Home - qdidactic.com
Didactica si proiecte didactice Bani si dezvoltarea carierei Stiinta  si proiecte tehnice Istorie si biografii Sanatate si medicina Dezvoltare personala
referate didactica Scoala trebuie adaptata la copii ... nu copiii la scoala





Biologie Botanica Chimie Didactica Fizica Geografie
Gradinita Literatura Matematica

Ecologie


Qdidactic » didactica & scoala » geografie » ecologie
Forme caracteristice de prezentare a biomamasei folosita ca sursa de energie



Forme caracteristice de prezentare a biomamasei folosita ca sursa de energie


1. Locul biomasei lemnoase in categoria materialelor energetice

Materialele energetice se pot clasifica ca fiind naturale si neconventionale. Materialele energetice naturale sunt cele fosile respectiv carbunii, petrolul si gazele naturale, care asigura in acest moment 90 % din total energie a tarilor industrializate si 75 % din intreaga lume energetica.

Gazele naturale au castigat in preferintele consumatorilor datorita unei arderi curate fata de carbuni si petrol, respectiv datorita unei emisii scazute de noxe in atmosfera. Mai precis, pentru aceeasi unitate de produs ars, gazele naturale evacueaza in atmosfera mai putin de jumatate din emisia carbunilor. De asemenea, arderea gazelor naturale nu emite dioxid de sulf si nitrati. Numai ca gazele naturale nu se regenereaza si se vor epuiza in scurt timp. De aceea, in prezent gazele naturale reprezinta  perioada de tranzitie spre resursele regenerabile.

Principala sursa de energie a timpului nostru este petrolul, care difera de carbuni si gaze calitativ, dar si ca emisie de noxe la ardere. Daca se mentine actualul ritm de extractie si consum se poate estima ca resursa petroliera va mai exista doar cateva sute de ani pentru consum. In prezent, noi utilizam 67 milioane barili de petrol pe zi, dar am consumat jumatate din rezervele naturale, respectiv 300 miliarde de barili.

Extinderea utilizarii surselor de energie regenerabile, constituie una din componentele de baza privind politica energetica a Uniunii Europene, cu scopul principal de a reduce dependenta de importul de petrol din tarile Orientului Mijlociu, care au in general regimuri politice instabile.

Tabelul  

Consumul mondial al resurselor energetice in 1997

Specificatii

Total mondial, in miliarde tone petrol echivalent

Procentaje, in %

Petrol

9

30

Gaz natural

2

23

Carbuni

1

22

Surse regenerabile        (lemn, paie etc)

1.8

19

Surse nucleare

0.6

6

Total

9.6

100

De asemenea se urmareste reducerea emisiilor de gaze, care au ca efect secundar cresterea „efectului de sera” , cu urmatoarele consecinte negative asupra climei: cresterea temperaturii medii a atmosferei planetei, topirea ghetarilor avand ca urmare ridicarea nivelului oceanelor si acoperirea unor suprafete intinse de pamant cu apa, aparitia unor furtuni violente, secete prelungite, sau inundatii masive.

Uniunea Europeana a elaborat Strategia Comunitara si planul de actiune pentru utilizarea surselor de energie regenerabile, in conformitate cu acest document, in anul 2010, ponderea acestora, in balanta resurselor primare, trebuie sa ajunga la minim 12%, fata de circa 8% in prezent. Se preconizeaza ca ponderea energiei electrice produsa din aceste resurse sa ajunga la minim 23,5% in anul 2010, fata de 14,3% in prezent.

Trebuie mentionat, ca din contributia totala a surselor regenerabile , ponderea biomasei este prevazuta sa fie de circa 57% la totalul de resurse primare si 34% la productia de energie electrica. Pentru ca o sursa de energie sa fie considerata regenerabila, trebuie sa indeplineasca doua conditii importante:

•       sa aiba potential energetic

•       sa poata fi convertite in energie prin tehnologii accesibile.

Se pot considera ca regenerabile cinci categorii de surse de energie:

•       energia solara

•       energia eoliana

•       energia cinetica a apei (hidroenergia)

•       energia geotermala

•       biomasa

In cadrul surselor se energie regenerabila, cea mai mare pondere, o va detine biomasa, prin care se intelege totalitatea materialelor organice de origine vegetala sau animala si produsele care rezulta din transformarile acestora, prezentate schematic in figura 1.

In urma procesului de fotosinteza, ca produs de baza rezulta biomasa, conform schemei prezentate in figura  In figura 3. se prezinta circuitul bioxidului de carbon in natura, care evidentiaza rolul biomasei in combustie dar si lipsurile ecologiei din zilele noastre.

Biomasa lemnoasa reprezinta una din formele cele mai utilizate ale biomasei, fiind utilizata sub urmatoarele forme:

•       lemn de foc rezultat din exploatarea si sortarea lemnului de lucru;

•       lemn pentru producerea mangalului;

•       reziduri lemnoase rezultate din prelucrarile primare;

•       reziduri lemnoase rezultate din prelucrari secundare;

•       reziduri lemnoase provenite din chimizarea lemnului.


Fig. 1. Surse de biomasa rezultate in urma energiei solare

                    Fig. Materialul biologic realizat in urma procesului de fotosinteza

                        a                                                                                 b

    Fig. 3. Circuitul bioxidului de carbon

Biomasa agricola rezulta in cantitati mai mari decat biomasa lemnoasa, iar formele care sunt cel mai utilizate in mod curent sunt:

•       paie din cereale paioase;

•       tulpini si ciocalai de porumb;

•       corzi de vita de vie;

•       puzderii de in si canepa.

O cantitate apreciabila din biomasa agricola rezultata, este reutlizata in agricultura, in special in zootehnie si in special ca materie prima pentru fabricarea celulozei. Ca si la biomasa lemnoasa, compozitia chimica nu difera substantial fata de diferite sorturi, dar are un continut relativ mare de cenusa de circa 5%, si un continut de sulf de 0,1%.

Biomasa reprezinta componentul vegetal al naturii. Ca forma de pastrare a energiei Soarelui in forma chimica, biomasa este unul din cele mai populare si universale resurse de pe pamant. Ea asigura nu doar hrana ci si energia, materialele de constructie, hartia, tesuturile, medicamentele si alte substante chimice. Biomasa este utilizata in scopuri energetice din momentul descoperiri focului. Astazi combustibilul din biomasa poate fi utilizat in diferite scopuri, de la incalzirea incaperilor pana la producerea energiei electrice si combustibililor pentru automobile.

In statul american IOWA se lucreaza la realizarea unui proiect pentru producerea de combustibili alternativi, o uzina pentru obtinerea etanolului din porumb pentru inlocuirea benzinei. Statul Iowa are 16 uzine de procesare a alcolului etilic, (in SUA sunt 87), avand in program construirea a inca sapte. Cercetatorii de la Universitatea de Stat din Ohio, de la Universitatea din Minnesota si de la Institutul de Tehnologie a Gazelor (GTI) proiecteaza noi sisteme pentru transformarea etanolului in hidrogen, considerat de General Motors si Honda „combustibilul viitorului'.

Cercetatorii de la Colegiul de Inginerie din cadrul Universitatii Wisconsin-Madison au descoperit o noua metoda pentru a produce un combustibil lichid din carbohidratii prezenti in plante.

In Franta, pompele de alimentare de la palatul Elysee au fost modificate pentru a folosi si carburanti alternativi. Masina presedintelui precum si jumatate din parcul de masini al administratiei functioneaza cu biomotorina obtinuta din seminte de rapita. Franta intentioneaza sa devina principalul producator european de biocombustibil care ar urma sa asigure 7 % din consumul total in 2010. Franta obtine pe langa biomotorina din seminte de rapita si etanol derivat din sfecla de zahar sau cereale. Utilizarea acestor combustibili este urmarea orientarii generale a pietei auto mondiale spre automobilele ecologice. De asemenea au fost construite automobile hibride care combina motoarele clasice cu cele electrice.

