Najważniejszą cechą biomasy jest to, że nie powoduje ona tak dużej emisji dwutlenku siarki, jak to ma miejsce w procesie spalania węgla kamiennego lub innych paliw kopalnych. Ponadto, biomasę charakteryzuje zerowy bilans emisji dwutlenku węgla, który jest związany z zamknięciem obiegu C - CO2 - C. Podczas spalania tyle emituje się tego gazu do atmosfery, ile rośliny pobierają z niej w pro-cesie fotosyntezy [40, 41, 42].
Bardzo ważnym argumentem opowiadającym się za wprowadzaniem bio-masy (biopaliw) na rynek jest widmo kryzysu energetycznego związanego z wy-czerpywaniem się źródeł ropy naftowej i gazu ziemnego (najpowszechniej dziś stosowanych paliw mineralnych). Jeżeli prognozy ekspertów się potwierdzą, to za kilkadziesiąt lat surowce te będą na wyczerpaniu, a stopniowe zmniejszanie po-daży z pewnością będzie skutkować systematycznym wzrostem cen paliw ropo-pochodnych i gazu ziemnego. Oprócz powyższych argumentów ekologicznych zainteresowanie wykorzystaniem roślin do celów przemysłowych i energetycz-nych, w tym produkcji paliw, jest wynikiem nadprodukcji żywności. Możliwość wykorzystania areału upraw na cele energetyczne przy relatywnie wzrastających kosztach produkcji paliw mineralnych wzbudza duże zainteresowanie przemysłu, rolników i polityki [40, 41, 42]. Możliwości wykorzystania biomasy przedstawiono na rysunku 10 [43].
Rys. 10. Produkcja energii z surowców roślinnych [43]
Założenia przyjęte przez Unię Europejską pozwalają przypuszczać, że w naj-bliższych latach wyraźnie zwiększy się udział surowców energetycznych na bazie
33 LITERATURA
biomasy. Dziś już nie dyskutuje się czy korzystać z biomasy, jak jeszcze kilkana-ście lat temu, ale w jaki sposób i w jakim zakresie. Należy jednak podkreślić, że realizacja strategii związanej z produkcją energii odnawialnej z biomasy nie może być priorytetem samym w sobie. Projektując i wdrażając nowoczesne rozwiązania należy dokładnie poznać nie tylko ich zalety, ale również wady poszczególnych rozwiązań, jak również wątpliwości i nierozwiązane problemy, które zostały po-krótce przedstawione w tym opracowaniu. ONZ zaleca, by projekty biopaliwowe uwzględniały wszystkie okoliczności, a nie tylko krótkoterminowy zysk dla go-spodarki. Dziś dominuje strategia zrównoważonego rozwoju, a osiągnięcie rów-nowagi uwarunkowane jest dokładnym rozpoznaniem zagrożeń ekologicznych, technologicznych i ekonomicznych. Tylko takie kompleksowe myślenie i działanie daje szansę, iż potencjał energetyczny tkwiący w biomasie zostanie optymalnie wykorzystany [44, 45, 46, 47].
Literatura
J. Goldemberg, S.T. Coelho,
[1] Renewable energy – traditional biomass vs. modern biomass,
Energy Policy 32, 711–714, 2004. http://www.wikipedia.p
[2] l (wejście 24.18.09).
Rozporządzenie Ministra Gospodarki i Pracy z dnia 9 grudnia 2004 r. w sprawie szcze-[3]
gółowego zakresu obowiązku zakupu energii elektrycznej i ciepła wytworzonych w odnawialnych źródłach energii, Dz. U. Nr 267, poz. 2656.
Dyrektywa 2001/77/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 27 września 2001 r. [4]
w sprawie wspierania produkcji na rynku wewnętrznym energii elektrycznej wytwa-rzanej ze źródeł odnawialnych, Dziennik Urzędowy Wspólnot Europejskich, L 283/33. D.O. Hall, K.K. Rao,
[5] Fotosynteza, WNT, Warszawa 1999.
J. Kopcewicz (red.), Fizjologia roślin, PWN, Warszawa 2005. [6]
R. Buczkowski, B. Igliński, T. Kasikowski,
[7] Perspektywy współspalania biomasy z paliwami
tradycyjnymi w kotłach fluidalnych, Materiały Międzynarodowej Konferencji Procesów Energii „Eco-Euro-Energia”, 203–212, Bydgoszcz, 2004.
