Biomasa w Polsce

Pompy ciep砤 | O秝ietlenie LED, 縜r體ki LED | Kolektory s硂neczne | Certyfikat energetyczny | Pod硂g體ka

Biomasa w Polsce... Racjonalne wykorzystanie energii ze 藕r贸de艂 odnawialnych, takich jak energia rzek, wiatru promieniowania s艂onecznego, energia geotermalna lub biomasa, jest jednym z istotnych komponent贸w zr贸wnowa偶onego rozwoju, do kt贸rego odwo艂uje si臋 konstytucja RP. Wzrost udzia艂u odnawialnych 藕r贸de艂 energii w bilansie energetycznym przyczynia si臋 do poprawy efektywno艣ci wykorzystania i oszcz臋dzania zasob贸w surowc贸w energetycznych, poprawy stanu 艣rodowiska w wyniku redukcji zanieczyszcze艅 atmosferycznych i w贸d, a tak偶e ilo艣ci wytwarzanych odpad贸w.

Tu jest miejsce na reklam.
Zobacz cennik

Znaczny wzrost zainteresowania alternatywnymi 藕r贸d艂ami energii nast膮pi艂 w latach 90. ubieg艂ego wieku. W najbli偶szych latach nale偶y si臋 spodziewa膰 dalszego wzrostu stopnia wykorzystania tych 藕r贸de艂 energii. Korzy艣ci, jakie przynosi stosowanie tego rodzaju energii maj膮 zar贸wno charakter lokalny (zwi臋kszenie poziomu bezpiecze艅stwa energetycznego, stworzenie nowych miejsc pracy, promowanie rozwoju regionalnego), jak i globalny ze wzgl臋du na korzy艣ci ekologiczne, przede wszystkim ograniczenie emisji dwutlenku w臋gla, wp艂ywaj膮cego na pog艂臋biaj膮cy si臋 efekt cieplarniany. Czynnikiem stymuluj膮cym rozw贸j odnawialnych 藕r贸de艂 energii (OZE) jest przede wszystkim realizacja zobowi膮za艅 mi臋dzynarodowych, wynikaj膮cych z Ramowej Konwencji Narod贸w Zjednoczonych w sprawie zmian klimatu oraz Protok贸艂u z Kioto do tej konwencji, odno艣nie do redukcji dwutlenku w臋gla.

Inwestycje w OZE uwa偶a si臋 za inwestycje o najni偶szym stopniu ryzyka w d艂ugim okresie. Odnawialne 藕r贸d艂a energii mog膮 stanowi膰 istotny udzia艂 w bilansie energetycznym poszczeg贸lnych gmin czy nawet wojew贸dztw Polski. Mog膮 przyczyni膰 si臋 do zwi臋kszenia bezpiecze艅stwa energetycznego regionu, a zw艂aszcza do poprawy zaopatrzenia w energi臋 na terenach o s艂abo rozwini臋tej infrastrukturze energetycznej. Prawdopodobnie najwi臋kszym biorc膮 energii ze 藕r贸de艂 odnawialnych stanie si臋 rolnictwo i mieszkalnictwo. Szczeg贸lnie dla region贸w, dotkni臋tych bezrobociem, odnawialne 藕r贸d艂a energii stwarzaj膮 nowe mo偶liwo艣ci, w zakresie powstawania nowych miejsc pracy. Natomiast tereny rolnicze, kt贸re ze wzgl臋du na silne zanieczyszczenie gleb nie nadaj膮 si臋 do uprawy ro艣lin jadalnych, mog膮 by膰 wykorzystane do uprawy ro艣lin energetycznych - przeznaczonych do produkcji biopaliw.

Oszacowanie potencja艂u biomasy w Polsce

Potencja艂 techniczny biomasy dost臋pnej na cele energetyczne jest wypadkow膮 przyj臋tego modelu gospodarki le艣nej oraz modelu rolnictwa i tempa wprowadzania coraz wydajniejszych plantacji ro艣lin energetycznych oraz konkurencji o dost臋pn膮 przestrze艅 pod alternatywne sposoby jej u偶ytkowania.

