Čo by ste mali vedieť o energii z biomasy

Keď živé veci umierajú, či už rastlinné alebo živočíšne, stávajú sa ich rozkladajúcimi sa zvyškami sklady využiteľnej energie.

Vezmite si napríklad drevo. Objav ohňa to ľuďom umožnil premena dreva na tepelnú energiu (teplo). Metabolické odpadové produkty, ako je hnoj, sú tiež preplnené energiou, ktorá sa môže premeniť na teplo. Všetka táto organická hmota predstavuje energetický zdroj známy ako biomasa, ktorý má potenciál vyriešiť množstvo svetových energetických problémov.

Čo je energia biomasy?

Jednoducho povedané, energia biomasy je organická energia. Ukladá sa v mŕtvych a rozkladajúcich sa organizmoch, ako aj v živých organizmoch a v organickom odpade. Bežné zdroje energie rastlinnej biomasy zahŕňajú:

• Drevo a drevený odpad;
• Potravinový odpad;
• Odrezky trávy, listy a odumreté rastliny;
• Rastlinná hmota z kukurice, presiaknutého, cukrovej trstiny a iných plodín;
• Riasy.

Spaľovanie je najjednoduchší spôsob, ako odblokovať energiu z biomasy. Priame spaľovanie, napr spaľovanie dreva na teplo, je najbežnejšou metódou, ale sú aj iní:

• Pyrolíza: Zahriatie organickej hmoty na 800 alebo 900 stupňov s malým alebo žiadnym kyslíkom produkuje palivá ako drevené uhlie, bioolej, obnoviteľnú naftu, metán a vodík.
• Hydrorafinácia: Kombináciou bio-oleja s vodíkom a katalyzátorom pri vysokej teplote vzniká obnoviteľný benzín, nafta a letecké palivo.
• Splyňovanie: Zahriatím organického materiálu na 1 400 až 1 700 stupňov a zavedením kontrolovaného množstva kyslíka vzniká syntetický plyn bohatý na vodík, známy ako syngas. Môžete ho použiť priamo ako palivo alebo oddeliť vodík pre použitie v palivových článkoch.

Okrem spaľovania zariadenia na biomasu tiež chemicky premieňajú rastlinné oleje, živočíšne tuky a tuky na bionaftu. Fermentáciou produkujú aj etanol a biometán.

Pred polovicou 19. storočia bola biomasa najväčším zdrojom energie v USA, ale v roku 2022 to bolo len päť percent celkovej spotreby primárnej energie.

dnes najväčší závod na spracovanie biomasy na svete je v Severn Gorge v Spojenom kráľovstve. Ďalšie najväčšie sú vo Fínsku (tri) a Poľsku. Spolu produkujú viac ako 1,5 gigawattu elektrickej energie a niekoľko stoviek megawattov tepelnej energie.

Výhody a nevýhody energie z biomasy

Obrázky Teamjackson/getty

V priemyselnom meradle predstavujú drevo a iné biomasy alternatívy k fosílnym palivám na výrobu elektriny a biopalív. Medzi výhody patrí:

• Obnoviteľný zdroj: Na rozdiel od fosílnych palív sa biomasa regeneruje, aj keď rôznou rýchlosťou. Stromom trvá niekoľko rokov, kým dorastú. Ale kukurica a tráva, ako aj hnoj a splašky, sa regenerujú v priebehu mesiacov alebo dokonca týždňov.
• Kontroluje znečistenie: Využívanie energie uloženej v biomase využíva skleníkové plyny, ktoré by sa uvoľnili, ak by sa materiál prirodzene rozložil. Je to a uhlíkovo neutrálny proces, t.j. množstvo uhlíka uvoľneného spaľovaním sa rovná množstvu v organizmoch, keď boli nažive.
• Hojný: Všetky časti sveta majú živý materiál, ktorý možno zbierať ako biomasu.
• Spoľahlivý: Na rozdiel od slnečnej a veternej energie možno energiu z biomasy vyrábať kedykoľvek.

Výroba energie z biomasy však zahŕňa niekoľko vážnych nevýhod:

• Vyžaduje priestor: Rastliny na biomasu potrebujú veľa úložného priestoru, čo obmedzuje miesta, kde môžu byť umiestnené. Niektoré rastliny pestujú svoj vlastný organický materiál na spracovanie, čo si vyžaduje ešte viac priestoru.
• Neefektívne: Spaľovanie dreva v kachliach je vo svojej podstate neefektívne, pretože sa stráca veľká časť vyrobeného tepla. Spaľovanie biomasy v uhoľných elektrárňach je najefektívnejším spôsobom jej využitia, stále je to len 45 percent efektívnosti.
• Uhlíkovo neutrálne, ale nie uhlíkovo nulové: Na rozdiel od slnečnej a veternej energie sa pri výrobe energie z biomasy uvoľňujú skleníkové plyny.
• Negatívny vplyv na životné prostredie: Veľkovýroba energie z biomasy by mohla viesť k odlesňovaniu a pestovaniu monokultúr. To vedie k vyčerpaniu pôdy a rastúcej potrebe hnojív a pesticídov.

Spôsoby využitia energie z biomasy doma

Spaľovanie dreva v krbe alebo kachliach je odveký spôsob využitia energie z biomasy v domácnostiach. V súčasnosti však môžu majitelia domov spaľovať aj pelety alebo drevnú štiepku. Keďže sú vyrobené z recyklovaného dreva a pilín, sú šetrnejšie k životnému prostrediu. A peletové kachle sú efektívnejšie ako kachle na drevo.

Iné metódy, ako je digescia biomasy vo vzduchotesnej nádobe a zber bioplynu na spaľovanie, sú vhodnejšie pre veľké priemyselné závody ako domáce použitie.

Aká je budúcnosť energie z biomasy?

Biomasa by mohla byť životaschopnou alternatívou k fosílnym palivám na výrobu energie. Jeho širokému využívaniu však zatiaľ bránia nedostatky. Veľkokapacitné závody v Európe a inde demonštrujú svoju životaschopnosť.

Biomasa, najmä drevo, môže byť skutočne udržateľnou alternatívou k fosílnym palivám za nasledujúcich podmienok:

• Vlády spravujú lesy, aby zabezpečili, že nové stromy nahradia tie vyrúbané na palivo;
• Drevo používané na spaľovanie ponúka malú alebo žiadnu hodnotu na iné použitie;
• Zber sa vykonáva s ohľadom na ochranu biodiverzity a ochranu biotopov voľne žijúcich živočíchov.

Chris Deziel pôsobí v stavebníctve už viac ako 30 rokov. Pomohol postaviť malé mesto v oregonskej púšti od základov a pomohol založiť dve spoločnosti na úpravu krajiny. Pracoval ako tesár, inštalatér a renovátor nábytku. Deziel píše články pre domácich majstrov od roku 2010 a pracoval ako online konzultant, naposledy so službou Home Depot Pro Referral. Jeho práce boli publikované na Landlordology, Apartments.com a Hunker. Deziel tiež publikoval vedecký obsah a je vášnivým hudobníkom.