J. Gaca, M. Sulewski,
[8] Biomasa – teraźniejszość i przyszłość, Materiały Ogólnopolskiej
Konferencji „Osiągnięcia Proekologiczne w Przemyśle i Energetyce” (red. R. Buczkow-ski), 37–56, Wyd. UMK, Toruń, 2007.
K. Hikosaka, T. Hirose
[9] , Lear and canopy photosynthesis of C3 plants at elevated CO2 in
re-lation to optima partitioning of nitrogen among photosynthetic components: theoretical prediction, Ecological Modelling 106, 247–259, 1998.
M. Cakvin,
[10] The photosynthetic cycle, Bulletin de la Société Chimique de France 38 (11), 1233–44, 1956.
S. Engelmann et al.,
[11] Molecular evolution of C4 phosphoenol pyruvate carboxylase in the genus Flaveria — a gradual increase from C3 to C4 characteristics, Planta 217, 717–725, 2003.
http://www.springerlink.com/content/100325/ (wejście 25.08.09). [12]
J.L. Easterly, M. Burnham,
[13] Overview of biomass and waste fuel resources for power pro-duction, Biomass&Bioenergy 10 (2–3), 79–92, 1996.
34 BIOMASA – DEFINICJE, POWSTAWANIE, PODZIAŁ, POTENCJAŁ W.M. Lewandowski,
[14] Proekologiczne odnawialne źródła energii, WNT, Warszawa, 2007. J. Piwowarczyk,
[15] Energetyczne użytkowanie biomasy roślinnej, GLOBEnergy 2–3, 32–38, 2003.
J. Szlachta,
[16] Energetyczne aspekty wykorzystania biomasy, Akademia Rolnicza we Wro-cławiu, Dolnośląski Wojewódzki Ośrodek Doradztwa Rolniczego z/s w Świdnicy, Świd-nica 2001.
J.C. Elauria, M.L.Y. Castro, D.A. Racelis,
[17] Sustainable biomass production for energy in the
Philippines, Biomass&Bioenergy 25, 531–540, 2003. J. Goldemberg, P. Guardabassi,
[18] Are biofuels a feasible option?, Energy Policy 37, 10–14, 2009.
Dyrektywa 2003/30/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 8 maja 2003 r. w spra-[19]
wie wspierania użycia w transporcie biopaliw lub innych paliw odnawialnych. H Wojciechowski,
[20] Układy kogeneracyjne z organicznym obiegiem Rankine`a wykorzystu-jące biomasę, Materiały IV-ych Europejskich Dni Oszczędzania Energii, Wrocław 2004. J. Singh, B.S. Panesar, S.K. Dharma,
[21] Energy potential through agricultural biomass using
geographical information system – A case study of Punjab, Biomass&Bioenergy 32, 301– –307, 2008.
Ustawa z dnia 25 sierpnia 2006 r. o biokomponentach i biopaliwach ciekłych, Dziennik [22]
Ustaw z 2006 r. Nr 169 poz. 1199. T. Wiesenthal et al.,
[23] Biofuel support in Europe: Lessons learnt for the long way ahead, Re-newable &Sustainable Enemy Reviews 13, 789–800, 2009.
M. Parikka,
[24] Global biomass fuel resources, Biomass&Bioenergy 27, 613–620, 2004. K. Biernat,
[25] Nowe technologie wytwarzania biokomponentów i biopaliw pierwszej i dru-giej generacji, Międzynarodowa Konferencja „Jakość paliw w Polsce i Unii Europejskiej”, Warszawa, 5–6 września 2007.
J. Heinimö, M. Jungingen,
[26] Production and trading of biomass for energy – An overview of the production status, Biomass&Bioenergy 33, 1310–1320, 2009.
C. R. Carere
[27] et al., Third generation biofuels via direct cellulose fermentation, International Journal of Molecular Science 9, 1342–1360, 2008.
http://ziemianarozdrozu.p [28] l (wejście 01.09.09). http://www.inhabitat.co [29] m (wejście 02.09.09). http://news.mongabay.com/bioenerg [30] y (wejście 01.09.09). Demirabaş,
[31] Biomass resource facilities and biomass conversion processing for fuels and chemicals, Energy Conversion&Management 42, 1357–1378, 2001.
Faaij, Modern biomass conversion technologies, Migration and Adaptation Strategies [32]
for Global Change 11, 343–375, 2006. M.F. Demirbaş, M. Balat, H. Balat,
[33] Potential contribution of biomass to the sustainable
energy development, Energy Conversion&Management 50, 1746–1760, 2009. T. Larsson,
[34] Environmentally compatible bio-energy potential from European forests, EEA technical report, Copenhagen 2007.
