Page 1

Biomasa ca resursă regenerabilă Criza mondială de energie din ultimul timp a pus pe jar comunitatea ştiinţifică internaţională. Preţul ţiţeiului este tot mai greu de controlat. De aceea, trebuie căutate noi metode de a obţine combustibili “pe cale naturală”. Se pare că soluţia cea mai bună o reprezintă înlocuirea combustibililor convenţionali, fosili cu combustibili obţinuţi din surse regenerabile, adică dintr-o materie primă care poate fi refăcută permanent. O sursă permanentă de materie energetică o reprezintă plantele care conţin glucide sau poliglucide care înmagazinează energie. Resursele de biomasă care pot fi folosite pentru producerea de energie sunt foarte diverse. O clasificare poate fi făcută din punct de vedere al reziduurilor (deşeurilor) primare, secundare şi terţiare, şi biomasa care este special cultivată pentru scopuri energetice. Termenul de biomasă se aplică masei de substanţă generată de dezvoltarea organismelor vii, fie ele microorganisme, plante sau animale. Termenul include, de asemenea, produsele agricole, deşeurile rezultate din agricultură sau de la prelucrarea recoltei agricole, inclusiv paiele de cereale, resturile de la producerea zahărului, amidonului, berii. În condiţiile mediului topogeografic existent, se apreciază că România are un potenţial energetic ridicat de biomasă, evaluat la circa 7.594 mii tep*)/an (318x109 MJ/an).

Biomasa contribuie cu 14% la consumul mondial de energie primară, iar pentru trei sferturi din populaţia globului care trăieşte în ţările în curs de dezvoltare aceasta reprezintă cea mai importantă sursă de energie. La nivelul Uniunii Europene se preconizează crearea a peste 300.000 de noi locuri de muncă în mediul rural, tocmai prin exploatarea biomasei. În prezent, în UE, 4% din necesarul de energie este asigurat din biomasă.


Agenţia Internaţională pentru Energie estimează că în Europa, resursele de petrol se vor epuiza în 40 de ani, cele de gaze naturale în 60 de ani, iar cele de cărbune în 200 de ani, lucru care s-ar traduce prin faptul că, peste aproximativ 20 de ani, Europa va fi nevoită să importe 70 la sută din necesarul de energie. Ca urmare a acestui fapt, statele uniunii au fost nevoite să găsească surse regenerabile. Uniunea Europeană îşi doreşte ca, până în anul 2020, 20% din consumul de energie al statelor comunitare să fie asigurat din surse regenerabile. Criza mondială de energie din ultimul timp a pus pe jar comunitatea ştiinţifică internaţională. Preţul ţiţeiului este tot mai greu de controlat. De aceea, trebuie căutate noi metode de a obţine combustibili “pe cale naturală”. Se pare că soluţia cea mai bună o reprezintă înlocuirea combustibililor convenţionali, fosili cu combustibili obţinuţi din surse regenerabile. Aceştia se numesc biocombustibili şi deja s-a început procesul de substituire treptată a combustibililor convenţionali cu acest nou tip de carburant. Din ce se pot obţin biocombustibilii? După cum o spune şi definiţia lor – din resurse regenerabile, adică dintr-o materie primă care poate fi refăcută permanent. O sursă permanentă de materie energetică o reprezintă plantele care conţin glucide sau poliglucide care înmagazinează energie. O astfel de plantă este porumbul. Orice crescător de animale ştie că porumbul conţine mult amidon, care este transformat de animalul care îl consumă în energie, care, dacă depăşeşte necesităţile energetice ale organismului este stocată sub formă de ţesut adipos. Amidonul poate fi transformat însă cu ajutorul enzimelor în glucoză, care poate fi fermentată cu ajutorul microorganismelor în etanol. Iată, deci o altă modalitate de a exploata energia înmagazinată în porumb, şi anume transformarea ei în etanol, care poate fi amestecat cu benzina şi ars în motoare. Pe lângă porumb, se mai folosesc şi alte produse vegetale pentru obţinerea de biocombustibili: sfecla de zahăr, soia, rapiţa, sau chiar uleiurile rezultate de la restaurante după prăjirea alimentelor. Grăsimile animale reprezintă o altă sursă regenerabilă de biocombustibili.


