Upotreba biomase - bioekonomija
    Subota, 25 Lipanj 2011 22:33

    Upotreba biomase - bioekonomija

    S energetskog stajališta, 2008. godina započela je poprilično nepovoljno. Naime, već prvog ovogodišnjeg radnog dana, barel (159 litara) sirove nafte na svjetskom tržištu dosegao je cijenu od 100 američkih dolara što je najviše u posljednjih četrdesetak godina te se javlja potreba za novim energentima. Takva situacija u prvi plan ponovno nameće alternativne izvore energije i prijedloge o tome što sve, ako dođe do nužnih redukcija u potrošnji crnog zlata, u doglednoj budućnosti možemo učiniti. Korištenje energije dobivene iz obnovljivih izvora, posebice biomase, jedno je od mogućih rješenja koje može djelomično smanjiti potrošnju fosilnih goriva. Josip Dundović, predsjednik Hrvatske udruge za biomasu, pojasnio nam je kako Hrvatska danas raspolaže kvalitetnim i prirodnim šumama čijim tzv. potrajnim gospodarenjem - u što se ubraja njega, čišćenje, prorjeđivanje te naplodne i dovršne sječe, nastaje velika količina šumske biomase za mehaničku preradu i termičku uporabu. Hrvatska se po šumovitosti nalazi u samom europskom vrhu, odmah iza Austrije i skandinavskih zemalja. No, prije pomnije analize te alternative nafti, potrebno je kazati što se sve podrazumijeva pod pojmom biomasa. "Biomasa je obnovljiv izvor energije koji uključuje ogrjevno drvo, grane i drvni otpad u šumarstvu, te piljevinu, koru i drvni ostatak. Ali i slamu, kukuruzovinu, stabljike suncokreta, ostatke pri rezidbi vinove loze i voćaka, kao i životinjski izmet i ostatke iz stočarstva", govori Dundović. Biomasa se, napominje, može koristiti u energetske svrhe za proizvodnju toplinske ili električne energije u toplanama i termoelektranama. Zatim, za grijanje u kućanstvima i u industriji putem centraliziranih toplinskih sustava i automatiziranih peći, pri čemu se koristi kratko piljeno i cijepano drvo, sječka, pelete i briketi. Također, ističe, anaerobnom fermentacijom biomase dobiva se bioplin koji se kao biogorivo može koristiti, među ostalim, za proizvodnju električne energije te topline, ali i za pogon vozila. Nadalje, fermentacijom kukuruza i šećerne repe u alkohol nastaje bioetanol koji se također može upotrijebiti kao pogonsko gorivo u vozilima. Biodizel pak koji se već koristi kao zamjena za dizelsko gorivo u automobilima te vozilima javnog gradskog prijevoza, dobiva se kemijskom konverzijom uljarica.

    Prednosti korištenja biomase
    Međutim, osim u svakodnevnom prometu, biomasa kao energent može se koristiti i za grijanje komunalnih objekata poput škola, vrtića, bolnica, zgrada pa čak i naselja, te u drvnoj, papirnoj, prehrambenoj, opekarskoj i pivarskoj industriji. No, kako od 1. srpnja 2007. godine svi kupci električne energije u Hrvatskoj plaćaju naknadu, tzv. feed-in tarifu za poticanje proizvodnje električne energije iz obnovljivih izvora u koje spada i biomasa, važno je istaknuti gdje se ona nalazi u odnosu na, primjerice, vjetorelektrane ili male hidroelektrane koje su (ili će po svemu sudeći biti) ipak najzastupljeniji obnovljivi izvori energije u nas, izuzevši velike hidroelektrane. "Iskorištavanje energije šumske biomase, uglavnom ogrjevnog drva, u Hrvatskoj ima dugu tradiciju, naročito u ruralnim dijelovima, pa je već 1965. iz šumske biomase bila zadovoljena gotovo četvrtina ukupne potrošnje energije. Danas ogrjevno drvo pokriva samo 4,3 posto ukupne potrošnje energije i to grijanjem kućanstava na tradicionalan način", govori Dundović. I baš u slučaju grijanja na biomasu, korištenje tog obnovljivog izvora energije dobiva važniju dimenziju jer je ono opravdano i zbog nekoliko prednosti koje ima u odnosu na ostala goriva, posebice na naftu i naftne prerađevine. "Korištenje biomase u energetske svrhe opravdano je iz ekoloških, ekonomskih i socijalnih razloga", napominje Josip Dundović. Točnije, s ekološkog gledišta, emisija štetnih plinova svrstava biomasu u neutralno gorivo. Zatim, s ekonomskog stajališta, povećanje korištenja biomase smanjilo bi ovisnost Hrvatske o uvozu fosilnih goriva. A izgradnjom tvornica za proizvodnju biomase, otvorila bi se nova radna mjesta, te bi se tako i ubrzao razvoj ruralnih dijelova Hrvatske.

