Când vă gândiți la energia regenerabilă, panourile fotovoltaice și turbinele eoliene sunt probabil imaginile care vă vin în minte. Dar energia regenerabilă înseamnă mai mult decât cea solară și eoliană. Biomasa este o altă sursă de energie ecologică ce ar putea ajuta la înlocuirea combustibililor fosili dăunători mediului, cum ar fi petrolul și cărbunele. Dar ce este biomasa și cum ne poate schimba viitorul energetic în bine?
Pe scurt, biomasa este material organic produs de organisme vii, care conține energie stocată de la soare. Plantele absorb energia radiantă din lumina solară și apoi o convertesc în energie chimică sub formă de glucoză sau zahăr. Această energie este transmisă oamenilor și animalelor care consumă materia vegetală. Energia chimică din biomasă este eliberată sub formă de căldură la ardere.
Tipurile de biomasă includ lemnul, culturile agricole, gazul de depozit (groapă de gunoi), combustibilii pe bază de alcool și deșeurile. Biomasa poate fi un produs rezidual sau poate fi cultivată specific pentru energie sub formă de culturi precum cânepa, porumbul, plopul, salcia, sorgul, switchgrass-ul și trestia de zahăr.
Conform Administrației pentru Informații Energetice din S.U.A., combustibilii din biomasă au furnizat aproximativ 5,1% din energia (și 45% din energia regenerabilă) utilizată în Statele Unite în 2018 și 1,4% din electricitatea generată în Statele Unite în 2019. „Din această cantitate, aproximativ 2.316 TBtu au provenit din biocombustibili (în principal etanol), 2.087 TBtu au provenit din lemn și biomasă derivată din lemn, iar 431 TBtu au provenit din biomasa din deșeurile solide municipale și canalizare, dejecțiile animale și subprodusele agricole”, explică administrația.
Cum funcționează energia din biomasă
Biomasa este convertită în „bioputere” eficientă printr-o varietate de procese, inclusiv arderea directă, co-arderea (co-firing), reconversia instalațiilor (re-powering), cogenerarea (producție combinată de căldură și energie – CHP), gazeificarea și digestia anaerobă.
Arderea directă este cea mai simplă și evidentă modalitate de a obține energie din biomasă; strămoșii noștri au practicat-o încă din zorii umanității sub forma focurilor de lemn. Alte metode, însă, sunt mai eficiente și mai puțin susceptibile de a polua aerul. Co-arderea (Co-firing) amestecă biomasa cu cărbunele în centralele termoelectrice pe cărbune, ceea ce poate oferi o modalitate tranzitorie de energie oarecum mai curată până la implementarea infrastructurii pentru energia cu adevărat regenerabilă. „Reconversia instalațiilor (Re-powering)” înseamnă conversia centralelor pe cărbune pentru a funcționa în întregime pe biomasă.
Atunci când arderea directă este utilizată atât pentru încălzirea unei clădiri, cât și pentru producerea de energie, acest proces se numește „producție combinată de căldură și energie (cogenerare)”. Gazeificarea biomasei implică încălzirea biomasei sub presiune în prezența unei cantități foarte mici și strict controlate de oxigen și conversia acesteia într-un amestec de hidrogen și monoxid de carbon numit „gaz de sinteză (syngas)”; acest gaz poate fi utilizat într-o turbină cu gaz sau ars și utilizat într-o turbină cu abur pentru a crea electricitate.
În cele din urmă, digestia anaerobă utilizează microorganisme pentru a descompune biomasa într-un mediu controlat, producând gazele cu efect de seră, metanul și dioxidul de carbon. Folosită pentru a procesa apele uzate, dejecțiile animale și deșeurile din depozite (gropi de gunoi), această metodă de producere a biomasei utilizează metanul rezultat pentru căldură și energie și împiedică eliberarea acestuia în atmosferă.
Avantaje și dezavantaje ale biomasei
Principalele dezavantaje ale biomasei constau în modul în care este utilizată. Aceasta vine cu riscuri de mediu. Uniunea Oamenilor de Știință Preocupați (Union of Concerned Scientists) explică faptul că biomasa produsă pentru energie poate fi potențial recoltată la rate nesustenabile, poate cauza daune ecosistemelor, poate produce poluare dăunătoare a aerului, poate consuma cantități mari de apă și poate produce emisii nete de gaze cu efect de seră. Cu toate acestea, aceste riscuri sunt atenuate atunci când biomasa este gestionată corespunzător. Culturile energetice nu ar trebui să concureze niciodată cu culturile alimentare pentru terenuri, iar emisiile de carbon din biomasă ar trebui preluate sau reciclate prin creșterea plantelor ulterioare.
Majoritatea oamenilor de știință cred că există o gamă largă de resurse de biomasă benefice care vor reduce emisiile globale de carbon. Cultivarea culturilor de biomasă benefice poate menține sau chiar crește stocurile de carbon stocate în sol sau plante. Culturile energetice, în special cele native regiunii în care sunt cultivate, pot fi produse pe terenuri marginale. Multe soiuri, cum ar fi switchgrass-ul, cresc rapid și, prin urmare, sunt foarte regenerabile.
Subproduse precum dejecțiile animale, gazul metan din depozite (gropi de gunoi), pulpa de lemn de la gater-uri și fabrici de hârtie și deșeurile urbane, inclusiv resturile de copaci tăiați și deșeurile menajere biodegradabile, pot fi utilizate pentru a genera energie din biomasă. O astfel de utilizare scoate aceste produse din fluxul de deșeuri, conferindu-le valoare.
