
- Večje površine za gojitev rastlin za pridobivanje bioenergije namesto pridelavo hrane
- Zmanjšanje površin za pridelavo hrane
- Podražitev cen hrane
… imajo najučinkovitejše rastline v Evropi pri pretvarjanju sončne energije v ogljikove hidrate približno 2-odstotni izkoristek? Tako velja naslednji okvirni izračun: če lahko s pomočjo sonca proizvedemo 100 W/m2, lahko rastline prispevajo le 2 W/m2. Toda njihova učinkovitost pri večjem sončnem sevanju upade. Tako je najboljša možna storilnost katerega koli energijskega pridelka v Evropi bliže zgornji meji 0,5 W/m2.
… ima vse več sodobnih odlagališč za smeti napeljane cevi za zajemanje bioplina metana, ki nastaja pri razkrajanju ostankov hrane, zelenjave, rastlinskih in podobnih odpadkov? Odvajanje metana je pomembno zaradi preprečevanja eksplozij, poleg tega pa lahko iz njega pridobivamo energijo.
… so preproste priprave za pridobivanje bioplina uporabljali že v antičnih časih na Bližnjem vzhodu, v Indiji in na Kitajskem?