ENERGII REGENERABILE: BIOMASA si BIOGAZUL

ENERGII REGENERABILE

BIOMASA;BIOGAZUL

In prezent, biomasa reprezinta 15% din resursele primare de energie utilizate pe plan mondial. In conditiile unui management corespunzator, biomasa poate fi produsa in cantitati mari, reprezentand o sursa accesibila de energie regenerabila si nepoluanta.

Sursa de energie care nu produce o crestere neta a concentratiei de CO2 in atmosfera, biomasa contribuie la reducerea efectului de sear sin u conduce la ploi acide, datorita unui continut de sulf mult mai redus decat cel regasit in cazul combustibililor fosili.

Despre biomasa se poate spune ca este sursa regenerabila de energie cu cel mai mare success de penetrare, in majoritatea tarilor in curs de dezvoltare.

In Romania a existat dintotdeauna o utilizare traditionala a unui considerabil potential de biomasa, cu care natura ne-a daruit. In conditiile actuale de producere a energiei electrice in tara noastra, "costul real al extremitatilor" insemnand: poluare, impact asupra mediului si depopularea zonelor rurale pare a fi mult mai mare decat cel prevazut initial.

Prin urmare, necesitatea utilizarii biomasei este dictata de urmatoarele motive:

reducerea impactului asupra mediului, respective emisiimai coborate la adresa biomasei decat a combustibililor fosili;

insufitienta resurselor primare existente in Romania si dependenta de importul de combustibili;

existenta unor asezari umane isolate, neelectrificate.

Aceste argumente, impreuna cu altele, incluzand schimbarile previzibile in practicile agricole, pot inclina balanta in favoarea trecerii la nivel superior (calitativ si cantitativ) de utilizare a biomasei si in tar noastra, prin extinderea aplicatiilor de producere a energiei electrice si termice se poate dezvolta pe doua pe doua directii:

a)      producerea descentralizata de energie electrica si termica;

b)      co-utilizarea (co-combustie sau co-gazeificare) cu carbunele, alt combustibil traditional, in instalatii mari, in scopul reducerii poluarii mediului economisirii resurselor epuizabile de energie primara.

Pana in prezent, tara noastra nu au fost elaborate studii semnificative, care sa abordeze sistemic, proba utilizarii unor tehnologii avansate, pentru producerea energiei electrice si termice din biomasa, in instalatii cu eficienta ridicata.

Desi a fost consemnata derularea in tara a unor incercari de valorificare prin ardere a biomasei, majoritatea au prezentat disfunctionalitati frecvente si o fiabilitate redusa a instalatiilor, la care s-au adaugat si lipsa unui control efficient al procesului de ardere si al emisiilor poluante. Aceste incercari au avut ca rezultat valorificarea prin ardere a unor deseuri din lemn cu eficienta

scazuta si cu nivele ridicate ale emisiilor. Chiar daca, teoretic, unele cazane ar putea sa produca abur cu parametri care sa permita instalarea unei turbine de abur si producerea de energie electrica si termica in cogenerare, practic acest lucru este dificil de realizat, in lipsa unui control si a unei ritnicitati riguroase in alimentarea cazanelor; asta face ca, paramketrii aburului livrat de un cazan pe biomasa san u poate fi mentinuti constanti, debitele asigurate fiind de 15 40% din valoarea nominala, iar randamentul termic de max. 70%.

Pe plan mondial, un accent deosebit s-a pus si continua sa se puna, pe valorificarea biomasei cu tehnologii avansate, pentru producerea de energie electrica si termica (congenerarea pe biomasa).

In prezent biomasa este folosita pentru producerea de energie electrica, in special in S.U.A.: puterea instalata pe biomasa in S.U.A este de peste 5.000 MW.e. Grupurile electrice pe biogaz au puteri nominale de pana la 50 MW. Spre exemplu, centrala Mecca, din sudul Californiei, avand o putere instalata de 45 MW este alimentata cu deseuri din lemn si deseuri agricole amestecate, pentru a se obtine un combustibil cat se poate de stabil pentru cazane. Centrala este echipata cu doua cazane cu ardere in strat fluidizat circulant. Consumul annual de combustibil sub forma de biomasa uscata este de 277.000 t/an, pentru a se asigura o disponibilitate a centralei de peste 85%.

Si in Franta, biomasa a ajuns sa reprezinte circa 7,8% din totalul energiei primare consumate annual, in Finlanda 35,6% si in Suedia 21,4%; diferentele se datoreaza in special si raportului dintre marimea populatiei si dezvoltarea indistriei lemnului si a hartiei in aceste tari.