Biomasa cuprinde toate formele de material vegetal şi animal, crescute pe suprafaţa terestră, în apă sau pe apă, precum şi substanţele produse prin dezvoltarea biologică (D.O. Hall, 1981). Termenul de biomasă se aplică masei de substanţă generată de dezvoltarea organismelor vii, fie ele microorganisme, plante sau animale. Termenul include, de asemenea, produsele agricole, deşeurile rezultate din agricultură sau de la prelucrarea recoltei agricole, inclusiv paiele de cereale, resturile de la producerea zahărului, amidonului, berii etc. Biomasa poate fi generată şi de celule izolate, cum ar fi celulele de drojdii, mucegaiuri sau bacterii, utilizate în anumite tehnologii agroindustriale, crescute pentru conţinutul lor în proteină folosită în alimentaţia oamenilor şi în furajarea animalelor sau ca sursă de produse farmaceutice (de exemplu, antibiotice). Noţiunea are un sens foarte larg şi complex şi include: biomasa vegetală sau fitomasa (organismele vegetale); biomasa animală; biomasa microbiană; biomasa acvatică. În cadrul biomasei vegetale, se pot diferenţia: biomasa epigee (părţile plantei aflate deasupra solului), biomasa hipogee (părţile subterane ale plantei), biomasa lemnoasă etc. În ultimele decenii este folosită frecvent noţiunea de biomasă energetică. Producţia de biomasă vegetală este rezultatul activităţii fotosintetice a tuturor indivizilor care alcătuiesc o comunitate de plante (populaţie sau asociaţie). Producţia de biomasă a unui înveliş vegetal (lan, pajişte, pădure etc.), denumită producţie primară netă, este exprimată prin masa substanţei organice produsă pe unitatea de teren acoperit cu vegetaţie (g/m2; t/ha) şi în unitatea de timp considerată (an; zi) sau este exprimată în echivalent energetic (joule, kcal/ha-1/an1) (Botnariuc, Vădineanu, 1982; Atanasiu şi Polescu, 1988). Sursa energetică de producere a biomasei primare este energia solară ajunsă pe suprafaţa terestră, captată şi transformată de organismele vegetale (prin conversie fotosintetică) în substanţă organică. Această energie, fixată sub formă de energie chimică, aprovizionează în lanţ toată lumea vie (lanţul trofic), intrând în circuitul firesc al substanţelor organice din natură: nutriţia umană, nutriţia animală, descompunerea microbiană şi resinteză, industrializare. Simpozionul Impactul Acquis-ului comunitar asupra echipamentelor şi tehnologiilor de mediu . Producţia primară netă (realizată de plante) constituie sursa de energie pentru celelalte niveluri trofice din ecosisteme. Din energia consumată de animale sub formă de hrană vegetală, cea mai mare parte este asimilată şi folosită în metabolism, iar o altă parte din energie este eliminată prin dejectii etc. Pentru orice cultură agricolă sau asociaţie de vegetaţie naturală, 4 factori


determină productivitatea netă sau creşterea netă a biomasei: cantitatea de energie solară incidentă; proporţia din această energie interceptată de organele verzi ale plantei; eficienţa conversiei fotosintetice în biomasă a energiei interceptate; pierderile de biomasă prin respiraţie. Doar o mică parte din radiaţia solară care ajunge în atmosfera terestră este captată în procesul fotosintetic al plantelor şi este transformată în biomasă. Trebuie reţinut însă că o eficienţă fotosintetică de 1% corespunde, în absenţa stress-ului hidric, la o producţie de cca 30-35 t biomasă uscată/ha-1/an-1. În afara energiei solare, obţinerea unor recolte cât mai ridicate de biomasă primară şi cât mai bune calitativ este condiţionată de numeroşi alţi factori: factori interni - genetici (specie, soi, hibrid), care au un rol primordial în capacitatea de acumulare a biomasei; factori externi (factori de mediu, factori tehnologici).

