Biomasa este, sub rezerva unei exploatări durabile a acesteia, un tip de energie regenerabilă, care furnizează biocombustibili (în general sub formă solidă) şi biocarburanţi (în general sub formă lichidă).
Consumul de biomasă, ca energie primară, este în Franţa de 10-11 Mtep (la începutul anilor 2000), în principal sub formă lemnoasă. Fără să se constituie culturi energetice specifice, potenţialul de biomasă ar putea fi dublat, doar prin recuperarea sistematică a tuturor deşeurilor organice: deşeuri menajere şi industriale ne-reciclabile, tratarea prin metanizare a filtrelor de epurare şi a deşeurilor agricole, care ar genera biogaz. Potenţialul energetic este de 60 TWh/an, adică 15% din consumul final de electricitate din Franţa.
Biomasa este frecvent utilizată în sistemele de cogenerare care produc electricitate ca şi în centralele clasice, prin valorificarea căldurii, altfel pierdută, din diverse aplicaţii: încălzirea încăperilor, nevoi industriale, agricultură. Această tehnologie permite creşterea randamentului conversiei energetice.
Biocarburanţii lichizi, mai scumpi din punct de vedere al obţinerii, produşi pe baza unor culturi energetice (stuf, trestie de zahăr, floarea soarelui, grâu, porumb etc,), sunt cel mai bine puşi în valoare în aplicaţii din domeniul transportului. Ei sunt utilizaţi în prezent, mai ales pentru alimentarea motoarelor termice, fiind amestecaţi cu mici cantităţi de carburanţi tradiţionali, pentru a le ameliora caracteristicile.
Biocombustibilii
Reprezintă o ramură a biomasei şi provin din plante tehnice. Biocombustibilii inlocuiesc produsele petroliere (benzina, motorina) si gazele naturale utilizate la autovehicole.
a) biodieselul este un înlocuitor al motorinei şi este produs din plante oleaginoase (rapita, soia, floarea-soarelui);
b) bioetanolul înlocuieşte benzina şi este obţinut din fermentarea materialelor organice (porumb, sfecla de zahar);
c) biogazul reprezintă rezultatul descompunerii anaerobe a materiei organice.
Biodiesel
Rudolf Diesel a rulat, pentru prima dată, un vehicul pe baza biodieselului.
Este un combustibil asemănător cu diesel-ul, dar care nu este derivat din petrol, ci din uleiuri vegetale şi grăsimi animale. Motoarele actuale diesel pot folosi combustibili biodiesel fără a fi necesare modificări structurale. Biodiesel-ul poate fi folosit în procent de 100% sau poate fi amestecat cu diesel-uri pe bază de petrol.
Biodiesel-ul este un combustibil mai eficient din punct de vedere al emisiilor de CO2 decât diesel-ul pe bază de petrol. Biodiesel-ul are proprietăţi de dizolvare diferite faţă de cele ale combustibilor diesel pe bază de petrol, motiv pentru care motoarele mai vechi ce conţin din construcţie furtune şi garnituri din cauciuc pot fi degradate mai repede decât în cazul folosirii diesel-ului normal. Motoarele mai noi nu sunt afectate de biodiesel, cauciucul fiind inlocuit cu FKM. Este recomandată, totuşi, înlocuirea filtrelor de ulei la un motor care a folosit combustibil diesel pe bază de petrol înainte de a se face trecerea la biodiesel.
Unul dintre avantajele biodiesel-ului este proprietatea mai bună de lubrifiere, ce creşte durata de viaţă a injectoarelor. Biodiesel-ul pătrunde încet, încet pe piaţă, mai multe modele de automobile fiind certificate pentru a folosi biodiesel în diverse concentraţii.Folosirea biodiesel-ului nu se limitează la automobile, fiind utilizat şi de trenuri şi avioane.
Bioetanol
Este un combustibil ecologic, formula chimică fiind aceeaşi cu cea a alcoolului etilic găsit în băuturile spirtoase. Bioetanol-ul este folosit ca o alternativă la benzină, în amestecuri de proporţii diferite cu aceasta sau în stare pură.
Bioetanol-ul are o cifră octanică mai mare decât benzina, de aici rezultând o ardere mai eficientă (implicit şi emisii de CO2 mai reduse decât în cazul motoarelor care funcţionează doar cu benzină, emisii fără sulfuri şi hidrocarburi). Puterea energetică/litru este însă mai mică (34%), fiind nevoie de mai mult combustibil pentru acelaşi numar de kilometri. Pentru atingerea unei eficiente cât mai ridicate, o maşină trebuie dotată cu un motor exclusiv proiectat pentru a funcţiona cu bioetanol, adică un motor cu o rată de compresie a amestecului combustibil mai mare (valori apropiate de 20:1). Singurele autovehicule actuale cu motoare special proiectate pentru a rula cu bioetanol sunt autobuzele şi camioanele.
Biogaz
Este gazul produs prin descompunerea materiei organice (reziduuri animale si vegetale, deşeuri menajere etc.) în absenţa oxigenului. Componentele principale ale biogaz-ului sunt metanul şi dioxidul de carbon. Metanul din biogaz perminte utilizarea acestuia pe post de combustibil, fiind una din sursele de energie regenerabile. În ţările în curs de dezvoltare, biogaz-ul se foloseşte pentru gătit şi încălzire. În ţările dezvoltate, în centrele de procesare a deşeurilor, biogaz-ul este transformat în electricitate.
Biogaz-ul se produce şi în mod natural, în zonele unde se acumulează reziduuri animale, vegetale si deşeuri menajere (ferme, gropi de gunoi, mlaştini) şi este deosebit de periculos dacă nu este colectat sau dispersat în aer, putând exploda în concentraţii de 5-15%. De asemenea, metan-ul din biogaz contribuie semnificativ la crearea efectului de seră (efectul metan-ului este de aproximativ 20 de ori mai puternic decât cel al dioxidului de carbon).
În funcţie de compuşii din descompunerea cărora a fost obţinut biogaz-ul, concentraţia de metan variază între 50 si 75%. Metanul din biogaz poate fi comprimat în acelaşi mod ca gazul natural, caz în care se numeşte biometan.
Aplicaţii ale biocombustibililor
- în Marea Britanie a fost lansat proiectul “Grassohol”, de transformare a unei plante furajere răspândite în biocarburant. Planta, ray-grass, foarte răspândită în Ţara Galilor şi în Marea Britanie, este cultivată cu trifoiul alb, care fixează azotul în sol, fertilizând solul. Costurile de producţie sunt astfel diminuate, la fel ca şi emisiile de gaze cu efect de seră. Joe Gallagher, cercetator la BERS (Institute of Biological, Environmental and Rural Sciences), spune ca acest soi de iarbă este bogat în hidraţi de carbon extractibili şi este o plantă interesantă pentru producerea de bioetanol, cu un potenţial superior altor plante.
- din vara anului 2010, la Oslo, vor circula noi autobuze propulsate de un combustibil extras din dejecţiile din canalizarea oraşului, biometan. Carburantul (metan generat prin fermentarea noroiului provenit din staţia de epurare Bekkelaget) prezintă mai multe avantaje fată de motorină: este neutru din punctul de vedere al emisiilor de carbon, permite reducerea cu 78% a emisiilor de oxid de azot şi cu 98% a particulelor fine (doi factori de risc pentru boli ale aparatului respirator); are preţuri competitive – 0,72 euro/1 litru echivalent diesel; 1 litru de motorină la pompă depaşeşte în Norvegia preţul de 1 euro; este produs dintr-o resursă inepuizabilă. Inconvenientul ar fi preţul noilor autobuze şi costurile lor de întreţinere mai mari.
- Daimler AG, Deutsche Post DHL, grupul OMV, Stuttgarter Straßenbahnen AG – compania de transport public şi compania petrolieră finlandeză Neste Oil au prezentat primele rezultate ale unui proiect dezvoltat în comun pentru producţia de combustibil din sursă durabilă în timpul evenimentului “Diesel din surse regenerabile – un pas spre transportul cu emisii zero de carbon?” desfăşurat la Berlin pe 9 iunie, conform The News Market. De la mijlocul anului 2008 au funcţionat în regim normal de lucru 14 camioane şi autocare Mercedes-Benz alimentate exclusiv cu diesel produs din surse regenerabile, denumit generic NExBTL. Rezultatele au indicat că din cultivarea durabilă de palmieri pentru ulei şi procesarea acestuia pentru obtinerea de carburanţi pentru maşini se emană cu 60% mai puţin bioxid de carbon decât prin arderea de carburanţi fosili.
- prima asociaţie din România care are ca scop cultivarea şi valorificarea plantelor bioenergetice a luat fiinţă oficial în judeţul Covasna, sub numele "Green Energy" (Energia Verde); are pentru început 14 membri care vor cultiva salix, un soi de răchită ce poate fi folosită cu succes pe post de combustibil, în locul lemnelor, rumeguşului sau gazului metan. Modelul este inspirat din Ungaria, unde membrii unei asociaţii similare cultivă aproape 600 de hectare de salix. Energia rezultată din plante bioenergetice este la jumătate din preţul gazului metan, iar cererea este în creştere în Ungaria si Austria. Plantele se culeg asemenea porumbului, se toacă şi se transformă în pellete (firimituri de lemn), care au o emisie foarte scazută de dioxid de carbon. Calculele arată că o suprafaţă de 20.000 de hectare cultivată cu salix poate asigura energie termică pentru două oraşe mari
|