ikona
1. Stupeň
Studijní témata pro 1. stupeň základní školy.

AZE – Biomasa

Významným obnovitelným zdrojem energeticky využitelné energie je biomasa, v níž je uložena sluneční energie. Pojem biomasa obvykle označuje substanci biologického původu, jako je rostlinná biomasa pěstovaná v půdě nebo ve vodě, živočišná biomasa, vedlejší organické produkty nebo organické odpady.

elektrarna_biomasa_velka

Teoreticky lze k získání energie využít všechny formy biomasy, protože základním stavebním prvkem živé hmoty je uhlík a jeho chemické vazby obsahující energii. Za základní zdroj biomasy se považují zelené rostliny. Z hlediska energetického využití jde v podmínkách ČR většinou o dřevo (či tříděný odpad), slámu a jiné zemědělské zbytky a exkrementy užitkových zvířat, či o energeticky využitelný tříděný komunální odpad nebo plynné produkty vznikající při provozu čistíren odpadních vod.

Podle dosavadních zkušeností lze očekávat, že největší využití biomasy bude spojeno s decentralizovanými zdroji menších výkonů, zejména s kogeneračními jednotkami (současná výroba elektřiny a tepla), popř. s jednotkami trigeneračními (současná výroba elektřiny, tepla a chladu).

Biomasu jako energetický zdroj je možno využívat:

  • suchými procesy (termickými ději), tj. spalováním a zplynováním,
  • mokrými procesy (biochemickými ději), tj. fermentací a anaerobním vyhníváním, při němž vzniká bioplyn; tyto procesy umožněné technickým využíváním organismů se označují termínem
  • chemickými reakcemi s jinými látkami – např. výroba bionafty.

 

K nejlevnějším způsobům získávání tepla patří spalování dřevního paliva. V každém případě je energetické využití biomasy považováno všeobecně za žádoucí a z hlediska minimalizace ekologické zátěže za vhodné.

Pro energetické použití se dřevo tzv. štěpkuje, piliny se lisují do pelet a briket. Sláma se používá jak obilná, tak z olejnin, např. z řepky, lisuje se či se z ní také vyrábějí brikety a granule. Do seznamu „energetických rostlin“ patří celá řada jednoletých, dvouletých i vytrvalých druhů, jako je např. laskavec, konopí seté, sléz přeslenitý, pupalka dvouletá, komonice bílá, mužák prorostlý, čičorka pestrá nebo z hlediska energetického využití nejperspektivnější šťovík krmný. Využít lze i rychlerostoucí topoly, vrby, olše, akát, platan apod.

Nevýhodou biomasy je právě nutnost nalézt plochy pro její pěstování. Ne všechny druhy jsou vhodné k pěstování v českých podmínkách. Špatně osázené pole nevhodnou plodinou může ztratit mj. schopnost zdržovat vodu v krajině, což může vést až k lokální povodni.

vznik_biomasy

Biomasa šetří uhlí

Za ekologickou výrobu elektrické energie je dnes považováno spalování a spoluspalování biomasy. Ve velkém probíhá v klasických elektrárnách, nejlépe biomasa hoří ve formě dřevní štěpky smíchané s uhlím ve fluidních kotlích s recirkulací (elektrárny Tisová, Hodonín, Poříčí, Vítkovice) a v roštových kotlích (Teplárna Dvůr Králové).

Spalování čisté biomasy a spoluspalování biomasy s energetickým uhlím ve větším množství se v závislosti na případné změny související legislativy jeví jako perspektivní směry energetického využívání obnovitelných zdrojů v ČR.

Hlavní výhodou biomasy je skutečnost, že pro její využití není třeba budovat nová zařízení, nutné jsou pouze úpravy na stávajících kapacitách. Např. v elektrárně Hodonín byl v roce 2009 této souvislosti uveden do provozu zcela nový fluidní kotel na spalování biomasy. Biomasu lze spalovat v moderních fluidních kotlích, kterými je vybavena řada dnešních tepelných elektráren. Využití samotné biomasy ve fluidních kotlích není z technických důvodů reálné.

Většímu rozšíření spoluspalování biomasy v elektrárnách brání v současné době nedostatek stabilních a dlouhodobých dodavatelů vhodné biomasy.

Elektrárny jsou schopny využívat materiál vzniklý tzv. štěpkováním zbytků z průklestů lesa nebo při likvidaci napadených lesních porostů – tedy dřevo, které v současné době nemá jiné praktické využití než pro otop. Postupně bude možné v budoucnu využívat i cíleně pěstované energetické plodiny – jednoleté i vytrvale rostoucí.

Kapalná biopaliva

Ve fermentačních nádobách se uloží organické materiály bez přístupu vzduchu. Ty při fermentaci produkují bioplyn (s vysokým obsahem metanu). Tento je následně využit jako palivo k výrobě elektřiny. Kromě ní je výstupem také teplo v podobě horké vody.

Samotné palivo (např. kukuřičná siláž, řepné řízky a kořínky) je uloženo ve skladech a dostatečně překryto těsnícím materiálem. Samotné fermentory (nádoby, v nichž dochází k produkci bioplynu) jsou pod střechou a tím utěsněny.

Kapalná biopaliva jsou biopaliva, která se v podmínkách, při nichž jsou skladována, dopravována a připravována pro energetické využití, nachází v kapalném stavu.

  • Bioplyn a dřevoplyn lze pomocí Fisher-Tropschovy syntézy přeměnit na kapalné uhlovodíky. Oproti bioethanolu a bionaftě, při jejichž výrobě se využívají pouze určité části rostlin, lze k výrobě dřevoplynu použít celou plodinu, což zvyšuje energetický výnos. Navíc je jedno, z jakých rostlin zdrojová biomasa pochází, takže není nutné pěstovat monokultury jediné plodiny.

 

Výroba kapalných biopaliv ze zemědělských plodin se v ČR zatím příliš nerozběhla.

0

Diskuse


Zapojte se do diskuse!