W kraju s膮 coraz wi臋ksze obszary ziemi od艂ogowanej (2,3 mln ha w 2002 r. wg Spisu rolnego) oraz zdegradowanej ziemi uprawnej (645 tys. ha w 2002 r.), kt贸re powinny by膰 wy艂膮czone spod upraw rolnych. Zak艂adaj膮c, 偶e tereny te przeznaczo-ne zostan膮 pod szybko rosn膮ce plantacje energetyczne, mo偶na pozyska膰 ok. 424 PJ energii pierwotnej (zak艂adaj膮c 艣redni plon 8 ton suchej masy z hektara). Polskie rolnictwo produkuje rocznie ok. 25 mln ton s艂omy (g艂贸wnie zbo偶owej i rzepakowej) oraz siana. S艂oma ta jest cz臋艣ciowo wykorzystywana jako 艣ci贸艂ka i pasza w hodowli zwierz膮t oraz do nawo偶enia p贸l. Od 1990 r. rosn膮 nadwy偶ki s艂omy, kt贸re obecnie szacuje si臋 na 11,8 mln ton rocznie (195 PJ).

Lasy stanowi膮 28,8% powierzchni kraju (oko艂o 8,9 mln ha), z czego lasy pa艅stwowe zajmuj膮 powierzchni臋 7,4 mln ha. Zak艂ada si臋 dalszy wzrost lesisto艣ci do 32% w 2020 r.

Generalna Dyrekcja Las贸w Pa艅stwowych szacuje, 偶e ca艂kowity potencja艂 techniczny drewna z le艣nictwa mo偶liwy do bezpo艣redniego wykorzystania na cele energetyczne wynosi ok. 6,1 mln m3 drewna, co jest odpowiednikiem 41,6 PJ,. Znaczne potencjalne ilo艣ci odpad贸w drzewnych powstaj膮 w przemy艣le drzewnym. Wed艂ug analiz Instytutu Technologii Drewna, potencja艂 techniczny drewna odpadowego z przemys艂u drzewnego oraz innych 藕r贸de艂 szacowa膰 mo偶na na ok. 58,1 PJ (8,3 mln m3).

Potencja艂 techniczny biogazu wynosi ok. 34 PJ, w tym najwi臋kszy jest udzia艂 biogazu rolniczego (15,2 PJ) oraz wysypiskowego (11,5 PJ).

Podsumowuj膮c powy偶sze dane cz膮stkowe, oszacowa膰 mo偶na obecny potencja艂 techniczny biomasy w warunkach krajowych na ok. 755 PJ/rok. Zaktualizowany szacunek zasob贸w biomasy daje warto艣膰 por贸wnywaln膮 z danymi przytoczonymi w Strategii rozwoju energetyki odnawialnej. Istotn膮 cech膮 wcze艣niejszych ocen mo偶liwo艣ci rozwoju sektora energetycznego wykorzystania biomasy by艂o bazowanie na niestandaryzowanych biopaliwach i niekomercyjnych surowcach odpadowych (obecnie w znacznym zakresie zagospodarowanych tak偶e na inne cele): odpady drzewne z las贸w, sad贸w, tartak贸w czy niewykorzystywan膮 rolniczo s艂om臋.

W przysz艂o艣ci, po wyczerpaniu prostych rezerw, najwi臋ksze mo偶liwo艣ci wzrostu potencja艂u technicznego daje wprowadzanie nowych odmian ro艣lin energetycznych i zwi臋kszanie area艂u przeznaczanego pod plantacje energetyczne.

Pod poj臋ciem biomasy rozumiemy biodegradowalne frakcje produkt贸w, odpad贸w i pozosta艂o艣ci z rolnictwa (w艂膮czaj膮c ro艣linne i zwierz臋ce substancje), le艣nictwa i pokrewnych przemys艂贸w, jak r贸wnie偶 biodegradowalne frakcje odpad贸w przemys艂owych i rolniczych.