    Plin najisplativiji, ali do kada?
    Ipak, grijanje na biomasu, točnije pelete i brikete (prešani cilindrični oblici drva koji se dobivaju od piljevine i strugotina kaloričnog drva) jedan je od najvažnijih čimbenika ove priče. Naime, cijena tone peleta kreće se oko 1300 kuna, te upravo iz tog razloga Dundović smatra kako će, iako još uvijek nije tako, kućanstva vrlo brzo loživo ulje zamijeniti peletama. Energetski ekvivalent litri loživog ulja su dva kilograma peleta, objašnjava, a kako litra loživog ulja stoji 5,20 kuna, a dva kilograma peleta 2,67 kuna, govorimo o jeftinijem grijanju i to za 45 posto. Ali, važno je naglasiti kako su kotlovi, tj. peći na pelete još uvijek nešto skuplje od onih na kruta goriva. Naime, prva peć na pelete u nas prodana je Šumariji Lokve tijekom "Drugih hrvatskih dana biomase" održanih 5. listopada 2007. u Golubinjaku. Josip Dundović govori kako takva peć na kruta goriva, primjerice, stoji oko 10.000 kuna, dok je istovjetna peć koja troši pelete skuplja za, otprilike, 6500 kuna. Stoga, smatra, grijanje na prirodni plin (2,05 kuna po metru prostornom) u nas je još uvijek najisplativije, ali kad bi država subvencionirala kupnju peći na pelete, kao što to čini Austrija s čak 1800 do 2500 eura, vjeruje kako bi vrlo brzo građani prepoznali sve prednosti grijanja na te prešane cilindrične oblike drva. Uz to, realno je uskoro očekivati popularizaciju peleta jer će zbog najave skorašnjeg poskupljenja cijene prirodnog plina i grijanje na njega postati skuplje. Predsjednik Hrvatske udruge za biomasu ističe kako je važnost energetskog korištenja biomase kao obnovljivog izvora energije prepoznala i Vlada, te je donijela niz zakonskih i podzakonskih akata kojima potiče korištenje "zelene energije". Smatra kako će udio biomase u ukupnom udjelu od 5,8 posto električne energije dobivene iz obnovljivih izvora energije, što će se subvencionirati iz sustava feed-in tarifa i koje je Hrvatska dužna ispuniti do 2010., iznositi oko 36 posto.

    Mogućnosti proizvodnje
    Prednost, ali i poticanje korištenja biomase kao alternativnog goriva budućnosti prepoznale su i Hrvatska elektroprivreda (HEP), ali i Hrvatske šume. HEP je u prosincu 2006. osnovao tvrtku kćer HEP OIE-Obnovljivi izvori energije, a isto je učinila i tvrtka Hrvatske šume osnovavši u ožujku 2007. tvrtku Šumska biomasa. Josip Dundović nadalje objašnjava kako će se novim dugoročnim programom gospodarenja šumama za razdoblje od 2006. do 2015. godine povećati proizvodnja ogrjevnog drva, granjevine, te ostataka pri sječi i izradi na više od 2,6 milijuna prostornih metara godišnje. Taj materijal može poslužiti kao energent za proizvodnju toplinske i električne energije. "Ukupni energetski potencijal šumske biomase za proizvodnju briketa ili peleta iznosi oko dva milijuna prostornih metara, što predstavlja mogućnost proizvodnje oko milijun tona briketa ili peleta godišnje", ističe. To je, naime, dostatno za zamjenu oko 500.000 litara loživog ulja ili 500.000 prostornih metara prirodnog plina. Također, dodaje, prema tim pokazateljima vidljivo je da će do 2010. godine proizvodnja biomase iznositi tri milijuna prostornih metara, što je gotovo dvostruko više nego 2006. godine.
    www.privredni.hr


