Biomasa - utilizări și răspândire pe glob

Cererea primară mondială de energie în 2005 era de 11.429 Mtoe şi se consideră că până în 2050 necesarul de energie se va dubla. În structura consumului de energie primară pe glob (2005), energiile regenerabile contribuiau cu 13 % , din care biomasa solidă şi reziduuri cu 10 %. Se estimează că la nivelul anului 2030 energiile regenerabile vor deţine cca 14 %. in ceea ce priveşte domeniile consumului de energie în 2030 se prognozează că industria va deţine 39 %, agricultura, populaţia şi construcţiile 35 %, iar transportul 26 %.

Rezervele neregenerabile de energie erau estimate la sfârşitul anului 2005 la 1300 Gt, din care 55 % cărbune, 26 % petrol, 15 % gaze naturale, 4 % combustibil nuclear, iar resursele la 6500 Gt SKE, din care 60 % cărbune, 29 % gaze naturale, peste 7 % combustibil nuclear. Dacă producţia anuală ar fi să se menţină la nivelul anului 2005, rezervele cunoscute ar ajunge luate în ansamblu pentru o sută de ani, iar resursele pentru o jumătate de mileniu.

Previziunile privind cererea de energie pe ţări în perioada 2006-2030 arată că ea va cunoastre o crestere de 11 % în China şi India, 11 % în SUA, iar în UE de 5 %.

Pe plan mondial, la problema epuizării resurselor neregenerabile se adaugă şi încălzirea globală determinată de creşterea emisiilor gazelor cu efect de seră şi subţierea stratului de ozon. Aceste emisii provin în proporţie de 20 % din industrie, 15 % din agricultură, 15 % din despăduriri, 35 % din transporturi. Protocolul de la Kyoto îşi propunea să scadă emisiile de gaze cu efect de seră al ţărilor industrializate cu 5 % până în 2012, faţă de emisiile generate în 1990. Pe ţări, cele mai mari emisii sunt realizate în SUA, urmată de China, India, Indonezia.

Creşterea cererii mondiale de energie ca urmare a dezvoltării economice, epuizarea treptată a resurselor de combustibili folili, sporirea emisiilor de gaze, fluctuaţia neprevizională a preţului petrolului au determinat efectuarea de cercetări pentru găsirea unor noi resurse de energie regenerabile existente pe glob, printre care şi biomasa.

Biomasa ca sursă de energie regenerabilă, compoziţia şi puterea ei calorica

Biomasa conform legislaţiei europene este alcătuită din partea degradabilă a produselor, deşeurilor şi reziduurilor din agricultură, din domeniul forestier şi industriile conexe, din deşeurile municipale şi cele industriale.

Pe glob situaţia cantităţii de biomasă, a energiei acumulate şi a utilizării ei se prezintă astfel: masa totală, (inclusiv umid) – peste 2000 mld tone, din care masa plantelor terestre 1800 mld tone; cantitatea de energie acumulată în biomasa terestră 25.000x1018 Jouli; 20,7 % din biomasa pământului este utilizată pentru hrană şi peste 90 % constituie o rezervă pentru folosirea ei în scopuri energetice, industriale şi pentru funcţionarea celorlalte sisteme bioenergetice.

Aproape jumătate din producţia mondială de biomasă primară, estimată la 100-140 mil tone este concentrată în zona ecuatorială între 00-150 latitudine, iar un sfert între 150-300 nord şi sud. Biomasa mediului continental la rândul ei este alcătuită din biomasa diverselor ecosisteme: păduri, savane, stepe, tundră, deşerturi, agroecosisteme, deşeurile şi reziduurile din agricultură, cele industriale şi urbane. Principala sursă de biomasă o constituie pădurile.

Culturile cele mai utilizate în scopuri energetice sunt cele de grâu, porumb, orez, orz, secară, sfeclă de zahăr, trestie de zahăr, cartoful, plantele oleaginoase, plantele erbacee (Miscanthus, Cynara, Panicum v).

Compoziţia chimică a biomasei diferă mult în funcţie de cultură, însă se poate spune că plantele conţin în stare uscată: celuloză 65 %, hemiceluloză 17 %, lignină 17 %, alte substanţe 1 %.

Puterea calorică a biomasei este strâns legată de conţinutul ei de lignină. Sub aspect energetic, dintre culturile utilizate pentru biomasă se remarcă: plopul şi salcia repede crescătoare, Miscanthus, urmate de ierburile perene şi cerealele. Dintre reziduuri, paiele de grâu şi cele de rapiţă dau o producţie de energie la ha mai ridicată.

Principiile de valorificare şi tehnologiile de conversie a biomasei

Biomasa se poate valorifica în multiple direcţii sau filiere: biomateriale nealimentare, căldură, produse farmaceutice, electricitate, în alimentaţia umană şi animală, ca îngrăşământ, la producerea de biocarbudanţi. Între aceste filiere manifestându-se relaţii de concurenţă şi/sau de complementaritate, ceea ce arată necesitatea studierii şi aprecierii acestora în elaborarea strategiilor pentru fiecare domeniu, avându-se în vedere ca principii: alocarea cu prioritate a resurselor de biomasă, celor care sunt mai performante, care nu afectează solul, biodiversitatea, alimentaţia şi mediul, şi al căror cost este mai redus decât al energiilor neregenerabile.

În etapa actuală, tehnologiile utilizate în conversia biomasei sunt:

1 – Arderea biomasei

2 – Extracţia mecanică prin presare la rece în vederea obţinerii de ulei vegetal pur din plante oleaginoase.

3 – Extracţia prin presare la rece, a uleiului, purificarea şi transterificarea acestuia din culturile oleaginoase şi din grăsimile animale, în vederea obţinerii de biodiesel

4 – Hidroliza şi fermentaţia din sfeclă de zahăr, trestie de zahăr, cereale pentru obţinerea de bioetanol.