Clasificari ale biomasei Resursele de biomasă care pot fi folosite pentru producerea de energie sunt foarte diverse. O clasificare poate fi făcută din punct de vedere al reziduurilor (deşeurilor) primare, secundare şi terţiare, şi biomasa care este special cultivată pentru scopuri energetice: Reziduurile primare sunt produse din plante sau din produse forestiere. Astfel de biomasă este disponibilă “în câmp” şi trebuie colectată pentru utilizarea ei ulterioară. Reziduurile secundare sunt produse la prelucrarea biomasei pentru producerea produselor alimentare şi pentru producerea altor produse din lemn şi sunt disponibile în industria alimentară, la fabrici de producere a hârtiei, etc. Productia de reziduuri agricole.


Reziduurile terţiare devin disponibile după ce un produs din biomasă a fost folosit. Reprezintă diferite deşeuri, care variază din punct de vedere al fracţiei organice, incluzând deşeuri menajere, deşeuri lemnoase, deşeuri de la tratarea apelor uzate, etc. Deşeurile forestiere includ deşeuri care nu mai pot fi folosite, copaci imperfecţi din punct de vedere comercial, copaci uscaţi şi alţi copaci care nu pot fi comercializaţi şi trebuie tăiaţi pentru a curăţa pădurea. Tăierea unor copaci din pădure conduce nu numai la însănătoşirea pădurii, ci şi la producerea de reziduuri care pot fi folosite pentru producerea energiei. Datorită faptului că aceste reziduuri sunt împrăştiate pe arii largi şi în locuri greu accesibile ele sunt în general greu de recuperat, iar costurile sunt ridicate. Unele specii de plante energetice fac parte din categoria biomasei lemnoase, de exemplu copacii care cresc foarte repede. Perioada de recoltare a unor astfel de plante variază între 3 şi 10 ani în funcţie de specia copacului, iar perioada între două plantări poate fi chiar mai mare de 20 de ani. Salcia este un exemplu bun de plantă pentru o rotaţie scurtă a plantaţiei (RSP) care poate fi recoltată la fiecare 2-5 ani pe o perioadă de 20-25 de ani (plantă de lungă durată). culturile cu scopuri energetice: • copaci cu viteza mare de crestere: plopul, salcia, eucaliptul; • culturile agricole: trestia de zahar, rapita, sfecla de zahar; • culturi perene: miscanthus; • plante erbacee cu viteza mare de crestere: Switchgrass sau Panicum virgatum (o planta perena ce creste in America de Nord), Miscanthus sau iarba elefant (iarba de Uganda). reziduuri: • lemnul provenit din toaletarea copacilor si din constructii; • paiele si tulpinile cerealelor; • alte reziduuri provenite din prelucrarea unor produse alimentare (trestia de zahar, ceaiul, cafeaua, nucile, maslinele). deseuri si sub-produse: • deseurile de la prelucrarea lemnului: talas, rumegus; • deseurile de hartie; • fractia organica din deseurile municipale; • uleiurile vegetale uzate si grasimile animale. • metanul capturat de la gropile de gunoi, de la statiile de tratare a apelor uzate si din balegar. Intrucat dezvoltarea industriei de bioetanol din cereale a dus la cresterea pretului acestora, se promoveaza cercetarile pentru obtinerea de biocombustibili din biomasa lignocelulozica (paie, coceni, plante nefurajere si nealimentare etc), sau din dejectii si deseuri (gunoi de grajd, ape uzate, gunoaie orasenesti, deseuri


industriale etc). Acesti biocombustibili au fost denumiti a doua generatie Biocombustibilii solizi se obtin cel mai simplu, din biomasa vegetala nevaloroasa. Exista echipamente de producere a brichetelor (peletilor), fixe, sau chiar si mobile, care convertesc deseurile celulozice (rumegus, paie, alte produse vegetale, care nu sunt valorificate in alt mod, sau pur si simplu sunt arse pe camp fara a se folosi acea energie degajata) intr-o marfa vandabila. Biocombustibilii lichizi sunt biodieselul si bioetanolul. Biodieselul se obtine foarte simplu din plante oleaginoase. In schimb, bioetanolul de generatia a doua, (cel care se obtine din celuloza, si nu din cereale), necesita un proces de fabricatie mai complex. Exista un potential mare de biomasa ce poate fi si mai mult marit printr-o utilizare mai buna a resurselor existente si prin cresterea productivitatii culturilor.