    Biomasa (eng. biomass, njem. Biomasse) je u raznim izvornicima različito određena, ali se kao osnovna može navesti odrednica prema Uredbi o graničnim vrijednostima emisije onečišćujućih tvari u zrak iz stacionarnih izvora (NN 140/97): 'Biomasa je gorivo koje se dobiva od biljaka ili dijelova biljaka kao što su drvo, slama, stabljike žitarica, ljušture itd.' Biomasa je obnovljivi izvor energije, a općenito se može podijeliti na drvnu, nedrvnu i životinjski otpad, unutar čega se mogu razlikovati: drvna biomasa (ostaci iz šumarstva, otpadno drvo); drvna uzgojena biomasa (brzorastuće drveće); nedrvna uzgojena biomasa (brzorastuće alge i trave); ostaci i otpaci iz poljoprivrede; životinjski otpad i ostaci. Danas se primjena biomase za proizvodnju energije potiče uvažavajući načelo održivog razvoja. Najčešće se koristi drvna masa koja je nastala kao sporedni proizvod ili otpad te ostaci koji se ne mogu više iskoristiti. Takva se biomasa koristi kao gorivo u postrojenjima za proizvodnju električne i toplinske energije ili se prerađuje u plinovita i tekuća goriva za primjenu u vozilima i kućanstvima. Postoje razne procjene potencijala i uloge biomase u globalnoj energetskoj politici u budućnosti, no u svim se scenarijima predviđa njezin značajan porast i bitno važnija uloga .Za usporedbu može poslužiti podatak kako je 1990. godine potrošnja energije u svijetu iznosila 376,8 EJ, a 2050. godine se prema raznim scenarijima očekuje potrošnja od 586 do 837 EJ.

    Biodizel
    Metilni ester repičinog ulja , poznatiji pod trgovačkim nazivom biodizel, dobiva se od ulja uljane repice ili recikliranog otpadnog jestivog ulja. Kemijski se opisuje kao monoalkoholni ester. Kroz proces esterifikacije, biljno ulje reagira s metanolom i natrijevim hidroksidom kao katalizatorom te nastaje ester masnih kiselina zajedno s ostalim nusproduktima: glicerolom, gliceridskim talogom i sapunom. Biodizel pripada skupini derivata srednje dugih, C 16 - C 18 lančanih masnih kiselina. Te molekule pokazuju strukturnu sličnost s molekulama mineralnog dizelskog goriva. Biodizel je gorivo za motorna vozila koje se dobiva od repičinog ulja ili drugih biljnih ulja esterifikacijom s metanolom. Pri tome nastaje gorivo koje ima svojstva jednaka onima klasičnog dizela iz mineralnog ulja. Može se koristiti u potpunosti kao zamjena za mineralni dizel ili kao smjesa s njim u različitim omjerima. Visoka mazivost biodizela u usporedbi s mineralnim uzrokuje manje trošenje klipova, brtvenih prstenova, stijenki cilindara i preciznih dijelova crpke za ubrizgavanje. Pri primjeni ponajviše treba na umu imati sljedeća osnovna svojstva: biodizel se može primijeniti gotovo u svakom dizelskom motoru, pri čemu za sam pogon vozilo ne zahtijeva nikakve izmjene; cijevi za gorivo i za povrat goriva iz crpke te brtve koje dolaze u dodir s gorivom treba zamijeniti materijalima prikladnima za biodizel kao što je fluor-kaučuk (trgovački naziv Viton), poznat i kao FPM-ECO-ECO, jer agensi u biodizelu, pogotovo pri povišenoj temperaturi, u roku od 6 do 10 mjeseci mogu uzrokovati propuštanje cijevi; biodizel je agresivan prema laku za karoserije pa pri ulijevanju goriva treba odmah obrisati poškropljene površine; ako se prethodno koristilo samo konvencionalno dizelsko gorivo, nakon prvih 1 do 2 punjenja spremnika biodizelom valja zamijeniti filtar za gorivo, zbog toga što biodizel može otopiti nečistoće zadržane u njemu; u pojedinim slučajevima može doći do razrjeđivanja motornog ulja i to kada je motor dulje vrijeme bio vožen samo s malim opterećenjem jer kao i kod konvencionalnog dizela, dolazi do prodora neizgorenog goriva u motorno ulje te slijedi razrjeđivanje, a tada treba skratiti rokove za izmjenu ulja koje proizvođač inače preporučuje; moguće je smanjenje snage motora za 3 do 5%, što povlači i proporcionalni porast potrošnje goriva; biodizel je bez aditiva zimi prikladan za primjenu na temperaturama ne nižima od -8 °C.