W warunkach krajowych znaczenie maj膮 nast臋puj膮ce 藕r贸d艂a biomasy:

- drewno pochodz膮ce z las贸w, przesiek, sad贸w, specjalnych upraw oraz odpadowe z przemys艂u drzewnego,

- plantacje ro艣lin uprawnych z przeznaczeniem na cele energetyczne,

- nasiona ro艣lin oleistych przetwarzane na estryfikowane oleje stanowi膮ce materia艂 p臋dny,

- ziemniaki, zbo偶a etc. przetwarzane na alkohol etylowy dodawany do benzyn,

- organiczne pozosta艂o艣ci i odpady:

- s艂oma i inne pozosta艂o艣ci ro艣linne stanowi膮ce materia艂 odpadowy przy produkcji rolniczej,

- odpady powstaj膮ce w przemy艣le rolno-spo偶ywczym,

- gnojowica lub obornik wykorzystywane do fermentacji metanowej,

- organiczne odpady komunalne,

- organiczne odpady przemys艂owe, np. w przemy艣le papierniczo-celulozowym.

Podstawowe ilo艣ci biomasy z odpad贸w drzewnych powstaj膮 w przemy艣le drzewnym. Szacuje si臋, i偶 ze 100 m3 drewna pozyskiwanego z gospodarki le艣nej otrzymuje si臋 po przer贸bce do 60% odpad贸w, w tym 10 m3 kory, 15 m3 drobnicy ga艂臋ziowej, 20 m3 odpad贸w kawa艂kowych (艣cinki, obrzyny), 19 m3 trocin i zr臋bk贸w, 36 m3 tarcicy oraz 20-25 produkt贸w finalnych z grubizny. Przy za艂o偶eniu pozyskiwania 15,5 mln m3 drewna w ci膮gu roku na potrzeby produkcyjne, z czego ok. 60 % b臋dzie odpadami.

Zastosowanie przemys艂owe to przemys艂 drzewny. Najwi臋kszym odbiorc膮 biomasy odpadowej (87%) ma przemys艂 p艂yt drewnopochodnych, gdzie drzewne odpady przemys艂owe stanowi膮 a偶 44% zu偶ytego surowca drzewnego og贸艂em. Na ten cel u偶ytkowane s膮 g艂贸wnie odpady kawa艂kowe oraz mniejszym stopniu trociny i wi贸ry pochodz膮ce przede wszystkim z przemys艂u tartacznego.

Ocenia si臋, 偶e w skali krajowej rynek drzewnych odpad贸w przemys艂owych jest zr贸wnowa偶ony, czyli powstaj膮ce odpady s膮 ca艂kowicie zagospodarowywane g艂ownie w przemy艣le przerobu drewna oraz przemys艂ach przetw贸rczych. Ewentualne nadwy偶ki odpad贸w maja charakter lokalny i okresowy.

Przewiduje si臋, 偶e w najbli偶szej przysz艂o艣ci istotnym uzupe艂nieniem bilansu poda偶y biomasy na rynku energetycznym b臋d膮 wieloletnie plantacje ro艣lin energetycznych zak艂adane i prowadzone na gruntach rolnych. Ocena dotychczasowej sytuacji pozwala na stwierdzenie, 偶e powierzchnia uprawy wierzby energetycznej b臋dzie w Polsce ros艂a.

Czynnikiem potencjalnie sprzyjaj膮cym rozwojowi upraw energetycznych jest wprowadzony w Polsce obowi膮zek dotycz膮cy wytworzenia "zielonej" energii elektrycznej i ciep艂a. W wyniku tego zobowi膮zania wytw贸rcy energii, m.in. w elektrowniach i elektrociep艂owniach w臋glowych dostarczaj膮cych energi臋 do odbiorc贸w ko艅cowych (korzystaj膮cych z zasady TPA), poszukuj膮 biomasy g艂贸wnie do proces贸w wsp贸艂spalania z w臋glem.