T. Larsson,
[35] Estimating the environmentally compatible bioenergy potential from agricul-ture, EEA technical report, Copenhagen 2007.
W. Kotowski,
[36] Odpady zastępują biomasę, Energia Gigawat, 1–7, czerwiec 2009. M. Berggren
[37] et al., Biomass co-firing potentials for electricity generation in Poland-Mat-ching supply and co-firing opportunities, Biomass&Bioenergy 32, 865–879, 2008. G. Wiśniewski (red.),
[38] Ekonomiczne i prawne aspekty wykorzystania odnawialnych źródeł energii w Polsce, EC BREC, Warszawa 2000.
35 LITERATURA
Mały Rocznik Statystyczny Polski, GUS 2009. [39]
Ch.R. McGowin,
[40] Biomass for electric power in the 21st century, Biomass&Bioenergy 10 (2–3), 69–70, 1996.
K. Michałowska-Knap, M. Włodarski, D. Dietrich,
[41] Zagadnienia wykorzystania
odnawial-nych źródeł energii w regionach – analiza porównawcza, Instytut Energii Odnawialnej, EC BREC, Warszawa 2005.
J. Gan, C.T. Smith,
[42] A comparative of woody biomass and coal for electricity generation
under various CO2 emission reduction and taxes, Biomass&Bioenergy 30, 296–303, 2006.
L. Janikowicz,
[43] Biomasa w Polsce, Ekologia i Energetyka 601–604, sierpień 2006. P. McKendry,
[44] Energy production from biomass: conversion technologies, Bioresource Technology 83, 47–54, 2002.
M. Szymczak,
[45] Paliwa odnawialne w energetyce i ciepłownictwie, Materiały Międzynaro-dowej Konferencji Procesorów Energii „Eco-Euro-Energia”, 237–245, Bydgoszcz 2004. J.D. Murphy, K. McCarthy,
[46] The optimal production of biogas for use as a transport fuel in Ireland, 30, 2111–2127, 2005.
J.W. Wandrasz, A.J. Wandrasz,
[47] Paliwa formowane, Wyd. „Seidel-Przywecki” Sp. z o.o., Warszawa 2006.
chArAkteryStykA dreWnA i SłOmy
jAkO pALiWA
drewno
Mianem drewna określa się surowiec otrzymany ze ściętych drzew i formowa-ny przez obróbkę w rożnego rodzaju sortymenty. Zachodzi zatem konieczność ter-minologicznego odróżnienia drzewa jako żyjącej rośliny drzewiastej od wyprodu-kowanego z niej surowca – drewna [1].
Drewno stanowi zespół komórek, które były częścią składową żyjącego or-ganizmu drzewnego. Właściwości techniczne i możliwości stosowania zależą od cech, rozmieszczenia i chemicznej budowy komórek, z których drewno się składa. Drewno, ksylem (z gr. ksylos – drewno) jest złożoną tkanką roślin naczyniowych, zajmująca przestrzeń miedzy rdzeniem a kambium. Jej główną funkcją jest roz-prowadzanie wody i rozpuszczonych w niej soli mineralnych, pobieranych przez korzenie, po całej roślinie. U roślin strefy klimatów umiarkowanych wiosną, gdy rozpoczyna się okres wegetacji transportuje również substancje odżywcze z ele-mentów spichrzowych (są to głównie korzenie i pnie) do rozwijających się pędów i liści. Większość komórek wchodzących w skład drewna ma zdrewniałe ścianki, przez co drewno pełni również funkcję mechaniczną [1, 2]. Drewno – w przeci-wieństwie do surowców kopalnych – można produkować w sposób ciągły, bez wy-czerpywania jego zasobów [3].
Jedną z możliwości gospodarczego zastosowania drewna jest jego spalanie w celu uzyskania energii (głównie ciepła). Na opał przeznacza się drewno niskiej jakości (drewno wadliwe, drewno gałęziowe), trociny i część innych odpadów ob-róbki przemysłowej. Obecnie dąży się do ograniczenia spalania drewna leśnego do minimum, gdyż stanowi ono zbyt cenny surowiec [3].
Podstawowymi pierwiastkami wchodzącymi w skład drewna są: węgiel (49,5%), tlen (43,8%), wodór (6,0%) i azot (0,2%). Jest to skład uśredniony, zmie-nia się on w zależności od gatunku drewna. Główne związki chemiczne tworzące drewno to: celuloza, hemicelulozy i lignina [2].
37