    Bioplin
    Bioplin (eng. biogas, njem. Biogas) nastaje procesom anaerobnog truljenja biomase i najčešće se sastoji od oko 60% metana, 35% CO 2 te 5% smjese vodika, dušika, amonijaka, sumporovodika, CO, kisika i vodene pare. Dobiveni se bioplin najčešće koristi za dobivanje toplinske i/ili električne energije izgaranjem u kotlovima, plinskim motorima ili turbinama. Njegova su svojstva kao goriva u uskoj vezi s udjelom metana. Ogrjevna je vrijednost izravno proporcionalna količini metana, a zbog ugljičnog dioksida manja je količina zraka potrebnog za izgaranje. Ogrjevna vrijednost bioplina kreće se od 25 do 26 MJ/m 3 normnom.

    Alkoholna goriva
    Etanol se može proizvoditi od tri osnovne vrste biomase: šećera (od šećerne trske, melase); škroba (od kukuruza); celuloze (od drva, poljoprivrednih ostataka). Sirovine bogate šećerima vrlo su pogodne za proizvodnju etanola, budući da već sadržavaju jednostavne šećere glukozu i fruktozu koji mogu fermentirati izravno u etanol. Sirovine bogate škrobom sadržavaju velike molekule ugljikovodika koje treba razložiti na jednostavne šećere procesom saharifikacije. To zahtijeva još jednu fazu u procesu proizvodnje što povećava troškove. Ugljikovodici u sirovinama bogatim celulozom sastavljeni su od još većih molekula i trebaju se konvertirati u šećere koji mogu fermentirati kiselom ili enzimatskom hidrolizom. Najznačajnije biljne vrste koje se uzgajaju za proizvodnju etanola su šećerna trska, slatki sirak, cassava i kukuruz.

    Osnovne faze u procesu proizvodnje etanola su: priprema sirovine; fermentacija; destilacija etanola.
    Priprema sirovine je zapravo hidroliza molekula škroba enzimima u šećer koji može fermentirati. Uobičajena tehnologija za proizvodnju etanola je fermentacija u peći s običnim kvascem za proizvodnju 8 do 10%-tnog alkohola nakon 24 do 72 h fermentacije. Nakon toga slijedi destilacija tog alkohola u nekoliko faza čime se dobiva 95%-tni etanol. Za proizvodnju posve čistog etanola, kakav se koristi za miješanje s benzinom, dodaje se benzen i nastavlja destilacija te se dobiva 99,8%-tni etanol. Vodeća zemlja u proizvodnji i primjeni etanola za vozila je Brazil, u kojem se svake godine proizvede više od 15 milijardi l. Oko 15% brazilskih vozila se kreće na čisti etanol, dok preostala koriste 20%-tnu smjesu s benzinom. Etanol se počeo proizvoditi kako bi se smanjila brazilska ovisnost o inozemnoj nafti i otvorilo dodatno tržište domaćim proizvođačima šećera. U SAD-u etanolske smejse čine oko 9% ukupne godišnje prodaje benzina i pretpostavlja se kako su američka vozila od 1979. godine do danas prešla približno 3 trilijuna km koristeći etanolske smjese. Za proizvodnju metanola mogu se koristiti sirovine s visokim udjelom celuloze kao što je drvo i neki ostaci iz poljoprivrede. Tehnologija je posve različita od one za proizvodnju etanola. Proizvodnja se odvija u dvije faze. U prvoj se sirovina konvertira u plinoviti međuproizvod iz kojeg se sintetizira metanol. Faza sinteze metanola je dobro poznata i komercijalno dokazana, dok je faza rasplinjavanja još u razvoju. Takva istraživanja se provode u zemljama s velikim drvnim potencijalom kao što su Švedska i Brazil, a primjena takvih postrojenja se očekuje uskoro. Po mnogim su svojstvima etanol i metanol vrlo slični benzinu. Etanol se može koristiti u motorima s unutarnjim izgaranjem uz dodavanje benzinu ili kao njegova potpuna zamjena. Za dodavanje do 20% etanola u benzin nisu potrebne nikakve preinake ni zahvati na motoru, dok za dodavanje većeg udjela ili za pogon samo na etanol treba djelomično modificirati motor što poskupljuje cijenu takvih vozila za oko 5 do 10%. Slično kao etanol, metanol se može koristiti kao dodatak benzinu ili kao posebno gorivo. Zbog ponešto drukčijeg načina izgaranja nego benzin mogu se pojaviti određene poteškoće koje se rješavaju dodavanjem određenih dodataka.