Wierzba krzewiasta (Salix viminalis) zajmuje obecnie najwi臋kszy area艂 w艣r贸d upraw energetycznych. Ca艂kowity area艂 plantacji wierzby na cele energetyczne szacuje si臋 na oko艂o 3000 ha, z czego wi臋kszo艣膰 s艂u偶y do komercyjnej produkcji sadzonek, natomiast uprawy u偶ytkowane bezpo艣rednio na cele energetyczne nie przekraczaj膮 1000 ha. Plantacje maj膮 w wi臋kszo艣ci charakter kilkuhektarowych upraw z przeznaczeniem na potrzeby w艂asne lub rzadziej na potrzeby lokalnych niewielkich odbiorc贸w, np. komunalne kot艂ownie na biomas臋. Poza wierzb膮, powsta艂y plantacje: malwy pensylwa艅skiej, topinambura, miskanta olbrzymiego i r贸偶y bezkolcowej, jednak ich 艂膮czny area艂 jest znacznie mniejszy ni偶 wierzby. Najwi臋ksze area艂y upraw energetycznych zlokalizowane s膮 w wojew贸dztwach: lubuskim, pomorskim, 艣l膮skim i zachodniopomorskim i dotycz膮 przede wszystkim wierzby.

Wykorzystanie biomasy

W warunkach polskich naturalnym kierunkiem rozwoju wykorzystania biopaliw sta艂ych jest i b臋dzie produkcja ciep艂a. W d艂u偶szej perspektywie przewiduje si臋 wykorzystanie biopaliw sta艂ych w skojarzonych systemach wytwarzaj膮cych energi臋 ciepln膮 i elektryczn膮 (kogeneracja). Rozw贸j sektora biopaliw p艂ynnych zale偶e膰 b臋dzie od przyj臋tych rozwi膮za艅 polityczno-legislacyjnych, kt贸re obecnie s膮 ponownie rozwa偶ane w Sejmie RP.

Struktura energetycznego wykorzystania biomasy w UE wg oblicze艅 Europejskiego Towarzystwa Biomasy AEBIOM jest nast臋puj膮ca: 92% bioenergii wykorzystywane jest do produkcji ciep艂a (ciep艂o procesowe dla przemys艂u oraz ciep艂o niskotemperaturowe), 7% do produkcji energii elektrycznej, a 1% do produkcji paliw transportowych. Wykorzystanie biomasy zwi臋ksza lokalne bezpiecze艅stwo energetyczne poprzez uniezale偶nianie si臋 od zewn臋trznych dostawc贸w paliw kopalnych oraz wprowadzanie dywersyfikacji no艣nik贸w energii.

Op艂acalno艣膰 stosowania technologii bioenergetycznych zale偶y od stopnia ich zaawansowania oraz wielko艣ci instalacji. Generalnie technologie te wymagaj膮 stosunkowo wi臋kszego pocz膮tkowego nak艂adu inwestycyjnego (w por贸wnaniu ze znacznie wcze艣niej rozwini臋tymi i dopracowanymi technologiami paliw kopalnych), przy czym koszty eksploatacji s膮 zwykle ni偶sze. Kluczowym elementem decyduj膮cym o op艂acalno艣ci s膮 najcz臋艣ciej koszty pozyskania paliwa. W miar臋 rozwoju rynku biopaliw nale偶y spodziewa膰 si臋 obni偶ania koszt贸w ich pozyskania i przetwarzania, natomiast

w przypadku paliw kopalnych prognozowany jest wzrost cen, co w d艂u偶szej perspektywie jeszcze bardziej uatrakcyjni wykorzystanie lokalnie dost臋pnych odnawialnych 藕r贸de艂 energii.

Biomasa mo偶e by膰 u偶ywana na cele energetyczne w procesach bezpo艣redniego spalania biopaliw sta艂ych (np. drewno, s艂oma, osady 艣ciekowe), przetwarzana na paliwa ciek艂e (np. estry oleju rzepakowego, alkohol) b膮d藕 gazowe (np. biogaz rolniczy, biogaz z oczyszczalni 艣ciek贸w, gaz wysypiskowy). Konwersja biomasy na no艣niki energii mo偶e odbywa膰 si臋 metodami fizycznymi, chemicznymi, biochemicznymi. Mo偶liwo艣ci produkcji energii z surowc贸w ro艣linnych przedstawiono na rysunku 1.