In Danemarca, Grenaa se afla in functiune, inca din 1992, instalatii de ardere mixta carbine - paie (co-combustie), cu o putere de 80 MW, proiectate sa consume circa 70.000 tone de paie si 38.000 tone de carbine pe an.

In domeniul tehnologiilor de valorificare cu eficienta sporita a biomasei, obiectivele tinta ale tarilor avansate a fost si continua sa ramana, urmatoarele:

cresterea semnificativa (cu min.50-100%) a randamentului sobelor si masinilor de gatit cu lemne si/sau carbuni

cresterea rodului biomasei in producerea si distributia centralizata de caldura si/sau in producerea energiei electrice, ambele procese fiind bazate pe arderea (reciclarea) unor cantitati mari de reziduri agricole, forestiere sau deseuri urbane, in cazane energetice de conceptie speciala, pentru asigurarea unor randamente superioare (>70%).

Acest ultim tip de aplicatii ale biomasei se orienteaza spre acoperirea nevoiilor specifice ale unor unitati industriale mari sau medii, sau ale unor centre urbane aglomerate.

Astfel, in strainatate s-au derulat mai multe proiecte pilot importante, vizand in special punerea in opera a unor aplicatii de cicluri combinate, cu gazeificare biomasei, ca de exemplu: ENERGY FARM, ARBRE si BIOCYCLE. Primul proiect se referea la realizarea unei centrale electrice bazata pe biogazul prin fermentarea deseurilor produse de fermele agro-zootehnice de 12 MWe, cu un randament global de 33%; cel de-al doilea proiect viza realizarea unei centrale de 8 MWe cu un randament de 30 %. Al treilea avea ca obiectiv important, asigurarea a 5% din consumul de carburanti pentru transportul auto prin biocombustibil .

Asadar, tehnologiile cele mai avansate in domeniul valorificarii superioare a potentialului de biomasa existent in diferite tari si zone de pe glob, propun gazeifiecarea prealabila a reziduurilor agricole sau arderea directa a biomase, in cazane de conceptie speciala, cu flux complet automatizat, ale caror randamente care pot atinge valori de ordinul 75 - 77%.

Pentru arderea biomasei si transformarea energiei in cazul aplicatiilor la scara mai redusa (cum ar fi cele specifice micilor ferme sau gospodarii rurale), tehnologiile actuale cele mai avansate propun folosirea motoarelor Sterling.

Utilizarea biogazului obtinut prin fermentarea rezidurilor organice din zootehnie (balegar) prezinta mari avantaje, prin aceea ca, pe de o parte reprezinta o sursa de energie utila, perfect accesibila fermelor rurale, iar pe alta parte, din procesul de producere a biogazului rezulta un material foarte bun pentru fertilizarea solului in conditii de igiena sporita.

In zonele rurale din China biogazul reprezinta una dintre cele mai importante surse regenerabile de energie. Peste 5 milioane de familii folosesc la ora actuala un numar de circa 3 milioane de micro-centrale de biogas, cea mai comuna (pentru o familie) fiind cea care produce in medie circa 1m de gaz pe zi, dotata cu un bazin fermetator de 6 - 10 m arie utila ocupata.

Cea mai mare parte a acestor micro-centrale de biogas individuale sunt mentinute in productie, pe baza desurilor organice furnizate de cel putin o pereche de animale mari, cativa porci, apa reziduala canalizata de la toaleta casei locute de o familie formata din patru, cinci personae, etc. Biogazul generat de o astfel de instalatie poate acoperi nevoile zilnice ale gospodariei, pentru incalzire, prepararea hranei si chiar pentru iluminat. Produsul deseu rezultat in urma fermentatiei este intesiv si integral folosit in agricultura, pentru fertilizarea solului sau chiar in iazurile piscicole commune (ex: cele destinate cresterii crapilor). Datorita atentiei acordate si rapidei dezvoltari, atat in plan cantitativ dar si calitativ, a aplicatiilor la secara redusa in domeniul producerii si utilizarii biogazului China este la ora actuala,lider mondial in acest domeniu. Exemplul Chinei a fost urmat si de catre India, care, bazandu-se pe experienta indigena sip e conceptia tehnologica a chinezilor, tinde catre o dezvoltare similara in domeniul producerii si utilizarii biogazului in micro-fermele rurale.