Биомаса
Биомаса (енг. biomass, njem. Biomasse) односи се на живућу или донедавно живућу материју, биљног или животињског поријекла,[1] која се може користити као гориво или за индустријску производњу. Најчешће се користи директно у коначној потрошњи енергије за грејање, кување или загревање топле воде, али се може користити и за производњу електричне енергије и топлоте, те се однедавно све више користи за производњу биогорива. Такође се може користити у индустрији за производњу влакана и хемикалија. Биомаса је обновљиви извор енергије, а уопште се може поделити на дрвну,[2] недрвну и животињски отпад, унутар чега се могу разликовати:
- Дрвна биомаса
- Остаци и отпаци из пољопривреде
- Животињски отпад и остаци
- Анаеробна ферментација (измет – све врсте животиња + зелена маса)
- Спаљивањем (стеља, лешине – перадарске фарме)
- Биоплин (60% метана, 35% ЦО2 те 5% смеше водоника, азота, амонијака, водоник сулфида, ЦО, кисеоника и водене паре)
- Биомаса из отпада
- Зелена фракција кућног отпада
- Биомаса из паркова и вртова с урбаних површина
- Муљ из колектора отпадних вода
Најчешће се користи дрвна маса која је настала као споредни производ или отпад те остаци који се не могу више искористити. Таква се биомаса користи као гориво у постројењима за производњу електричне и топлотне енергије или се прерађује у гасовита и текућа горива за примену у возилима и кућанствима.
Биомаса не укључује органске материје које су промењене разним геолошким процесима у материје попут нафте и угља.
Утицај на животну средину[уреди | уреди извор]
Биомаса је део затвореног угљеничног круга. Угљеник из атмосфере преузимају у биљке, приликом спаљивања угљеник се поновно ослобађа у атмосферу као угљен-диоксид(ЦО2). Док год се поштује принцип обновљивог развоја (засади се онолико дрвећа колико се посече) овај облик добивања енергије нема значајног утицаја на животну средину.
Биомаса се сматра обновљивим извором енергије и често се назива угљенично неутрално гориво, мада оно ипак може доприњети глобалном загревању. То се догађа кад се поремети равнотежа сече и сађења дрвећа, на примјер код крчења шума или урбанизације зелених површина. Када се биомаса користи као гориво уместо фосилних горива оно испушта једнаку количину ЦО2 у атмосферу. Угљеник из биомаса који сачињава отприлике педесет посто њене масе је већ део атмосферског угљеничног круга. Биомаса апсорбује ЦО2 током свог животног циклуса те га испушта назад у атмосферу кад се користи за добивање енергије. Код фосилних горива је то другачије јер се код њих угљеник издваја из дуготрајних спремника, у којем би иначе био заувијек заробљен, и испушта у атмосферу.
Шта више, биомаса добијена сечом шума је у последње вријеме критикована од стране разних организација за заштиту животне средине попут Греенпеаце и Одбора за заштиту природних ресурса, због њиховог штетног утицаја на шуме и климу. Сеча шума с циљем добивања енергије отклања више храњивих материја него редовита сеча што утиче на екосистем и будуће здравље шуме. Још један проблем који организације наводе је емисија угљениковог диоксида. По њиховим истраживањима је пуно више времена потребно да би шума емитирала исту количину (ЦО2) који би био емитиран изгарањем биомасе (у подручјима са мање шума то време је још дуже). Уз то, постоји и забринутост да би могло доћи до поремећаја у тлу на којем је шума посечена, што би могло довести до додатне емисије (ЦО2) који је у том тлу био задржан.
Процеси претварање биомасе у искористиву енергију[уреди | уреди извор]
Топлотно претварање[уреди | уреди извор]
У процесима топлотног претварања топлота је кориштена као доминантан механизам за претварање биомасе у неки други хемијски облик. Енергија добијена изгарањем биомасе (нпр. изгарање дрва) је највише кориштена у подручјима где шуме расту брже и гушће. Таква подручја су нпр. тропска подручја, а таква енергија добијена изгарањем се назива дендротермална енергија. Такође, постоје процеси који служе као међукораци при добијању искористиве енергије. Користе се ређе, више по потреби а каткад и експериментално. У те процесе се убрајају: хидротермално надограђивање и хидродесулфуризација. Циљ таквих процеса је пребацивање постојеће биомасе у лакше обрадиву форму. На пример – морски муљ је превлажан за нормалне процесе прераде, па се користе процеси хидрообраде како би та врста биомасе била погоднија за даљу обраду. Такође, топлотна прерада биомасе се користи и у технологијама попут ЦХП (Цомбинед Хеат анд Поwер) и технологији суспаљивања (цо-фиринг) чијим се кориштењем повећава свеукупна ефикасност. У типичној електрани на биомасу у којој се не користе те технологије, ефикасност је у интервалу од 7-27%, док при кориштењу технологије суспаљивања (нпр. биомаса и угаљ) ефикасност расте до отприлике 40%.