Dla biomasy sta艂ej, takiej jak drewno czy s艂oma najwi臋ksze obecnie znaczenie maj膮 technologie oparte na procesie spalania. Pod poj臋ciem procesu spalania rozumiana jest tutaj reakcja utleniania substancji b臋d膮cej paliwem, kt贸rej towarzyszy uwolnienie energii zawartej w tym paliwie.

Opr贸cz procesu bezpo艣redniego spalania biomasy i pozyskania energii chemicznej w niej zawartej za pomoc膮 medium grzewczego odbieraj膮cego ciep艂o z komory spalania, istnieje mo偶liwo艣膰 konwersji termochemicznej biomasy na paliwo charakteryzuj膮ce si臋 wi臋ksz膮 przydatno艣ci膮 z punktu widzenia ko艅cowego konsumenta energii. W zale偶no艣ci od tego czy g艂贸wnym produktem tego procesu jest gaz, paliwo p艂ynne, czy paliwo sta艂e, m贸wimy odpowiednio o zgazowaniu, pirolizie lub karbonizacji biomasy. Technologie energetyczne wykorzystuj膮ce wspomniane trzy procesy znajduj膮 si臋 zwykle we wcze艣niejszej fazie rozwoju ni偶 technologie oparte na procesie spalania.

Na cele energetyczne przeznaczane jest 44% og贸lnej ilo艣ci biomasy odpadowej produkowanej przez przemys艂 drzewny. S膮 to przede wszystkim trociny i wi贸ry pochodz膮ce g艂贸wnie z przemys艂u tartacznego oraz w mniejszym stopniu z przemys艂u meblarskiego i p艂yt drewnopochodnych (rys. 2).

Pozosta艂a ilo艣膰 odpad贸w przeznaczana jest na eksport oraz wykorzystywana w ogrodnictwie i rolnictwie - jest to przede wszystkim kora. Ziele艅 miejska i osiedlowa zajmuje oko艂o 65 000 ha na terenie ca艂ego kraju. Przyjmuj膮c 5 ton rocznej produkcji masy ro艣linnej z hektara otrzymuje si臋 oko艂o 325 tys. ton surowca o zawarto艣ci oko艂o 1,5% azotu. Zdecydowana wi臋kszo艣膰 odpad贸w organicznych - biomasy - jest bezpowrotnie marnowana na sk艂adowiskach.

Standaryzacja biopaliw sta艂ych

Komunikat Komisji Europejskiej - Bia艂a Ksi臋ga nr COM(97)599 z dnia 26 listopada 1997 stwarza warunki rynkowe dla rozwoju odnawialnych 藕r贸de艂 energii bez nadmiernych obci膮偶e艅 finansowych. Podstawowym dokumentem prawnym wspieraj膮cym ten rozw贸j jest "Dyrektywa w sprawie promocji energii elektrycznej wytworzonej w 藕r贸d艂ach odnawialnych na wewn臋trznym rynku energii elektrycznej" (Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady nr 2001/77/EC z dnia 27 wrze艣nia 2001) oraz "Dyrektywa w sprawie promocji biopaliw w transporcie" (Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 8 maja 2003 nr 2003/30/EC). Przedmiotem tych Dyrektyw s膮 zasady promocji i wsparcia dla odnawialnych 藕r贸de艂, w tym biopaliw sta艂ych.

Wykorzystanie biopaliw sta艂ych w skali europejskiej pomaga zwi臋kszy膰 niezale偶no艣膰 europejskiej gospodarki od importu paliw, zmniejszy膰 emisj臋 CO2 oraz ograniczy膰 zu偶ycie paliw kopalnych przyczyniaj膮c si臋 do poprawy stanu 艣rodowiska i bezpiecze艅stwa energetycznego w Europie. Umo偶liwia stworzenie nowych miejsc pracy w nowym sektorze in偶ynierii produkcji i dystrybucji urz膮dze艅, technologii i biopaliw sta艂ych, produkcji energii i dziedzinach pokrewnych.