Cercetatorii americani din Los Angeles  au obtinut prima celula microbiana de energie asistata electric, prin care se obtine o cantitate de 4 ori mai mare de hidrogen direct din biomasa fata de procedeul clasic de fermentare. Aceasta solutie urmeaza sa fie integrata automobilelor folosind pentru propulsie hidrogenul, reducand costurile operatiunilor de filtrare a apei.

Specialistii din cadrul Universitatii Pennsylvania State au obtinut un procedeu care nu necesita oxigen pentru producerea hidrogenului din biomasa.

Pana in prezent hidrogenul din biomasa era o consecinta a fermentarii pana la o anumita limita, unde bacteriile, in lipsa unui aport de energie pot transforma biomasa in cantitati limitate de hidrogen si alte componente care nu contribuie la procesul de fermentare (acidul butiric).

In figura 4. este prezentat sugestiv procesul obtinerii hidrogenului din biomasa.

Totusi, prin aplicarea unei tensiuni electrice foarte mici, de 0,25 V (practic o mica parte din voltajul necesar operarii unei baterii clasice de 6 V pentru telefon), se obtine o cantitate mare de dioxid de carbon si hidrogen prin depasirea barierei de fermentare a unei componente inutile pana acum, acidul acetic.

Fig. 4. Obtinerea hidrogenului din biomasa

In momentul in care bacteriile consuma biomasa, se transfera electronii catre un anod. Bacteriile transmit protoni, atomi de hidrogen fara electroni, iar anodul migreaza printr-un cablu catre catod, in partea opusa a celulei de energie, unde prin asistenta electrochimica se combina cu protonii si se produce hidrogenul.

Simultan, celula de energie poate fi utilizata pentru filtrarea apei reziduale rezultate in urma acestui proces, necesitand aproximativ o zecime din voltajul specific electrolizei.

Acest nou procedeu demonstreaza pentru prima data ca exista un potential real de capturare a hidrogenului pe post de combustibil, hidrogen generat prin utilizarea resurselor regenerabile, asigurand astfel sisteme nepoluante pentru propulsia automobilelor.

Ca dezavantaje ale folosirii lemnului ca si combustibil sunt acelea ca produc cenusa (care trebuie eliminata periodic) precum si alimentarea cu aer primar si secundar pentru ardere. Ca avantaje principale ale folosirii lemnului ca si material combustibil sunt pretul scazut, puterea calorifica buna si faptul ca lemnul este un material regenerabil.

 Pentru comparatie, iata puterea calorifica a principalelor materiale combustibile:

•       Petrolul are 10 000 kcal/kg;

•       Gazele naturale au 13 000 kcal/kg;

•       Carbunii fosili au 7000 kcal/kg  pentru huila, 4000 kcal/kg pentru lignit si 3000 pentru turba;

•       Carbunele de lemn are 7000 kcal/kg;

•       Lemnul de plop are 3500 kcal/kg;

•       Rumegusul comprimat are 4 200 kcal/kg;

•        Ramasitele de rumegus au 2000 kcal/kg.

Coaja de lemn poate fi utilizata ca si material combustibil cu o buna putere calorifica, mai buna decat a lemnului obisnuit, respectiv in jur de 5000 kcal/kg.

Exista cateva proprietati ale biomasei lemnoase care o fac sa fie utilizata ca material combustibil, precum urmatoarele:

-        lemnul este un material regenerabil, care are o crestere usoara si constanta atat la munte cat si la campie;

-        este un material usor, care se poate transporta si manipula usor;

-        se poate folosi in stare naturala, fara prelucrari majore in vederea combustiei;

-        se poate stoca usor datorita starii sale solide.

Una dintre cele mai serioase consecinte ale cresterii continutului de bioxid de carbon din atmosfera terestra este cunoscuta ca fiind incalzirea globala a planetei. O posibila metoda de diminuare a acestei probleme este inlocuirea a unei parti din energia combustibilor fosili cu energie regenerabila. Biomasa lemnoasa este una dintre aceste energii regenerabile fiind prietenoasa cu mediul, iar bliantul bioxidului de carbon este neutru, deoarece cantitatea de bioxid de carbon formata in timpul combustiei este egal cu cel captat de planta originala in timpul perioadei de vegetatie. Biomasa lemnoasa poate fi arsa cu sisteme conventionale de combustie spre deosebire de celalalte energii regenerabile (apa, soare si vant) care necesita instalatii sofisticate. Protocolul de la Kyoto din Japonia ne cere o substantiala reducere a emisiilor de noxe in cadrul caselor din mediul rural, obiectiv care se poate rezolva cu costuri reduse prin folosirea biomasei lemnoase. De asemenea Comisia Europeana suporta in mod expres cresterea folosirii biomasei lemnoase si a lemnului de foc in scopul incalzirii locuintelor si – in consecinta,  un numar mare de tari europene promoveaza folosirea combustibilului lemnos in programele nationale, asa cum se observa si din tabelul 3.

Exista o balanta pozitiva a emisiei si consumului de bioxid de carbon in natura, in cazul biomasei lemnoase, asa cum se observa in figura 5., motiv pentru care biomasa face parte din categoria energiilor regenerabile.

Exista o serie de tehnologii curente de generare a energiei din biomasa lemnoasa. Produsele energetice care sunt realizate din aceste tehnologii consta in caldura, electricitate vapori, combustibil lichid, gaz, biocombustibil, carbune si alte categorii precum peletii si brichetele.

Tabelul 3.

Consumul de energie primara din lemn in Comunitatea Europeana in anii 2003-2004 (exprimat in milioane tone echivalent petrol)

Tara

2003 tep

2004 tep (estimare)

Crestere, %

Franta

9,002

9,180

2,0

Suedia

7,927

8,260

4,2

Finlanda

6,903

7,232

4,8

Germania

5,191

6,263

20,7

Spania

4,062

4,107

1,1

Polonia

3,921

3,927

0,2

Austria

3,22

3,499

8,6

Portugalia

2,652


2,666

0,5

Letonia

1.084

1,231

13,6

Regatul Unit

1,071

1,113

3,9

Danemarca

1,015

1,083

6,7

Italia

0,895

1.007

14,5

Cehia

0,909

0,927

1,9

Grecia

0,777

0,805

3,6

Ungaria

0.561

0,720

28,2

Norvegia

0,672

0,697

3,7

Lituania

0,422

0,422

--

Slovenia

0,346

0,382

10,4

Belgia

0,300

0,303

1,1

Slovacia

0,150

0,150

--

Estonia

0,145

0,144

-0,6

Irlanda

0,015

0,015

--

Luxemburg

0,006

0,006

---

Cipru

0

0

--

Malta

0

0

--

Europa (total)

52,488

55,439

5,6

 

Fig 5. Raportul dintre consumul de bioxid de carbon din cadrul fotosintezei si emisiile corespunzatoare de la ardere

in acest moment sunt sase tipuri de tehnologii de conversie a biomasei lemnoase in produse energetice, alegerea uneia dintre acestea depinzand de costurile produsului energetic, volumul biomasei lemnoase, accesul la piata energetica etc., dupa cum se detaliaza in continuare:

        Ψ          Combustia directa a biomasei lemnoase pentru a produce abur supraincalzit sau electricitate prin transfer termic. Combustia directa este procesul folosit la mai mult de 90 % din centralele de bioenergie ale lumii. In general gazele calde obtinute din combustia biomasei lemnoase spala un set de conducte cu apa pentru a produce apa calda sau vapori. Aceasta metoda este similara cu cea folosita de multe fabrici de cherestea care folosesc biomasa lemnoasa proprie pentru a produce caldura pentru birouri si grupurile sociale si abur pentru uscarea cherestelei, sau transfer spre fabricile de mobila sau placi la presele acestora. Prin adaugarea unei turbine de abur la cele prezentate mai sus referitoare la combustia directa se poate obtine electricitate pentru nevoile proprii sau pote fi transmisa si preluata de sistemului national de electricitate.

