Biomasė yra vienetas organinė medžiaga naudojama kaip energija, kurią gali gauti ir gyvūnai, ir augalai, įskaitant visų rūšių organines atliekas. Iš šio ištekliaus pagaminama energija yra pigesnė nei gaunama iš iškastinio kuro, be to, tai yra atsinaujinantis šaltinis, išskiriantis mažiau teršiančių dujų. Tačiau, kaip ir bet kuri energijos rūšis, ji turi privalumų ir trūkumų, kuriuos reikia išanalizuoti prieš pradedant įgyvendinti plataus masto.
Šiame straipsnyje mes išnagrinėsime ne tik pagrindinius biomasės energijos privalumai ir trūkumai, bet ir kaip ši energija gaminama, kokios biomasės rūšys ir kaip ji gali prisidėti prie pasaulinės energetikos ateities.
Kas yra biomasės energija?
Biomasę sudaro bet kokia organinė medžiaga, kuri gali būti naudojama kaip energijos šaltinis. Tai apima augalų ar gyvūnų atliekas, taip pat atliekas, susidarančias pramoniniuose procesuose. Biomasė, kaip atsinaujinantis šaltinis, nuolat generuojama natūralių procesų metu. Žemiau yra keletas iš Pagrindinės biomasės rūšys:
- Natūrali biomasė: Jis gaunamas iš natūralių ekosistemų be žmogaus įsikišimo, pavyzdžiui, nukritusių šakų ar lapų, o tai mažina poreikį tiesiogiai sunaikinti miško ekosistemas.
- Likutinė biomasė: Jai priskiriamos žmogaus veiklos susidarančios organinės atliekos, pavyzdžiui, žemės ūkio, miškininkystės ar pramonės atliekos, kurios gali būti naudojamos energijos gamybai.
- Gamybos biomasė: Tai susiję su energetiniais augalais, specialiai pasodintais biomasei gaminti, pavyzdžiui, sorgai ar cukranendres, kurių pranašumas yra tai, kad yra labai veiksmingi šiam tikslui.
Per įvairius fizinius, cheminius ir biologinius procesus biomasė gali būti transformuojama į gamybą naudingos energijos, pavyzdžiui, elektra ar šiluma, todėl tai yra vertingas pasirinkimas kuriant tvarios energijos matricą.
Biomasės energijos privalumai
Biomasė turi daug pranašumų, palyginti su tradiciniais energijos šaltiniais, ypač aplinkos tvarumo ir atliekų mažinimo požiūriu. Tarp ryškiausių privalumų galime paminėti:
- Tai atsinaujinantis energijos šaltinis: Skirtingai nuo iškastinio kuro, pvz., naftos ar anglies, biomasė gaunama iš nuolat prieinamų atsinaujinančių išteklių, tokių kaip organinės atliekos arba energetiniai augalai.
- Taršių dujų emisijos mažinimas: Nors biomasė nėra visiškai be teršalų, per savo gyvavimo ciklą išskiria daug mažiau anglies dioksido (CO2) nei dauguma įprastinių energijos šaltinių, todėl sumažėja jos poveikis visuotiniam atšilimui.
- Kaimo ekonomikos skatinimas: Biomasės gamyba sukuria užimtumo ir ekonomines galimybes kaimo vietovėse, o tai prisideda prie vietos plėtros ir žemės ūkio ekosistemų palaikymo.
- Atliekų panaudojimas: Biomasė padeda naudoti organines atliekas, kurios kitu atveju būtų išmetamos arba išvežamos į sąvartynus, taip sumažinant jų poveikį aplinkai.
- Prisideda prie miško valymo: Biomasės naudojimas apima miško likučių gavybą, siekiant užkirsti kelią gaisrams ir pagerinti ekosistemos sveikatą.