Obecna wiedza na temat w艂a艣ciwo艣ci fizycznych i cieplnych jest wci膮偶 poszerzana staj膮c si臋 kluczowym problemem kraj贸w europejskich, kt贸re znacznie efektywniej wykorzystuj膮 biopaliwa sta艂e jako 藕r贸d艂o energii. Coraz doskonalsze metody badawcze i specjalistyczny sprz臋t laboratoryjny u艂atwiaj膮 poznanie tych cech. Jednak偶e biopaliwa ze wzgl臋du na organiczne pochodzenie, zr贸偶nicowany sk艂ad chemiczny, w艂a艣ciwo艣ci fizyko chemiczne oraz mocno zr贸偶nicowane w艂a艣ciwo艣ci mechaniczne stanowi膮 grup臋 niejednorodn膮. Powoduje to szereg utrudnie艅 w opisie ich w艂a艣ciwo艣ci i cech cieplnych. Ze wzgl臋du na to w krajach UE rozpocz臋to intensywny rozw贸j mechanizm贸w powoduj膮cych lepsze poznanie tych w艂asno艣ci wed艂ug standard贸w i metodyk powszechnie przyj臋tych i uznawanych.

Realizacja tych zamierze艅 jest mo偶liwa po stworzeniu warunk贸w, w kt贸rych biopaliwa sta艂e stan膮 si臋 paliwami handlowymi o znanych i akceptowanych na rynku wska藕nikach jako艣ciowych. Z tego powodu wa偶ny sta艂 si臋 problem opracowania i wdra偶ania jednoznacznych standard贸w w zakresie pr贸bkowania, testowania, kwalifikacji biopaliw sta艂ych, jak r贸wnie偶 okre艣lenia proces贸w technologicznych w zakresie poprawy ich jako艣ci.

Zadanie to zosta艂o powierzone przez Komisje Europejsk膮 do realizacji Europejskiemu Komitetowi Normalizacyjnemu (CEN).

W ramach tego Komitetu zosta艂 powo艂any Komitet Techniczny (TC) 335 "Biopaliwa sta艂e", kt贸ry przyj膮艂 do realizacji to zadanie. Utworzony w maju 2000 r. Komitet jest jedn膮 z wielu jednostek dzia艂aj膮cych w strukturze CEN, kt贸ra zajmuje si臋 rozwi膮zywaniem problem贸w standaryzacji i normalizacji dla wybranych ga艂臋zi produkcji. Przewodni膮 rol膮 polityki tego Komitetu jest formu艂owanie standard贸w b臋d膮cych podwalin膮 europejskiej polityki gospodarczej. Dzia艂alno艣膰 tego Komitetu w zakresie normalizacji wp艂ywa na zmniejszenie barier handlowych i wzrost bezpiecze艅stwa powoduj膮c polepszenie wsp贸艂pracy w obszarze produkcji i us艂ug. Wprowadzone standardy stanowi膮 baz臋 dla projektant贸w i in偶ynier贸w stwarzaj膮c pewno艣膰 i wsp贸lny punkt odniesienia dla ich prac.

Dzia艂alno艣膰 Europejskiego Komitetu Normalizacyjnego oparta jest na zespo艂ach narodowych wchodz膮cych w sk艂ad Komitet贸w Technicznych, kt贸rych prace i ekspertyzy stanowi膮 podstaw臋 wprowadzanych standard贸w i kt贸rych zadaniem jest wdra偶anie ich na polu narodowym.

藕r贸d艂o: "Energetyka"

autor: Dr in偶. Les艂aw Janowicz

Zesp贸艂 System贸w Bioenergetycznych i Biopaliw, Centralne Laboratorium Naftowe w Warszawie

Biomasa w Polsce

Promocje:

PROMOCJE: