Biomasa ir vienība organiskais materiāls izmanto kā enerģiju, ko var iegūt gan no dzīvniekiem, gan no augiem, ieskaitot visu veidu organiskos atkritumus. No šī resursa iegūtā enerģija ir lētāka nekā no fosilā kurināmā iegūtā, turklāt tas ir atjaunojams avots ar mazāku piesārņojošo gāzu emisiju. Tomēr, tāpat kā jebkuram enerģijas veidam, tai ir priekšrocības un trūkumi, kas ir jāanalizē pirms liela mēroga ieviešanas.
Šajā rakstā mēs izpētīsim ne tikai galvenos Biomasas enerģijas plusi un mīnusi, bet arī to, kā šī enerģija tiek ražota, kādi ir pieejamie biomasas veidi un kā tā var veicināt globālo enerģētikas nākotni.
Kas ir biomasas enerģija?
Biomasa sastāv no jebkuras organiskas vielas, ko var izmantot kā enerģijas avotu. Tas ietver augu vai dzīvnieku izcelsmes atkritumus, kā arī atkritumus, kas rodas rūpnieciskajos procesos. Biomasa kā atjaunojams avots tiek nepārtraukti ģenerēta dabiskos procesos. Zemāk ir daži no galvenie biomasas veidi:
- Dabiskā biomasa: Tas nāk no dabiskām ekosistēmām bez cilvēka iejaukšanās, piemēram, nokritušiem zariem vai lapām, tādējādi mazinot nepieciešamību tieši iznīcināt meža ekosistēmas.
- Atlikusī biomasa: Tajā ietilpst cilvēka darbības rezultātā radušies organiskie atkritumi, piemēram, lauksaimniecības, mežsaimniecības vai rūpniecības atkritumi, kurus var izmantot enerģijas ražošanai.
- Ražošanas biomasa: Tas attiecas uz enerģijas kultūrām, kas iestādītas īpaši biomasas ražošanai, piemēram, sorgo vai cukurniedres, kuru priekšrocība ir ļoti efektīva šim nolūkam.
Izmantojot dažādus fizikālus, ķīmiskus un bioloģiskus procesus, biomasu var pārveidot, lai radītu noderīga enerģija, piemēram, elektrība vai siltums, kas padara to par vērtīgu iespēju ilgtspējīgas enerģijas matricas izstrādē.
Biomasas enerģijas priekšrocības
Biomasai ir daudz priekšrocību salīdzinājumā ar tradicionālajiem enerģijas avotiem, jo īpaši attiecībā uz vides ilgtspējību un atkritumu samazināšanu. Starp tās ievērojamākajām priekšrocībām mēs varam minēt:
- Tas ir atjaunojams enerģijas avots: Atšķirībā no fosilā kurināmā, piemēram, naftas vai oglēm, biomasu iegūst no pastāvīgi pieejamiem atjaunojamiem resursiem, piemēram, organiskajiem atkritumiem vai enerģijas kultūrām.
- Piesārņojošo gāzu emisiju samazināšana: Lai gan biomasa nav pilnībā bez emisijām, tā dzīves ciklā izdala daudz mazāk oglekļa dioksīda (CO2) nekā vairums tradicionālo enerģijas avotu, tādējādi samazinot tās ietekmi uz globālo sasilšanu.
- Lauku ekonomikas veicināšana: Biomasas ražošana rada nodarbinātību un ekonomiskās iespējas lauku apvidos, kas veicina vietējo attīstību un lauksaimniecības ekosistēmu uzturēšanu.
- Atkritumu izmantošana: Biomasa palīdz izmantot organiskos atkritumus, kas citādi tiktu izmesti vai nosūtīti uz poligoniem, tādējādi samazinot to ietekmi uz vidi.
- Veicina mežu sakopšanu: Biomasas izmantošana ietver meža atlieku ieguvi, lai novērstu ugunsgrēkus un uzlabotu ekosistēmas veselību.