        Ψ          Arderea combinata a biomasei lemnoase in amestec cu carbune, pentru producerea de apa calda sau electricitate. Biomasa lemnoasa din aceasta combinatie poate fi aprovizionata sub diferite forme, incluzand aschiile si tocatura, gazul de lemn de la gazificarea lemnului sau biogazul lichid de la piroliza lemnului.

        Ψ          Piroliza biomasei lemnoase. Incalzirea biomasei lemnoase intr-un mediu controlat fara oxigen va conduce la producerea de cantitati diferite de combustibil lichid, gaz si carbune de lemn. Gazul obtinut poate fi ars sa produca electricitate iar bio-combustibilul poate fi folosit ca substitut pentru motorina motoarelor diesel pentru masini sau generatoare stationare de electricitate. Bio-combustibilul poate fi transferat intre statii prin intermediul rezervoarelor mobile.

        Ψ          Procesul de gazeificare. incalzirea si arderea lemnului cu o cantitate mica de oxigen dedesubt conditioneaza o proportie inalta de transformare a lemnului in gaz. Acesta este un proces extrem de eficient dar numai cateva aplicatii timpurii ale tehnologiei comerciale sunt disponibile. Exista inca cateva dificultati asociate ca grupurile motopropulsoare de gaz sa devina functionabile. Oricum, acest lucru este posibil pentru a folosi benzinele de lemn pentru arderea in combinatie in furnalele de carbune.

        Ψ          Peletizare/brichetare. Combustibili ingineresti ca peleti si brichete sunt  realizate compresand particulele  lemnului de rasinoase in prezenta de caldura pentru a crea blocuri mici care pot sa fie co-aprinse in centralele electrice de carbune sau se pot folosi direct in caldura unitatilor casnice. Peste un milion tone de de peleti de lemn sunt create in Denemarka anual ca resursa comerciala  sau casnica de incalzire.

        Ψ          Productia chimico-biologica de combustibili lichizi – Productia de combustibili lichizi ca de exemplu etanolul de la deseurile de lemn se sprijina pe o serie de reactii chimice si procesele biologice care sa transforme lemnul in zaharuri chimic pure si dupa aceea in etanol. Aplicatii comerciale ale aceastei tehnologii nu sunt in mod curent disponibile.

        Ψ          Combustia directa. Transformarea de biomasa pentru a incalzi si pentru obtinerea de putere electrica este bine stabilita, deoarece 90 % din uzinele de energie moderne din lume folosesc combustia. Tehnologiile de combustie directa sunt bine  intelese, fara riscuri  si comercial viabile. Combustia directa implica sa se arda lemnul intr-o camera pentru a permite eliberarea energiei ca si caldura si energia de gaze fierbinti de ardere. Energia continuta in caldura stralucitoare si gazele fierbinti sunt folosite sa incalzeasca apa sau uleiul continut in calorifer, in procesele de iradiere, transmiterea si conducerea caldurii. Acum, multe fabrici de cherestea folosesc uleiul incalzit sa functioneze presele hidraulice din fabricile de placi din fibre si furnire si aburul pentru produse de cherestea uscate (vezi figura 6.).

Instaland o turbina in circuitul anterior din figura 6. este posibil sa folosim o parte din aburul cu temperatura inalta sa conduca o turbina si sa produca electricitate (vezi figura 7).

Fig. 6. Combustia directa pentru incalzire

In timp ce combustia directa permite folosirea deseurilor de lemn (o industrie de produs)  acesta din urma este un proces relativ ineficient referitor la recuperarea intregii energii din aceste resurse. exprimata in recuperarea de energie totala de la aceste resurse. Caracteristic, plantele dedicate au eficientele de boiler (de  65-70 %) si eficientele joase de caldura ( 20-30 %). In comparatie, o centrala electrica pe carbune negru poate sa aiba o eficienta de 35-40 %.

Fig. 7. Combustia directa pentru producerea electricitatii

Uzinele care functioneaza pe deseuri de lemn functioneaza similar uzinelor generatoare de electricitate care ard carbunele, desi exista diferente majore in zonele lor tehnice. Acestea pot functiona impreuna  si sa furnizeze electricitatea in Sistemul National de Electricitate, ca parte a acestuia. O limitare majora a uzinelor pe baza de lemn este natura deseurilor de lemn si a resurselor imprastiate, spre deosebire de carbune care este o resursa concentrata. De la o perspectiva tehnica, diferentele principale in uzine sunt acelea ca deseurile de lemn in forma de aschii si rumegus pot sa fie continuu introduse in camerele de ardere. Oricum, la centralele cu carbune materialul trebuie sa fie pulverizat si dupa aceea injectat in camerele de ardere ca sa fie arse in aer, spre deosebire de celelalt caz cand se aseaza pe un gratar. Dimensiunea uzinelor de biomasa este in general limitata de disponibilitatea locala a stocului de alimentare, desi ele sunt caracteristic intre 25 si 40 MW in dimensiune. Aceasta inseamna ca aproximativ 300 000-500 000 tone verzi de lemn sunt necesare anual pentru aprovizionarea fiecarei uzine de energie care se reinnoieste. Alta semnificativa parte a pretului energiei uzinelor cu combustibil solid este transportorul si sistemele de manipulare a  combustibilului. Date fiind volumele de deseurile de lemn necesare sa furnizeze aceste inlesniri, acestea necesita o mai buna consideratie a proiectului fabricii si a depozitului de lemn.

In virtualitatea tuturor exemplelor de producerea de energie, energie electrica nu poate sa fie creata fara generarea de egale sau mai mari cantitati de energia termica (sau abur). Exprimate in iesiri de energie, pana la 10 ori mai mult abur decat electricitate poate sa fie creat de la combustia de deseuri de lemn, cu energia recuperata din abur, apa fierbinte, ulei fierbinte sau pur si simplu ca gazele fierbinti pentru aplicatii in uscare si incalzire. Un sistem combinat de caldura  si energie (figura 8.) produce caldura caracteristic in abur si energie electrica. Principiul procesului de co-generare  este sa foloseasca aburul de inalta presiune sau temperatura pentru incalzirea proceselor industriale sau incalzirea spatiilor.

Fig. 8. Procesul combinat de cogenerare

La fel ca si la celalalte sisteme co-generative, modificari specifice sunt necesare la sistemul total pentru a regla cantitatea de abur si electricitate care poate sa fie creata. Orice utilizari ale aburului reduc putin cantitatea de electricitate rezultata. Aceasta pierdere de electricitate rezultata este mai mult decat compensat printr-o folosire mai buna  a aburului.

Pretul si consideratiile de proiect pentru uzinele co-generative sunt asemanatoare cu acelea dedicate exclusiv pentru electricitate, cu folosirea cheltuielilor neinsemnate de investitie asociate cu folosirea caldurii aburului. Acest pret superior este in general egalat de productia de energie mai mare totala per tona data de intrarile deseurilor de lemn. Unde deseuri de biomasa sunt disponibile la costuri zero sau joase (cum ar fi in cazul rezidurilor de la o fabrica de cherestea), electricitatea produsa prin co-generare folosind abur, tehnologia poate fi competitiva cu electricitate produsa din combustibili fosili. Unde ramasitele lemnoase pot fi procurate foarte usor motiv pentru care pretul electricitatii va fi mai putin competitiv fara o substitutie cu resurse regenerabile.

Pentru a imbunatati costul competivitatii pentru energia electrica generata din ramasite lemnoase, eficienta conversiei trebuie sa creasca. Oricum, exista un mic scop pentru a realiza o imbunatatire semnificativa a eficientei din tehnologiile curente cu abur peste cativa ani. Aceasta tehnologie este deja cat se poate de matura. Principala problema cu tehnologiile de combustie, este aceea ca necesita mai multa cercetare, centrata pe reducerea reactiilor care au loc in conductele de gaz, care cauzeaza coroziune si murdarind boilerele si furnalele, in acest timp.

  Argumente pentru folosirea  biomasei lemnoase si a  altor surse regenerabile de energie

Conbustibilii din biomasa sunt sustenabili. Plantele verzi din care combustibili biomasei s-au format au fixat dioxidul de carbon in perioada de crestere, asa ca acestia nu adauga carbon la nivel atmosferic. In plus, prin folosirea ramasitelor ca si combustibil, se previne poluarea solului. Biomasa poate juca un rol dublu in casele taranesti, o data ca inlocuitor al combustibilor fosilli si a doua oara ca antipoluant.

Biomasa deja contribuie cu 5% in energia furnizata de Uniunea Europeana si cu 65 % din productia de energie regenerabila predominanta pentru incalzire si energie. Pe termen lung contributia biomasei la energia europeana va creste la 20 %, aceasta depinzand de politica adoptata de UE in relatie cu agricultura, cu problema stabilitatii pe termen lung, cu securitatea aprovizionarii cu energie si a respectarii obligatiilor ce revin din cadrul protocolului de la Kyoto.

 

Fig 9. Evolutia consumului de combustibil si prognoze

Sistemul de energie regenerabila in principal produce electricitate. Oricum, numai 20 % din energia curenta este sub forma de electricitate, ceea ce ramane 80% fiind sub forma de combustibili pentru incalzire si transport. Biomasa este singurul combustibil din cadrul celor regenerabile care poate produce combustibil solid sau lichid, care poate fi folosit in aceasta stare, sau cu putine transformari, in combustibili pentru incalzire (cladiri sau industrial) sau transport. In completare, biocombustibilul este unul dintre putinele optiuni ale sistemelor fara bioxid de carbon, pentru aplicatii in transport. Din acest punct de vedere, printre resursele majore ale UE  se pot enumera rezidurile agricole si forestiere, precum si o parte din rezidurile de la animale, obtinute pe langa casele taranesti.

 Folosirea resurselor de pe langa gospodariile taranesti pot reduce substantial necesarul de import al petrolului sau alt combustibil fosil si in acelasi timp cresterea securitatii aprovizionarii cu energie. Folosirea biomasei contribuie la reducerea emisiilor nocive care ar contribui la schimbari climatice. Cobustibilul derivat din biomasa contine mai putin sulf. Sistemele corect proiectate care folosesc biomasa pot reduce poluantii atmosferici si in acest fel imbunatateste calitatea aerului local. Folosirea rezidurilor vor imbunatati mediul local, in timp ce in acelasi timp recolta de plante energetice pe pamant va genera slujbe si imbunatatirea economiei rurale.

UE a initiat o campanie de promovare a energiilor regenerabile prin variate activitati. Aceasta va ajuta UE sa reduca nivelul de bioxid de carbon din atmosfera, asa cum e stabilit in articole de specialitate. In aceste articole, biomasa reprezinta principalul contribuitor care sa dubleze Sursele Energetice Regenerabile RES, de la 6% la 12%, in 2010. Aceasta campanie include instalarea a 10 000 MWth din biomasa in 2010.

Biomasa va avea pe viitor o serie de alte aplicatii. Deoarece sistemele energetice cu biomasa se bazeaza pe o gama larga de alimentatoare si foloseste diferite tehnologii de conversie pentru a produce combustibili lichizi sau gazosi, domeniul viitoarelor aplicatii este larg. UE a obtinut deja o semnificativa fractie a energiei sub forma de caldura si electricitate din biomasa. In plus la aceste aplicatii curente, pe viitor, biomasa ar putea juca un rol important la combinarea caldurii, cu electricitatea si transport. Aceasta tehnologie poate fi folosita pe termen lung. Biomasa poate fi elementul de baza pentru sistemul de energii regenerabile. Pe termen lung, biomasa are un potential de a produce 20% din energia UE. Pentru a atinge atat tintele pe termen scurt cat si pe termen lung, Europa are nevoie sa optimizeze folosirea rezidurilor agricole si forestiere, sa introduca energia tulpinilor plantelor agricole si sa adopte procese prietenoase cu mediul, care sa fie atractive pentru investitori si acceptabile pentru autoritatile publice.

Dezvoltarea unei piete puternice privind tehnologia biomasei este unul dintre obiectivele majore ale UE. Principalul obiectiv pentru viitorul UE in cercetare ar trebui sa fie dezvoltarea integrata dintre colectarea biomasei pana la productie si folosirea eficienta a acesteia. Biomasa durabila trebuie sa fie principalul obiectiv in orice dezvoltare viitoare. Daca biomasa trebuie sa joace un rol important in piata energetica a UE, acesta necesita o adecvata infrastructura pentru a asigua o aprovizionare sigura si stabila. In prezent, reziduri semnificative sunt disponibile din biomasa agricola naturala, dar acestea nu sunt suficiente, motiv pentru care este necesar sa se incurajeze productia de biomasa. Finantisti si planificatorii au nevoie sa cunoasca cum e mai bine sa investeasca si cum pot sa depaseasca obiectivele propuse. Publicul consumator trebuie sa fie constient si sa accepte beneficiile rezultate din folosirea biomasei. Exista inca provocari privind comercializarea in masa a biomasei, dar si imbunatatirea eficientei pentru ca aceasta sa ocupe un loc important pe piata combustibililor.

Bioenergia este energia continuta in biomasa. Biomasa inseamna orice materie derivata din plante, pe o baza regenerabila. Biomasa este o sursa regenerabila de energie. Capturarea energiei solare pentru fixarea carbonului prin fotosinteza reprezinta cheia primului pas de la cresterea biomasei, comform reactiei:

CO2 + H2O + soare + clorofila = (CH2O)n + O2                                                             (1)

                                     

Arderea biomasei va returna in atmosfera CO2, dar daca se iau masuri preventive, cantitatea de bioxid de carbon va fi mai mica decat cea preluata initial pentru crestere. De asemenea evacuarea in atmosfera a oxigenului in timpul cresterii si sintezei carbonulu face ca biomasa sa fie o alternativa puternica la sursele de combustibil fosil.

Biomasa se foloseste pentru a crea energie. Sistemele de producere a energiei din biomasa se pot baza pe o gama larga de produse ale biomasei (brichete, pelleti, carbuni etc). Aceste sisteme folosesc diferite tehnologii sa produca combustibili solizi, lichizi sau gazosi. Acestia pot apoi fi folositi sa produca caldura, electricitate si combustibili pentru vehicule, prin folosirea arzatoarelor, boilere, generatoare, motoare cu combustie interna, turbine sau celule de combustibil. Energia din biomasa se poate genera prin:

-         arderea combinata a unei portiuni mici de biomasa in centralele actuale, alaturi de alti combustibili solizi;

-         arderea biomasei in boilere conventionale de abur;

-         gazeificarea biomasei;

-         descompunerea fara aer a biomasei.

Caldura poate fi produsa de surse individuale sau de aceleasi centrale care produc si abur. Biomasa se poate folosi la arzatoare si cuptoare pentru incalzirea caselor si la o scara mai mare pentru incalzirea unei zone de locuinte. Spre deosebire de alte surse de energie regenerabila, biomasa se poate converti direct in combustibil lichid pentru transport. Doua dintre cele mai cunoscute tipuri de biocombustibi obtinuti din biomasa sunt etanolul si bio-dieselul.

Biomasa se prezinta sub diferite forme pentru producerea energiei, incluzand fractia biodegradabila a produselor, ramasite si reziduri din agricultura, din exploatari forestiere si fabrici de procesare a lemnului, reziduri de la fabricile de pasta papetara si hartie, ramasite industriale sau municipale,  ramasite de la animale etc.

Energia obtinuta din biomasa poate fi exemplificata prin caldura si puterea obtinuta din lemn, reziduri forestiere si agricole si o larga gama de resturi organice de la animale si de la bucatarie. Tehnologiile moderne convertesc biomasa in caldura, puterea aburului si in combustibil lichid, intr-un mod eficient si convenabil. Arderea lemnului in instalatii moderne si automatizate este foarte comuna de-a lungul Europei, in particular in Austria, Danemarca, Suedia si Finlanda. Lemnul si alte resurse de biomasa reprezinta o resursa semnificativa si ecologica prin efectele pe care le produce.

Resursele globale de biomasa sunt masive. Aceasta asigura 11 % din energia globala, dar potentialul sau se estimeaza la peste 65 % din energia globala. In Regatul Unit, lemnul este resursa regenerabila cea mai mare in prezent, dar o parte foarte mare din aceasta se foloseste relativ ineficient, in focuri deschise si sobe. Potentialul Regatului Unit pentru resursele de biomasa sunt mai mari decat o treime din cererea de energie totala.

Biomasa reprezinta componentul vegetal al naturii. Ca forma de pastrare a energiei soarelui in forma chimica, biomasa este unul din cele mai populare si universale resurse de pe Pamant. Ea asigura nu doar hrana, ci si energie, materiale de constructie, hartie, tesaturi, medicamente si substante chimice. Biomasa este utilizata in scopuri energetice din momentul descoperirii de catre om a focului. Astazi combustibilul din biomasa poate fi utilizat in diferite scopuri – de la incalzirea incaperilor pana la  producerea energiei electrice si combustibililor pentru automobile. Compozitia chimica a biomasei poate fi diferentiata in citeva tipuri. De obicei plantele contin 25% lignina si 75% glucide (celuloza si hemiceluloza) sau zaharide. Fractiunea glucidica este compusa dintr-o multime de molecule de zaharide, unite intre ele prin lanturi polimerice lungi. Una din cele mai importante glucide este celuloza. Componenta ligninica este compusa din molecule nezaharizate. Natura utilizeaza moleculele polimerice lungi de celuloza la formarea tesuturilor, care asigura integritatea si stabilitatea plantelor. Lignina apare in plante ca ceva de genul lipiciului, care leaga moleculele celulozice intre ele.

Utilizarea biomasei creste cu tempo-uri rapide. In unele state dezvoltate, biomasa este utilizata destul de intens, spre exemplu, Suedia, care isi asigura 15% din necesitatea in surse energetice primare. Suedia planifica pe viitor cresterea volumului biomasei utilizate concomitent cu inchiderea statiilor atomo- si termo-electrice, care utilizeaza combustibil fosil. In SUA, unde 4% din energie este obtinuta din biomasa, aproape de cantitatea obtinuta la statiile atomo-electrice, astazi functioneaza instalatii cu capacitatea totala de 9000 MW, unde se arde biomasa cu scopul obtinerii energiei electrice. Biomasa cu usurinta poate asigura peste 20% din necesitatile energetice ale tarii. Altfel spus, resursele funciare existente si infrastructura sectorului agrar permite inlocuirea completa a tuturor statiilor atomice, fara a influenta preturile la produsele alimentare. De asemenea utilizarea biomasei la producerea etanolului poate micsora importul petrolului cu 50%.  

Cota parte a biomasei in volumul total a energiei utilizate in unele tari:
 > Nepal - 94%;
 > Kenia - 95%;
 > Malazia - 94%;
 > India - 50%;
 > China - 33%;
 > Brazilia - 25%;
 > Egiptul - 20%. 

In tarile in curs de dezvoltare, biomasa este utilizata neeficient, obtinandu-se, ca regula, 5-15% din necesitatea totala. In plus, biomasa nu este atat de comoda in utilizare ca si combustibilul fosil. Utilizarea biomasei poate fi periculoasa pentru sanatate si mediu. Spre exemplu, la prepararea bucatelor in incaperi putin aerisite se pot forma CO, NOx, formaldehide, particule solide, alte substante organice, concentratia carora poate intrece nivelul recomandat de Organizatia Mondiala a Sanatatii. In plus, utilizarea traditionala a biomasei (de obicei arderea lemnului) favorizeaza deficitul in crestere a materiei lemnoase, saracirea de resurse, de substante hranitoare si alte probleme legate de micsorarea suprafetelor padurilor si largirea pustiurilor. La inceputul anilor '80 aproape 1,3 mlrd oameni isi asigurau necesitatea in combustibil pe baza micsorarii rezervelor forestiere. Exista un potential enorm al biomasei, care poate fi inclus in circuit in cazul inbunatatirii utilizarii resurselor existente si cresterea productivitatii. Biomasa este utilizata in scopuri energetice din momentul descoperirii de catre om a focului. Astazi, combustibilul din biomasa poate fi utilizat in diferite scopuri – de la incalzirea incaperilor pana la producerea energiei electrice si combustibililor pentru automobile.

Date generale despre biomasa:
- masa totala (inclusiv umid.) - peste 2000 mlrd tone;
- masa totala a plantelor terestre - 1800 mlrd tone;
- masa totala a padurilor - 1600 mlrd tone;
- cresterea anuala a biomasei - 400.000 mil tone;
- viteza acumularii energiei de catre biomasa terestra – 95 TWt pe an;
- consumul total anual al tuturor tipurilor de energie – 22 TWt pe an;
- utilizarea energiei biomasei - 1,7 TWt pe an.

Formarea biomasei este bazata pe ciclul carbonului in natura. Bioxidul de carbon din atmosfera si apa din sol participa in procesul obtinerii glucidelor (zaharidelor), care formeaza blocurile de constructie a biomasei. Astfel, energia solara, utilizata la fotosinteza, isi pastreaza forma chimica in structura biomasei. Daca ardem efectiv biomasa (extragem energia chimica), atunci oxigenul din atmosfera si carbonul din plante reactioneaza formand dioxid de carbon si apa. Acest proces este ciclic, deoarece bioxidul de carbon poate participa din nou la procesul de formare a biomasei. Biomasa reprezinta o resursa utila si importanta pentru om. Pe parcursul a mii de ani oamenii au utilizat biomasa drept combustibil sau au folosit-o in alimentatie, utilizand energia zaharidelor si a celulozei. Pe parcursul ultimelor secole omenirea a invatat sa utilizeze diferitele forme fosile de biomasa, indeosebi in forma de carbune. Combustibilii fosili reprezinta rezultatul reactiei chimice foarte incete de transformare polizaharidelor in compusi chimici asemanatoarei fractiei ligninice. Compozitia chimica a carbunelui asigura o sursa de energie mai concentrata. Toate tipurile de combustibil fosil, utilizate de catre omenire – carbune, petrol, gaze naturale – reprezinta (prin sine) biomasa straveche. Timp de milioane de ani pe pamant resturile plantelor (vegetale) se transforma in combustibil. Desi combustibilul extras consta din aceleasi componente – hidrogen si carbon - ca si biomasa proaspata, el nu poate fi catalogat drept o sursa regenerabila de energie, deoarece formarea lui necesita o perioada foarte indelungata de timp. In unele state dezvoltate biomasa este utilizata destul de intens, spre exemplu, Suedia, care isi asigura 15% din necesarul de purtatori primari de energie. Suedia planifica pe viitor cresterea volumului biomasei utilizate concomitent cu inchiderea centralelor nucleare si termoelectrice, care utilizeaza combustibil nuclear, respectiv, fosil. In SUA 4% din necesarul de energie este obtinut din biomasa, comparativ cu energia produsa in centralele nucleare; astazi functioneaza instalatii de valorificare energetica a biomasei cu o capacitate totala de 9000 MW, unde se utilizeaza biomasa drept combustibil pentru producerea de energie electrica. Biomasa poate asigura cu usurinta peste 20% din necesarul de energie al SUA. Altfel spus, resursele existente si infrastructura sectorului agrar ar permite inlocuirea completa a tuturor centralelor nucleare. In tarile in curs de dezvoltare biomasa este utilizata neefectiv, obtinandu-se, de regula, 5-15% din necesarul total de energie. In plus, biomasa nu este atat de comoda in utilizare precum combustibilul fosil. La inceputul deceniului 8 aproape 1,3 mlrd oameni isi asigurau necesarul de combustibili prin exploatarea rezervelor forestiere. Exista un potential enorm al biomasei, care poate fi inclus in circuit in cazul inbunatatirii utilizarii resurselor existente si cresterea productivitatii. Bioenergetica poate fi modernizata datorita tehnologiilor noi de transformare a biomasei initiale in purtatori de energie moderni si comozi (energie electrica, combustibili lichizi si gazosi, solid finisat).

 Pentru Romania producerea de biocarburanti poate contribui la cresterea exportului si constituie o alternativa la dezvoltarea agriculturii pe terenurile necultivate. Culturile de rapita, sfecla de zahar sau sorb zaharat constituie materia prima pentru producerea de biodiesel si etanol.

Biocarburantii lichizi mai scumpi din punct de vedere al obtinerii si produsi pe baza unor plante (stuf, trestie de zahar, floarea soarelui, grau, porumb etc.) sunt utilizati mai ales in transporturi pentru alimentarea motoarelor termice amestecati cu mari cantitati de carburanti traditionali.

harta_biomasa

Fig 10. Proportia biomasei pe teritoriul Romaniei

Cantitatea de caldura rezultata din valorificarea energetica a biomasei detine ponderi diferite in balanta resurselor primare in functie de tipul de deseuri utilizat sau dupa destinatia consumului final.

Astfel 54 % din caldura produsa pe baza de biomasa se obtine din arderea reziduurilor forestiere, iar in mediul rural 89 % din caldura necesara incalzirii locuintelor si prepararea hranei este rezultatul consumului de reziduuri si deseuri vegetale.

In conditiile mediului topo-geografic existent, se apreciaza ca Romania are un potential energetic ridicat de biomasa evaluat la cea. 7594 mii tone/an, adica 318x109 MJ/an, ceea ce reprezinta aproape 19 % din consumul total de resurse primare la nivelul anului 2000 impartit pe categoriile de combustibil prezentate in tabelul 4.

Consumul total de biomasa in balanta resurselor energetice primare se afla in tabelul 5. (conform anuarului statistic intocmit de Institutul National al Lemnului-INL).                                                                                                                              

 Tabelul 4.

         Resurse primare de combustibil

Nr. crt.

Resursa de energie

[mii tep]

[MJ/an]

1

Reziduuri forestiere si lemn de foc

1.175

49,8xl09

2

Deseuri agricole

4.799

200,9 xl09

3

Deseuri si reziduuri menajere

545

22,8 xl09

4

Biogaz

588

24,6 xl09

5

Deseuri de lemn si rumegus

487

20,4 xl09

     Tabelul 5.

Consumul total de biomasa

Nr.    crt.

Consum

UM

1996

1997

1998

1999

2000

1

Consumul total de resurse primare

PJ/an

2341

2146

1934

1666

1689

2

Consum de biomasa

PJ/an

205

141

127

118

116

3

Pondere biomasa

%

8,76

6,57

6,56

7,10

6,87

In balanta resurselor primare, caldura rezultata in urma consumului de biomasa are diferite utilizari ca:

•                  prin arderea reziduurilor forestiere - cea. 50 %;

•                  prin arderea reziduurilor agricole - cea. 50 %;

•                  din caldura produsa in sectorul industrial 10 % se utilizeaza pentru prelucrarea lemnului.

Consumul curent de biomasa se foloseste in instalatii astfel:

•                  cazane industriale de abur sau apa fierbinte pentru incalzirea industriala cu combustibil pe baza de lemn;

•                  cazane de apa calda cu o putere instalata de 0,77 MW pentru incalzire urbana;

•                  cazane de apa calda, sobe, cuptoare cu lemne si/sau deseuri agricole pentru incalzirea locuintelor individuale si prepararea hranei.

Proiectul BIO-EAST, cofinantat de Comisia Europeana in cadrul programului ALTENER, urmareste identificarea potentialului de materii prime, ca si promovarea productiei, utilizarii si exportului de biocarburanti. Coordonatorul proiectului este EXERGIA-Grecia.

Printre cei cinci parteneri ai consortiului se numara si ENERO din Romania si urmareste ca pana in 2010 sa se ajunga ca 5,75 % din totalul carburantilor din transport utilizati in Europa sa fie reprezentata de biocarburanti. In prezent in UE se produc cea. 1,4 milioane tone biodiesel si 0,4 milioane tone bioetanol.

Institutul UM SICHT din Oberhausen furnizeaza know-how pentru o serie de unitati pilot. De exemplu o ferma de 900 de porci furnizeaza deseurile organice si resturile de hrana pentru o centrala producatoare de electricitate si caldura. Resturile fermenteaza si se produce biogaz de buna calitate folosit drept combustibil. Biogazul este un produs obtinut in urma procesului de descompunere anaeroba a produselor organice. Un procent de 2070 % din materia organica ramasa poate fi utilizat pentru fertilizarea terenurilor agricole deoarece este biodegradabil.

Ceea ce ramane constituie un ingrasamant natural, reducand consumul de ingrasaminte organice. Aceasta centrala pe biogaz inlocuieste anual 300.000 de litri de motorina prin procesarea a 4 000 m  balegar lichid, 000 t deseuri de porumb si 5.000 t alte reziduuri. Centrala produce 2 milioane KWh pentru 500 de gospodarii.

In figura 11. sunt prezentate capacitatile existente de biomasa in Romania, in figura 1 potentialul de utilizare.

Fig. 11. Capacitati de utilizare a biomasei [mii tone]

                     Fig.1 Potentialul de biomasa utilizat [mii tone]

In figura 13 sunt prezentate cheltuielile necesare unei cladiri cu un volum de 250 m

Fig. 13. Cheltuielile necesare pentru incalzirea unei cladiri.

In zonele neracordate la RENEL firma se poate utiliza un grup electrogen de 100 kW alimentat de 2 generatoare de gaz cu o putere de 50 Kw. Gazul utilizat este obtinut prin gazificarea deseurilor lemnoase rezultate in urma prelucrarii lemnului.

Se obtin urmatorii parametrii tehnici:

•       pentru 1 kWh energie electrica sunt necesare 1,5 kg biomasa;

•       prin cogenerare se obtin 1,334 kWh energie termica, la 1 kWh energie electrica;

•       nu exista emisii poluante.

In consumul curent de biomasa din Romania, in regim de exploatare energetica, se foloseste bio-combustibil de diferite tipuri, astfel:

- cazane industriale de abur sau apa fierbinte pentru incalzire industriala, cu combustibil pe baza de lemn; 

- cazane de apa calda, cu o putere instalata intre 0,7 MW si 7,0 MW pentru incalzire urbana (cu combustibil pe baza de lemn);

 - sobe, cuptoare s.a. cu lemne si/sau deseuri agricole, pentru incalzirea locuintelor individuale si prepararea hranei.

In ultimul deceniu consumul total de biomasa inregistreaza o tendinta de diminuare lenta datorita, intre altele, extinderii retelei de distributie de gaze naturale si GPL, precum si datorita adoptarii normativelor legislative privind protectia mediului care afecteaza posibilitatea de exploatare forestiera necontrolata si abuziva. Experienta in tarile Europei vestice arata ca folosirea biomasei ca sursa de energie primara poate deveni profitabila atat pentru producatori cat si pentru consumatorii de biomasa.

Urmatoarele avantaje se pot identifica pentru furnizori, anume:

-        reducerea spatiilor necesare pentru depozitare pentru ramasitele lemnoase rezultate din procesul de productie, datorita aprovizionarii regulate spre consumatori;

-        reducerea poluarii mediului si implicit la curatirea zonei inconjuratoare. Majoritatea activitatilor de procesare primara a lemnului au loc alaturi de sursa de materie prima, de-a lungul cursurilor de apa. In acest fel, ramasitele rezultate la procesare sunt depozitate de-a lungul malurilor raurilor si polueaza apa.

-        venituri marite pentru vanzatori.

Se pot mentiona de asemenea, urmatoarele avantaje pentru consumatorii de biomasa:

-        reducerea timpului de expeditie a acestui combustibil, comparat cu combustibilii conventionali (petrol, gaz natural, carbune).

-        reducerea impactului asupra mediului. Acest lucru este posibil datorita fatului ca emisiile de bioxid de carbon sunt nule la utilizarea biomasei, comparativ cu combustibilii fosili.

Biomasa in mod curent reprezinta 3% din consumul energetic european. In unele tari acest procent este mai mare respectiv 12 % in Austria, Finlanda 23% si Suedia 18%. Este foarte dificil sa faci o estimare in acest domeniu asupra dezvoltarii viitoare, cu privire la extinderea pe care o va avea biomasa. Ca scenariu se poate considera o crestere de trei ori a cantitatii actuale de 44,8 Mtoe pentru anul 2010, cu conditia ca masurile adoptate sa fie puse in practica. Aceasta ar insemna o cantitate aditionala de 90 Mtoe, echivalentul a 8,5 % din consumul total proiectat din respectivul an.

Biomasa este cea mai raspindita resursa, care cuprinde alaturi de biomasa lemnoasa si reziduurile din industria de prelucrare a lemnului, reziduuri agricole, balegarul de la animale etc. Bioenergia suplimentara de 90 Mtoe din 2010 va trebui sa se obtina din agricultura, paduri, industrie, reziduuri de abur si din plantele cerealiere paioase. Exploatarea biomasei are un dublu beneficiu ca o importanta sursa de energie regenerabila si imbunatatirea mediului si a climatului. Avantajele exploatarii biomasei, bazat pe tehnologii noi, se pot observa cu claritate in cazul exploatarii biogazului. Acesta consta in principal in metan, un gaz cu un impact foarte mare asupra caselor noi si a serelor. Se poate estima ca, continutul energiei totale a gazului din biomasa  din UE depaseste 80 Mtoe. Contributia biogazului rezultat din diverse surse in 2010 se estimeaza la 15 Mtoe. O folosire puternica a resurselor de biogaz este intr-adevar linia strategiei Comunitare pentru a reduce emisiile de metan  la nivelul mediului de suprafata. Pe de alta parte o noua directiva a Uniunii Europene pe viitor, urmareste sa limiteze productia de biogaz din biodegradari, respectiv sa se reduca cu 75 % gunoaiele biodegradabile din 2010. Oricum, volumul materiile organice care ar putea fi folosite ca materie prima pentru productia de biogaz prin fermetatie fara aer va creste si  gunoaiele vor continua sa produca metan prin fermantatie multi ani dupa 2010. Daca resursele fosile sunt ingrijoratoare, exista pentru prima data un potential imens neutilizat sub forma de reziduri de lemn si agricole, paie etc. care depasesc 150 Mtoe pe an.  Se estimeaza ca 30 Mtoe pot fi mobilizati annual in 2010 pentru energie si caldura casnica, dar si pentru piata industriala. Energia din ramasitele plantelor agricole este de asemenea un alt obiectiv, care va dubla  resursele de energie regenerabila din 2010. Pe total, contributia pentru productia de bioenergie din ramasitele recoltelor in 2010 se estimeaza la 45 Mtoe, cantitate egala cu cea care a fost anticipata pentru bioenergia din ramasite si reziduri. Acesti 18 Mtoe ar putea fi sub forma de biocombustibil si 27 Mtoe ca biomasa pentru caldura sau energie. Combustibili lichizi din biomasa sunt in mod curent cei mai putin competitivi, datorita pretului mic al petrolului. Cel mai important lucru este insa sa se asigure o continuitate si crestere pe piata combustibililor, intr-o perioada cand pe termen scurt si mediu pretul petrolului este neprevizibil, iar pe termen lung reprezinta o alternativa la rezervele din ce in ce mai reduse ale petrolului.

Cererea de energie in sectorul de transport se asteapta sa creasca puternic pe viitor si in acest fel vor creste si emisiile asociate acesteia, dar si dependenta externa de petrol daca nu exista a alta alternativa. Biocombustibili au o balanta energetica pozitiva, desi aceasta variaza de la o categorie la alta. Chiar daca cerinta de biocombustibili va creste simtitor, piata acestora se va dezvolta numai cand se va gasi un echilibru intre costurile si competenta produselor. Dezvoltarea viitoare a biocombustibililor se va baza in majoritate pe productia obtinuta in Europa. In 1993 suprafata agricola utilizata a UE a fost de aproximativ 141 milioane de hectare din care 76 milioane de hectare erau teren arabil. Aceasta arata fara dubii ca mai mult de 10 milioane de hectare, respectiv 7,1% din suprafata agricola, ar putea fi durabila pentru productia de biomasa. Alegerea speciilor pentru combustibili lichizi se va limita la cele mai productive, cu beneficii maxime si impact minim cu mediul inconjurator.    Cu cat mai repede contributia potentiala de 27 Mtoe energie din plante celulozice este realizata,  cu atat vor creste optiunile productive. Acestea pot fi derivate din copacii cu o rotatie vegetativa scurta (cum este salcia), sau fara lemn, sau plante (cum este miscantus), de asemenea bune pentru combustie si gazeificare.  Exista nenumarate specii de plante anuale sau perene bune pentru agricultura biomasei. La o productie de 10 tone pe an si hectar, respectiv o productie de 27 Mtoe a biomasei solide, in 2010 ar putea implica cultivarea a 6,3 milioane hectare de pamant.

      Exista  de asemenea plante care produc simultan material celulozic si materie prima pentru biocombustibil lichid. Un exemplu este sorgul dulce, care produce in mod curent 5 m3 bioetanol si 20 t material celulozic uscat pe an si hectar. Comform scenariilor, in 2010 mai mult de 10 milioane de hectare de teren vor fi necesare pentru cultivarea biomasei. Volumul total de biomasa vegetala solida de pe piata va fi de 57 Mtoe, fiind formata din plante de recolta (27 Mtoe) si reziduri (30 Mtoe). Daca piata se va dezvolta intr-adevar in aceasta directie, se preconizeaza ca 25 Mtoe ar putea fi preluata de incalzirea casnica si industriala si 32 Mtoe de generarea energiei electrice. O parte din cantitatea de 32 Mtoe, circa 6 Mtoe ar putea fi folosita la arderea combinata cu carbune sau alti combustibili fosili. Perspectiva in 2010 a bioenergiei va cuprinde 90 Mtoe biogaz, 15 Mtoe reziduri agricole si forestiere si 30 Mtoe energie a plantelor de recolta.

Biomasa lemnoasa face parte din categoria surselor regenerabile sau alternative de energie, care, desi utilizata din cele mai vechi timpuri, ramane actuala si in zilele noastre.

Aceasta ca si celalalte surse de energie regenerabila prezinta urmatoarele avantaje in utilizari:

•       nu provoaca ploile acide;

•       nu provoaca eutrofierea apei;

•       nu produc iradierea (ca in cazul substantelor radioactive);

•       nu produc schimbarea climei;

•       nu elimina CO2, NOx, SO2;

•       la arderea hidrogenului se elimina apa;

•       sunt regenerabile, practic, nelimitate;

•       rezolva partial problema deseurilor;

•       este o posibilitate a tarilor lipsite de resurse energetice traditionale de a-si produce singure energie;

•       poate fi utilizata practic pretutindeni;

•       peste 50 ani concentratia CO2 in atmosfera se va dubla;

•       poate inlocui, practic, toate tipurile traditionale;

•       energia cinematica a curentilor oceanici este apreciata cu o marime de nivelul 1018J;

•       resursele energetice a oceanului planetar bazate pe diferenta temperaturii de la suprafata si fund constituie o marime de 1026J;

•       pe raul Rans (Franta) functioneaza o statie electrica bazata pe energia fluxului si refluxului care asigura pe deplin 2 orase cu energie electric;

•       un singur automobil, la viteza medie, elimina la fiecare kilometru peste 2 grame CO2;

•       autovehiculele sunt responsabile pentru 14% din emisiile de CO2 provenite de la arderea tuturor combustibililor fosili de pe glob;

•       numarul autovehiculelor este in crestere permanenta (in SUA unei masini revin 1,7 persoane);

•       in apropiatii 100 ani temperatura globala va creste cu 2-5 sC;

•       in ultimii ani in Republica Moldova temperatura maxima a solului a fost de 65 sC, a aerului  de 40 sC , ca urmare a schimbarii climei;

•        la producerea unui kWh in atmosfera se elimina 500-1000g de CO2, in dependenta de combustibilul utilizat;

•       la fermentarea unui m3 de deseuri vegetale sau animale se poate obtine 20-40 m3 de biogaz cu un randament de 50-80% de metan;

•       folosind retrofitting-ul (reabilitarea izolatiei termice) incaperii se poate reduce consumul energiei (pe timp de iarna) de la cca 200 kWh/m2 la cca 90-100 kWh/m2 (peste 50%);

•       la arderea carbunelui, produselor petroliere si a gazelor naturale se elimina cantitati enorme de CO2, NOx, SO2 – gaze cu efect de sera;

•       extragerea carbunelui provoaca perturbarea solului, schimbarea utilizarii terenului si distrugerea pe termen lung a ecosistemului;

•       extragerea petrolului provoaca poluarea marina, distrugerea si reducerea florei si faunei acvatice si de litoral;

•       centralele hidroelectrice provoaca schimbari esentiale in ecosistemele acvatice, calitatea apei, modifica sedimentarea;

•       energetica nucleara polueaza apele de suprafata si subterane prin minerit;

•       sursele traditionale (petrol, carbune, gaze naturale) vor fi irosite complet deja in 2100;

•       cresterea populatiei la 8 mlrd in 2020 va ridica cererea de energie cu 65-95% comparativ cu cererea actual;

•       in 2020 cererea anuala de gaze naturale va fi circa 4000 mlrd m3 – aproape cat intreaga rezerva actuala a SUA;

•       din 2020 consumul zilnic de petrol va fi de circa 90 mln barili – cu 25 mln barili/zi decat in present;

•       in 2020 se asteapta dublarea extractiei carbunelui (daca va mai fi) – la 7 mlrd tone/an – mai mult decat dublul rezervelor totale cunoscute ale Canadei sau Angliei;

•       cererea de energie creste cu 1,6-2,4% anual;

•       circa 40% din populatia actuala nu are acces la energia necesara pentru un nivel de existenta minim;

•       utilizarea doar a 1% din energia solara captata de Pamant va acoperi toate necesitatile omenirii in energie;

•        exista tehnologii de utilizare a surselor alternative de energie cu un cost final mai mic decat cel actual;

•       criza energetica conditioneaza criza economica a unei tari;

•       rezervele de gaze naturale sunt in continua scadere. Exemplu: in Romania – de la 452 mlrd m3 in 1994 la 272 mlrd m3 in 2020 (in conditiile actuale de consum);

•       la cresterea temperaturii globale cu un 1 sC nivelul global al marii va creste cu 6 m;

•       utilizarea resturilor animaliere la obtinerea biogazului reduce considerabil poluarea apelor cu nitrati;

•       anual in atmosfera se elimina 20-22 mlrd tone CO2 (echivalentul arderii 7,5 mlrd tone petrol);

•       in ultimul secol nivelul global al marii s-a ridicat cu 10 cm datorita cresterii temperaturii cu 0,5 - 0,6 grade centisemale;

•       ridicarea nivelului global al marii cu 1 m, provocata de cresterea temperaturii globale, va modifica geografia lumii prin acoperirea cu apa a teritoriilor cu nivel coborat sau micsorarea suprafetelor acoperite cu gheata;

•       ridicarea temperaturii va modifica radical regimul pluviometric si eolian, ce pot avea consecinte asupra distributiei termice intre ecuator si poli, atragand schimbari in harta zonelor de vegetatie si desertice;

•       durata medie de stationare a moleculelor de CO2 pana la absorbtia lor in ciclul biologic este de 2-4 ani;

•       conform WEC (World Energy Council) rezervele mondiale confirmate de gaz metan sunt egale cu cele de petrol, insumand 141Χ1012 m3, cu o durata de aprovizionare de 65 ani la nivelul consumului actual;

•       poluarea termica provocata de centralele electrice poate duce la efectul de “inflorire” a apei bazinului;

•       la transportarea energiei electrice pe liniile de tensiune inalta se produce poluarea electromagnetica a mediului;

•       in perioada 1950-2000 cresterea medie anuala a CO2 este de 0,4%;

•       in urmatorii 30 ani se asteapta o crestere de pana la 70% a consumului de energie;

•       in viitorii 20 ani se prognozeaza o crestere a concentratiei de CO2 de 25-40%;

•        55-70% din costul energiei constitue pretul combustibilului (vantul si soarele, insa, nu costa nimic);

•       cantitatea anuala de energie receptionata la sol este de 600-2600 kWh/m2 in dependenta de latitudine, altitudine, gradul de acoperire cu nori;

•        locuitorii din Republica Moldova au la dispozitie circa 2000 ore pe an de “soare sanatos”. Astfel, o instalatie solara de 2-3 m2 va asigura gospodaria unei familii in necesitatile energetice electrice si termice (sezonier);

•       un cuptor de sticla elimina zilnic 1225 kg de SO;

•       conform datelor Agentiei de protectie a mediului SUA (EPA) jumatate din poluarea auto este produsa de 10% din flota de vehicule – modele invechite si in stare tehnica proasta ;

•       vehiculele “curate” (utilizeaza produse petroliere cu caracteristici ameliorative (cu continut suplimentar de O2 de 2%, filtru catalizator la esapament etc) pot reduce emisiile cu peste 90% ;

•       automobilele electrice reduc emisia de noxe cu circa 95% in zona unde sunt utilizate;

•       automobilele electrice reduc emisia noxelor cu 20-40% pe lantul: producere energie electrica – reincarcare ciclica a bateriei – exploatare vehicule;

•       un electromobil cu acumulator utilizeaza 25 kWh la 100 km parcursi in oras sau 150 km autostrada;

•       in orasul Bremen (Germania) sunt utilizate electromobile postale, ce au o baterie de 650 kg cu o raza de actiune de 350-450 km. Costul acestui transport se echivaleaza cu cel Diesel;

•       firma “Peugeot” (Franta) a dezvoltat un scooter electric cu baterie Cd-Ni cu o raza de actiune de 45 km;

•       un electomobil elimina (comparatie cu 100% emisii vehicul cu benzina) 4% - CO, 60% - CO2, 10% - substante nearse (sunt incluse si emisiile obtinute la obtinerea energie electrice);

•       intre ‘90 si ’93 in Europa CO2 emis de transporturi a crescut de la 17,9% la 21,1%;

•       in localitatile urbane, practic, 2/3 din emisia NO2 este datorata transportului urban;

•       ozonul stratosferic scade cu 3% anual;

•       anual se elimina peste 7 tone CO2/locuitor in Europa (1990);

•       in Romania ploile acide afecteaza 3,5 mln hectare de padure (50% din fondul forestier);



Contact |- ia legatura cu noi -|
Adauga document |- pune-ti documente online -|
Termeni & conditii de utilizare |- politica de cookies si de confidentialitate -|
Copyright © |- 2019 - Toate drepturile rezervate -|