    Drvna masa
    Osnovne su značajke pri primjeni šumske ili drvne biomase kao energenta jednake kao kod svakog goriva: kemijski sastav; ogrjevna vrijednost (ogrjevnost); temperatura samozapaljenja; temperatura izgaranja; fizikalna svojstva koja utječu na ogrjevnost (npr. gustoća, mokrina i dr). Temeljna veličina za proračun energije iz određene količine drva jest njegova ogrjevnost (ogrjevna vrijednost). Najveći utjecaj na nju ima mokrina (vlažnost, udio vlage), potom kemijski sastav, gustoća i zdravost drva. Za naše podneblje i vrste drveća važno je za njegovu ogrjevnost utvrditi ubraja li se ono u listače ili četinjače, odnosno u meko ili tvrdo drvo, jer je udio pojedinih sastojaka pri tome različit, a različita je i tvar koja se može koristiti kao gorivo. Jedan od problema koji se pojavljuje pri određivanju toplinske energije dobivene iz šumske biomase predstavlja pretvorba prostornih u kubične metre.

    Nedrvna masa
    Na ogrjevne vrijednosti nedrvne biomase podjednako utječu udio vlage i pepela. Udio pepela u nedrvenim biljnim ostacima može iznositi i do 20% pa značajno utječe na ogrjevnost. Općenito, supstance koje čine pepeo nemaju nikakvu energetsku vrijednost. Osim ostale nedrvne biomase, u Hrvatskoj bi osobitu važnost mogli imati ostaci žitarica. Iskustva iz razvijenih zemalja, u Europi osobito Danske, pokazuju kako se radi o vrijednom izvoru energije koji se ne bi trebao zanemariti. Ilustrativan je stoga sljedeći primjer. Nakon berbe kukuruza na obrađenom zemljištu ostaje kukuruzovina, stablijika s lišćem, oklasak i komušina. Budući da je prosječni odnos zrna i mase (tzv. žetveni omjer) 53% : 47%, proizlazi kako biomase približno ima koliko i zrna. Ako se razluče kukuruzovina i oklasak, tada je njihov odnos prosječno 82% : 18%, odnosno na proizvedenu 1 t zrna kukuruza dobiva se i 0,89 t biomase kukuruza što čine 0,71 t kukuruzovine i 0,18 t oklaska. Iako je neosporno kako se nastala biomasa mora prvenstveno vraćati u zemlju, preporučuje se zaoravanje između 30 i 50% te mase, što znači da za energetsku primjenu ostaje najmanje 30%.
    www.croenergo.eu 


    Britanska tvrtka za preradu mesa i distribuciju hrane PDM Group investirati će 40 milijuna funti kako bi ojačala svoju mrežu ReFood anaerobnih digestora u Doncasteru, Widnesu i Istočnom Londonu. PDM-ov komercijalni direktor Philip Simpson izjavio je: "Otpadna hrana prepoznata je kao problem koji Velika Britanija mora riješiti budući da je dopuštanje truljenja na odlagalištima potpuni gubitak resursa. Anaerobna digestija pojavljuje se kao idealno rješenje koje rješava problem brzog truljenja i istovremenog dobivanja energije iz kontroliranih procesa. Naša tvornica u Doncasteru radi dobro, no zainteresirani smo za razvoj mreže ReFood anaerobnih digestora kako bi pružili regionalna rješenja za otpadnu hranu diljem Velike Britanije". Nova PDM-ova postrojenja u Widnes-u i Istočnom Londonu povećati će aktivnosti starijeg postrojenja u Doncasteru uzimajući otpadnu hranu od lokalnih trgovaca, restorana, hotela i kućanstava te pretvarajući istu u obnovljivi izvor energije za nacionalnu mrežu i gnojivo bogato hranjivim tvarima. Pojedinačno PDM-ova postrojenja za anaerobnu digestiju imaju kapacitet proizvodnje 4 MW-ta energije, uz godišnju preradu 90.000 tona otpadne hrane. Izgradnja oba postrojenja započeti će ove jeseni, dok će punu operativnost dostići 2013. Na lokaciji u Widnesu očekuje se i izgradnja središta za recikliranje otpadne hrane koja će uključivati obradu, pretvorbu biomase u energiju te anaerobnu digestiju.
    www.croenergo.eu


    Europska komisija početkom je tjedna usvojila strategiju koja će europsku ekonomiju pomaknuti prema većem i održivom korištenju obnovljivih izvora energije. Plan se fokusira na tri ključna aspekta: razvoj novih tehnologija i procesa za bioekonomiju; razvoj tržišta i konkurentnosti u sektoru bioeknomije; poticanje kreatora politika i dionika na prisniji rad. Komisijin strateški i akcijski plan "Inovacijama do održivog rasta: Bioekonomija za Europu", ističe dosljedan, međusektorski i interdisciplinarni pristup problematici. Cilj je inovativnije gospodarstvo sa nižom razinom emisija štetnih plinova, usklađivanje zahtjeva za održivom poljoprivredom i ribarstvom, sigurnost hrane te održivo korištenje obnovljivih bioloških resursa za industrijske svrhe uz osiguravanje biološke raznolikosti i zaštite okoliša. Máire Geoghegan-Quinn, povjerenica za istraživanje, inovacije i znanost, izjavila je: "Europa treba napraviti prijelaz u post-naftno gospodarstvo. Veće korištenje obnovljivih izvora energije više nije samo opcija, već nužnost. Moramo povesti prijelaz sa fosilnih na biološka društva uz pomoć inovacija i istraživanja kao motora procesa. Radi se o dobrobiti našeg okoliša, naše hrane, energetskoj sigurnosti, ali i europskoj konkurentnosti u budućnosti". Pojam "bioekonomija" označava gospodarstvo koje koristi biološke resurse iz zemlje i mora te otpad kao ulazne parametre u proizvodnji hrane i krmiva, industriji i proizvodnji energije. Termin obuhvaća i korištenje biološki baziranih procesa u održivoj industriji. Bio-otpad kao primjer ima značajan potencijal kao alternativa kemijskim gnojivima ili za pretvorbu u bio-energiju, a može zadovoljiti i 2% EU cilja o korištenju obnovljivih izvora energije. Bioekonomija u Europi već sada ostvaruje promet od gotovo 2 bilijuna eura i zapošljava više od 22 milijuna ljudi, to jest 9% ukupno zaposlenih osoba u EU. Grane bioekonomije uključuju poljoprivredu, šumarstvo, ribarstvo, proizvodnju hrane, celuloze i papira, kao i dijelove kemijske, biotehnološke i energetske industrije. Svaki euro koji EU ulaže u istraživanja i inovacije u bioekonomskom sektoru prema nekim procjenama aktiviraju 10 eura dodatne vrijednosti u bioekonomskom sektoru do 2025.
    croenergo.eu
    Pročitano 2703 puta

    O nama

    Hrastović Inženjering d.o.o. od 2004. se razvija u specijaliziranu tvrtku za projektiranje i primjenu obnovljivih izvora energije. Osnova projektnog managementa održivog razvitka društva je povećanje energijske djelotvornosti klasičnih instalacija i zgrada te projektiranje novih hibridnih energijskih sustava sunčane arhitekture. Cijeli živi svijet pokreće i održava u postojanju stalni dotok Sunčeve energije, a primjenom transformacijskih tehnologija Sunce bi moglo zadovoljiti ukupne energetske potrebe društva.

    Kontakt info

    HRASTOVIĆ Inženjering d.o.o.
    Kralja Tomislava 82.
    31417 Piškorevci
    Hrvatska

    E-mail: info@hrastovic-inzenjering.hr
    Fax: 031-815-006
    Mobitel: 099-221-6503
    © HRASTOVIĆ Inženjering d.o.o. - design & hosting by Medialive