Biomasas enerģijas trūkumi
Neskatoties uz priekšrocībām, biomasai ir arī virkne trūkumu, kas jāņem vērā pirms tās pieņemšanas. Tālāk ir minēti daži no galvenajiem biomasas trūkumiem:
- Pieprasījums pēc lielām zemes platībām: Liela mēroga biomasas audzēšana enerģijas ražošanai var konkurēt ar lauksaimniecības zemes izmantošanu pārtikas ražošanai, kas var radīt spriedzi nodrošinātībai ar pārtiku.
- Zema energoefektivitāte: Salīdzinot ar fosilo kurināmo, biomasai ir mazāks enerģijas blīvums, kas nozīmē, ka ir nepieciešams liels organisko vielu daudzums, lai ražotu tādu pašu enerģijas daudzumu.
- Augstas transportēšanas un uzglabāšanas izmaksas: Tā apjoma un svara dēļ biomasu ir dārgi transportēt un uzglabāt, kas var samazināt tās ekonomisko efektivitāti, īpaši objektos, kas neatrodas biomasas avotu tuvumā.
- Vides riski: Ja biomasas ražošana netiek pareizi pārvaldīta, tā var izraisīt tādas problēmas kā mežu izciršana, augsnes degradācija un ūdens resursu nepārdomāta izmantošana.
Biomasas izmantošanas process un tehnoloģijas
Biomasas enerģijas izmantošanai ir nepieciešamas dažādas tehnoloģijas, kas ļauj organiskās vielas pārvērst lietderīgā enerģijas avotā. Visizplatītākās metodes ir:
- Tieša sadedzināšana: Tā ir visizplatītākā metode enerģijas iegūšanai no biomasas. Tas sastāv no organisko vielu sadedzināšanas, lai radītu siltumu, ko pēc tam var pārveidot par elektrību.
- Gazifikācija: To izmanto, lai biomasu pārvērstu sintēzes gāzē, ko var izmantot siltuma vai elektroenerģijas ražošanai.
- Anaerobā gremošana: Šajā procesā organiskie atkritumi tiek sadalīti bez skābekļa, lai iegūtu biogāzi, ko var izmantot kā atjaunojamo kurināmo.
- Fermentācija: Tas ir bioloģisks process, kurā cukuri un ciete tiek pārveidoti šķidrā biodegvielā, piemēram, bioetanolā.
Visbiežāk izmantotie biomasas veidi
Ir vairāki biomasas veidi atkarībā no izcelsmes avota un ražošanas procesiem. Šeit mēs izpētīsim dažus no galvenajiem:
- Atlikusī biomasa: Šajā kategorijā ietilpst visi lauksaimniecības, mežsaimniecības un pilsētas atkritumi, kas rodas kā rūpniecības vai lauksaimnieciskās ražošanas blakusprodukti. Tie ir ideāli piemēroti elektroenerģijas ražošanai, jo neprasa papildu resursu izmantošanu.
- Dabīgs: To iegūst no dabiskām ekosistēmām. Lai gan tas ir bagātīgs, tā lietošana ir jāregulē, lai nekaitētu videi. Tās ir augu atliekas no dabas, piemēram, nokrituši zari vai sadalīšanās organiskās vielas.
- Enerģijas kultūras: Šīm kultūrām, kas īpaši iestādītas biomasas ražošanai, piemēram, sorgo, cukurniedres vai milzu miskanti, ir ātrs augšanas cikls un tās ir ļoti efektīvas enerģijas ražošanā.
Biomasas spēja apmierināt enerģijas vajadzības ilgtspējība lielā mērā ir atkarīga no tā, kā šie dabas resursi tiek pārvaldīti un kā ir izstrādāta to izmantošanas infrastruktūra. Ar pareizu praksi tas var ievērojami veicināt siltumnīcefekta gāzu emisiju samazināšanu un lauku attīstību daudzos pasaules reģionos.
Biomasas kā enerģijas avota nākotne būs atkarīga gan no tehnoloģiju sasniegumiem, gan no līdzsvarotas pieejas, kas garantē tās ilgtspēju un efektivitāti. Lai gan tas nav ideāls, ar labu pārvaldību biomasai var būt nozīmīga loma pārejā uz enerģijas modeli, kas ir mazāk atkarīgs no fosilā kurināmā.