Biomasa in Romania Conform Art. 2 Nr. 11 Dir. LCP / Anexa 1 HG 541/2003), biomasa provine din: • Produse de origine agricola si forestiera din materie sau parti vegetale • Deseuri vegetale din agricultura sau silvicultura • Deseuri vegetale din industria alimentara, daca se utilizeaza caldura generata • Deseuri vegetale fibroase din productia de celuloza naturala si din productia de hartie din celuloza, daca acestea se coincinereaza la locul productiei si daca se utilizeaza caldura generata • Deseuri de pluta • Deseuri lemnoase cu exceptia deseurilor lemnoase ce pot contine compusi organici halogenati sau metale grele ca urmare a tratarii


cu agenti de protectie a lemnului sau ca urmare a unei vopsiri, si in special a deseurilor lemnoase din deseuri de la constructii si demolari Entuziasmul legat de beneficiile utilizării biocombustibililor pare să se diminueze. Studii recente relevă că producţia şi utilizarea de combustibili bio au un impact negativ asupra mediului [20] prin: - defrişări masive pentru creşterea suprafeţelor însămânţate cu plante tehnice; - eroziunea terenurilor datorită exploatării în regim de monocultură (dacă se cultivă mai mulţi ani la rând aceeaşi plantă pe o anumită suprafaţă, substanţele nutritive din sol se epuizează şi acesta devine destul de repede infertil); - infestarea solului şi a apei ca urmare a creşterii cantităţilor de pesticide şi fertilizatori utilizate în realizarea culturilor intensive şi care produc pagube imense solului şi apei ş.a Valorificarea biomasei Valorificarea biomasei se face prin conversia ei si prin ardere. Descarcarea, depozitarea si manipularea biomasei • Transportul si manipularea biomasei • Pre-tratarea biomasei Aspecte speciale la arderea si gazificarea biomasei - Arderea pe pat fix - Ardere pe gratar - Sistem de gratar rulant - Ardere in strat fluidizat - strat fluidizat stationar - strat fluidizat circulant - Ardere cu pulverizare (PC) - Gasificarea biomasei - Cogenerare termica si electrica - Coincinerarea biomasei Procedeele termochimice utilizate pentru conversia biomasei sunt piroliza rapidă şi gazeificarea. Acestea pot fi folosite independent de alte procedee chimice sau împreună cu acestea. 1. Circa 50% din căldura produsă pe bază de biomasă, provine din arderea reziduurilor forestiere; 2. Restul de aproape 50% din căldura produsă, rezultă pe baza biomasei de origine agricolă; 3. 10% din căldura consumată în sectorul industrial se regăseşte în industria


prelucrării lemnului;

4. 90% din căldura necesară încălzirii locuinţelor şi preparării hranei, se asigură din reziduuri forestiere şi deşeuri vegetale (în special în mediul rural). În ceea ce priveşte consumul de biomasă al României, in regim de exploatare energetică, se folosesc bio-combustibili de diferite tipuri, după cum urmează: 5. combustibili pe bază de lemn, folosiţi în cazane industriale de abur sau de apă fierbinte, pentru diferite procese de încălzire industrială; 6. combustibili pe bază de lemn, folosiţi în cazane de apa caldă, cu puteri termice unitare între 0,7 MW şi 7 MW; 7. sobe şi cuptoare cu lemne şi/sau diverse deşeuri agricole, utilizate în sfera încălzirii individuale a locuinţelor şi pentru prepararea hranei, a apei calde menajere, etc. Printre preocuparile auoritatilor de valorificare a bimasei in Romania, asa cum am mai subliniat, in ultimii ani, se resimte o scadere a valorificarii potentialului de biomasa existenta ( balotii de paie de pe campuri si algele de pe litoral ) dar si o crestere a interesului, pe masura ce tehnologiile din strainatate vin cu oferte din ce in ce mai variate de diferite linii tehnologice cu grad crescut de eficientizare a utilizarii acesteia.


Biomasa  
Read more
Read more
Similar to
Popular now
Just for you