Biopaliwa

Biopaliwa

To wszystkie paliwa wyprodukowane z biomasy. Za biomasę uważa się całość materii roślinnej i zwierzęcej, ulegającej biodegradacji oraz produkty ich przemiany materii, np. krowi nawóz. Z tego względu różnego rodzaju biopaliw jest mnóstwo i występują one w formie gazowej, ciekłej i stałej. Ponieważ biomasa jest odnawialnym źródłem energii, można z powodzeniem uważać paliwa ekologiczne jako nośnik właśnie energii odnawialnej. W odróżnieniu od węgla kamiennego, brunatnego, gazu ziemnego, paliw jądrowych czy paliw otrzymywanych z ropy naftowej.

Definicje pojęcia „biopaliwa” są różne. Przykładowo mogą to być te paliwa, które w ponad 80% (objętościowo) składają się z przetworzonej (lub nie) biomasy, zebranej w ciągu 10 lat przed jej wyprodukowaniem. Biomasa jest krótkoterminowym magazynem energii słonecznej, która wyłapywana jest przez rośliny w procesie fotosyntezy. W dłuższym horyzoncie czasowym ta energia słoneczna zmagazynowana jest również w węglu kamiennym i ropie naftowej. W Polsce o biopaliwach mówi się najczęściej w kontekście biopaliw ciekłych, które mogą stanowić alternatywę dla ropopochodnych paliw silnikowych. Zarówno biodiesel jak i bioetanol są klasyfikowane jako biopaliwa.

Rodzaje biopaliw

Biopaliwa można podzielić na gazowe, ciekłe i stałe. Do gazowych zaliczamy przede wszystkim biogaz, otrzymywany w procesie fermentacji beztlenowej biomasy, składający się przede wszystkim z metanu. Oprócz tego biopaliwem jest również gaz drzewny, powstający w procesie zgazowania jak najbardziej odnawialnego drewna. Należy do nich również gaz ze zgazowania innych surowców biomasowych. Biopaliwa ciekłe to biodiesel i bioetanol, ale także metanol i butanol oraz olej roślinny. Według biopaliwowspomnianej wyżej definicji, biopaliwem byłby również E85, czyli mieszanka 85% etanolu i 15% benzyny. Natomiast stałe biopaliwa to wszelkiego rodzaju przetworzona i nieprzetworzona biomasa, a więc drewno, zrębki, pellety, brykiety drzewne, a także węgiel drzewny. Do tej kategorii należą także ziarna zbóż, w handlu bowiem dostępne są kotły zdolne do spalania nie tylko miału węglowego, ale również owsa. Za paliwa ekologiczne stałe uważa się również biodegradowalną frakcję odpadów komunalnych oraz torf (suszony i ewentualnie brykietowany). Torf jako paliwo kopalne nie jest odnawialnym źródłem energii, ale jest znacznie młodszy geologicznie niż węgiel kamienny czy brunatny.

Biopaliwa dla silników spalinowych

Wśród biopaliw nadających się do zasilania silników spalinowych wymienić trzeba:

olej roślinny surowy i przetworzony (biodiesel),
biogaz, który można wykorzystać do zastąpienia gazu ziemnego,
alkohole – metanol, etanol, butanol i propanol.
Surowce do produkcji biopaliw

W Europie biopaliwa otrzymuje się z lnu i rzepaku (oleje roślinne), natomiast w USA – z kukurydzy (etanol, olej kukurydziany) i soi (olej roślinny). Doskonałym surowcem do przetworzenia na handlowe biopaliwa są wszelkiego rodzaju odpady przemysłowe oraz rolnicze – z nich produkowane są właśnie pellety i brykiety. Pellety powstają bowiem przede wszystkim z odpadowego drewna, na brykiety można zaś przetworzyć każdy rodzaj biomasy – słomę, drewno, kompost, śmieci, a także osady ściekowe.

Wykorzystanie biopaliw

Biopaliwa mogą praktycznie zastąpić dowolne nieodnawialne paliwo. W 2005 roku 15% światowego zużycia energii finalnej pochodziło z wykorzystania biopaliw. Znaczna większość biomasy używana jest w krajach nisko rozwiniętych, głównie do przygotowania posiłków i ogrzewania pomieszczeń. W krajach rozwiniętych biomasa i biopaliwa mogą być wykorzystywane do produkcji ciepła i energii elektrycznej w systemach zarówno scentralizowanych, jak i rozproszonych. Przykładowo, Szwecja i Finlandia pokrywają odpowiednio 17% i 19% swojego całkowitego zapotrzebowania na energię właśnie z biopaliw. W przypadku państw rozwiniętych ten udział jest zazwyczaj niższy, niż w przypadku państw rozwijających się, ze względu na większy popyt statystycznego mieszkańca na energię.

Według dr inż. Grzegorza Kłosowskiego z Uniwersytetu Kazimierza Wielkiego w Bydgoszczy, „ograniczone zasoby konwencjonalnych nośników energii, jak również ich rosnące zużycie, rozwój metod biotechnologicznych pozyskiwania biopaliw ze źródeł odnawialnych, wydaje się być jednym z interesujących rozwiązań alternatywnych zaspokojenia części potrzeb energetycznych”.

Z drugiej strony biopaliwa na dziś nie są w stanie definitywnie zastąpić kopalnych surowców energetycznych. Potencjał wykorzystania biomasy i biopaliw w Polsce (ale i na świecie) jest olbrzymi. Zasoby biomasy są bowiem spore (choć znacznie mniejsze, niż zasoby energii słonecznej czy wiatrowej), a jej techniczne wykorzystanie relatywnie proste i tanie.

Dr Kłosowski dla portalu biotechnologia.pl wyjaśnił również czym są biopaliwa nowej generacji: „Dużo się o nich mówi, ponieważ pozbawione są wad cechujących bioetanol, takich jak higroskopijność, korozja elementów silników spalinowych i problemy z zapłonem w niskich temperaturach. Niektóre z rozwiązań są wdrożone na skalę przemysłową, inne znajdują się w fazie koncepcyjnej i wymagają dodatkowych badań w celu wyjaśnienia wszystkich aspektów środowiskowych i toksykologicznych pozyskiwanych biopaliw (np. DMF) oraz opracowania technologii produkcji w skali przemysłowej”

Podsumowując, należy promować produkcję biopaliw mimo, że aktualnie stanowią niewielką część zużywanej energii z paliw kopalnych, ale mają pozytywny wpływ na rolnictwo. „Technologie te z założenia są przyjazne dla środowiska w wielu aspektach, w tym związanych ze składem spalin, jak również nie generują uciążliwych odpadów lub są bezodpadowe oraz cechuje je korzystny bilans emisji dwutlenku węgla w związku z wykorzystaniem biomasy jako podstawowego surowca.” – mówi dr Kłosowski.

Rosnące zapotrzebowanie na biopaliwa będzie podbijać ceny żywności przez następnych kilka lat. Natomiast Komisja Europejska do 2020 r. proponuje ograniczyć o 20% emisję gazów cieplarnianych, zwiększyć do 15% udział energii odnawialnej i biopaliw w celu jak największej ochrony środowiska naturalnego.