Хемијско претварање[уреди | уреди извор]
Хемијски процеси се користе да би се омогућила прерада биомасе у неки кориснији облик – најчешће за производњу горива које се највише користи, или чак за искориштавања својстава самог процеса. У већини случајева први корак у хемијским процесима са биомасом је гасификација, а тај корак је уједно и најскупљи те представља највећи технички ризик. Гасификација се одвија при атмосферском притиску, јер за разлику од течности и гасова, биомасу је пуно теже ставити у некакву посуду под притиском. Последица одвијања процеса гасификације при атмосферском притиску је непотпуно изгарање биомасе због чега у димним плиновима постоје удели горивих гасова попут угљен моноксида, водоника и трагова метана. Тако прерађена биомаса може служити као гориво у моторима са унутрашњим сагоревањем или као замена за уље за ложење. Процес гасификације биомасе је јако користан јер се све врсте биомасе могу подвргнути том процесу те због лакоће претварања чврстог отпада у корисно гориво.
Такође, претварање биомасе у биогориво може се извести и селективним претварањем индивидуалних компоненти. На пример, целулоза се може разградити на сорбитол, глукозу итд. Ти састојци се онда накнадно подвргавају разним процесима чиме се добијају водонична и угљоводонична горива.
Биохемијско претварање[уреди | уреди извор]
Како је биомаса природни материјал, мноштво високо ефикасних биохемијских процеса је настало с циљем разграђивања структуре самог материјала биомасе. У процесима биохемијског претварања се користе различити микроорганизми, бактерије и ензими с циљем разградње биомасе. Микроорганизми се користе у процесима ферментације, компостирања и анаеробне дигестије отпада.
Крута биомаса[уреди | уреди извор]
Крута биомаса укључује дрво, пољопривредне и остале органске нуспроизводе и отпад.
Крута биомаса се може спаљивати и тако се из ње може добити топлотна енергија за грејање или производњу електричне енергије, а може се разним поступцима претворити у биогорива или биогас те се као таква користити за добивање енергије.
- Неки поступци прераде и упорабе биомасе
- компостирање (у сврху добивања гнојива)
- анаеробна дигестија (биомаса труне у сврху добивања метана и талога који се користи као ђубриво)
- ферментација и дестилација (за добивање етилног алкохола)
- деструктивна дестилација (производи метилни алкохол из отпада богатих целулозом)
- пиролиза (загријавање органског отпада без присуства ваздуха у сврху производње запаљивог гаса и угљена)
- спаљивање у сврху добивања топоте и електричне енергије
- грађевински материјали
- биоразградиве пластике и папир (кориштење целулозних влакана)
| Производња енергије из примарне биомасе - Свет - 2004. | |
|---|---|
| Примарна биомаса | |
| Производња електричне енергије (бруто) | 128557 ГWх |
| Производња топлотне енергије (бруто) | 2244721 ТЈ |
Биогорива[уреди | уреди извор]
Биогорива су горива која се добијају прерадом биомасе. У посљедњих неколико година, производња и потрошња биогорива расту. Еколошки су далеко прихватљивија од фосилних, али им је производња још увек скупља. Најинтензивнија производња је у Бразилу, из шећерне трске, те у САД, из кукуруза. Главна биогорива су биоетанол и биодизел.
Биоетанол представља алтернативу бензину. Производи се из шећерне трске, кукуруза, јечма, кромпира, сунцокрета, жита, дрва и још неких биомаса. Најинтензивнија производња је у Бразилу. Европска унија већ троши знатне количине биоетанола.
Биодизел представља алтернативу обичном дизелу произведеном из фосилних горива. Производи се највише из уљарица (уљане репице, соје, сунцокрета, палминих уља), биоразградив је и није опасан за животну средину. У неким земљама Еуропске Уније, биодизел је већ заступљен у горивима (у одређеном постотку), те такође нека возила већ могу возити на 100%-тни биодизел.
Биогас[уреди | уреди извор]
Биогас се производи енергетским трансформацијама из животињског измета, канализацијског отпада и круте биомасе, у анаеробним условима. Првенствено се састоји од метана и угљик-диоксида. Може се користити као погонско гориво за возила, а његовим прочишћавањем може се добити и гас који је чист попут природног.
Биогас се може користити за добивање електричне енергије, грејање воде и просторија, те у индустријским процесима. Ако се компримује, може заменити природни гас који се користи у аутомобилима са моторима са унутарњим сагоревањем.
Референце[уреди | уреди извор]
- ^ Биомасс Енергy Центер Архивирано на сајту Wayback Machine (8. октобар 2006). Biomassenergycentre.org.uk. Приступљено 2012-02-28.
- ^ T.A. Volk; L.P. Abrahamson; E.H. White; E. Neuhauser; E. Gray; C. Demeter; C. Lindsey; J. Jarnefeld; D.J. Aneshansley; R. Pellerin; S. Edick (15. 10. 2000). „Developing a Willow Biomass Crop Enterprise for Bioenergy and Bioproducts in the United States”. Proceedings of Bioenergy 2000. Adam's Mark Hotel, Buffalo, New York, USA: North East Regional Biomass Program. OCLC 45275154. Архивирано из оригинала 04. 11. 2011. г. Приступљено 16. 12. 2006.