Biomasės energijos trūkumai
Nepaisant savo privalumų, biomasė taip pat turi nemažai trūkumų, į kuriuos reikia atsižvelgti prieš ją priimant. Žemiau pateikiami keli pagrindiniai biomasės trūkumai:
- Didelių žemės plotų paklausa: Didelio masto biomasės auginimas energijos gamybai gali konkuruoti su žemės ūkio paskirties žemės naudojimu maisto gamybai, o tai gali sukelti įtampą maisto saugumui.
- Mažas energijos vartojimo efektyvumas: Palyginti su iškastiniu kuru, biomasės energijos tankis yra mažesnis, o tai reiškia, kad norint pagaminti tokį patį energijos kiekį reikia daug organinių medžiagų.
- Didelės transportavimo ir sandėliavimo išlaidos: Dėl savo tūrio ir svorio biomasę yra brangu transportuoti ir saugoti, todėl gali sumažėti jos ekonominis efektyvumas, ypač įrenginiuose, kurie nėra šalia biomasės šaltinių.
- Rizika aplinkai: Jei biomasės gamyba nebus tinkamai valdoma, gali kilti problemų, tokių kaip miškų naikinimas, dirvožemio degradacija ir beatodairiškas vandens išteklių naudojimas.
Biomasės naudojimo procesas ir technologijos
Biomasės energijos naudojimui reikalingos įvairios technologijos, leidžiančios organines medžiagas paversti naudingu energijos šaltiniu. Dažniausiai naudojami šie metodai:
- Tiesioginis degimas: Tai labiausiai paplitęs energijos gamybos iš biomasės būdas. Jį sudaro organinių medžiagų deginimas, siekiant generuoti šilumą, kuri vėliau gali būti paversta elektra.
- Dujinimas: Jis naudojamas biomasei paversti sintezės dujomis, kurios gali būti naudojamos šilumai arba elektrai gaminti.
- Anaerobinis virškinimas: Šio proceso metu organinės atliekos skaidomos, kai trūksta deguonies, gaminant biodujas, kurios gali būti naudojamos kaip atsinaujinantis kuras.
- Fermentacija: Tai biologinis procesas, kurio metu cukrus ir krakmolas virsta skystu biokuru, pavyzdžiui, bioetanoliu.
Dažniausiai naudojamos biomasės rūšys
Priklausomai nuo kilmės šaltinio ir gamybos procesų, yra keletas biomasės rūšių. Čia mes išnagrinėsime keletą pagrindinių:
- Likutinė biomasė: Šiai kategorijai priskiriamos visos žemės ūkio, miškininkystės ir miesto atliekos, susidarančios kaip šalutiniai pramonės ar žemės ūkio gamybos produktai. Jie idealiai tinka elektros gamybai, nes nereikalauja papildomų išteklių naudojimo.
- Natūralus: Jis gaunamas iš natūralių ekosistemų. Nors jo gausu, tačiau jo naudojimas turi būti reguliuojamas, kad nebūtų pakenkta aplinkai. Tai augalų liekanos iš gamtos, pavyzdžiui, nukritusios šakos ar irstanti organinė medžiaga.
- Energetiniai augalai: Specialiai pasodinti biomasei gaminti, pavyzdžiui, sorgai, cukranendrės ar milžiniški miskantai, šie augalai turi greitą augimo ciklą ir yra labai efektyvūs energijos gamybai.
Biomasės pajėgumas patenkinti energijos poreikius tvariai priklauso nuo to, kaip šie gamtos ištekliai valdomi ir kaip suprojektuota jų naudojimo infrastruktūra. Taikant tinkamą praktiką, jis gali labai prisidėti prie šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimo mažinimo ir kaimo plėtros daugelyje pasaulio regionų.
Biomasės, kaip energijos šaltinio, ateitis priklausys ir nuo technologijų pažangos, ir nuo subalansuoto požiūrio, garantuojančio jos tvarumą ir efektyvumą. Nors biomasė nėra tobula, ją tinkamai valdant, ji gali atlikti svarbų vaidmenį pereinant prie energijos modelio, mažiau priklausomo nuo iškastinio kuro.