Bioenergia to energia wytwarzana z biomasy lub biopaliw.
Biomasa a biopaliwa
Biomasa to każdy materiał organiczny, który pochłonął światło słoneczne i zmagazynował je w postaci energii chemicznej. Przykładami są drewno, uprawy energetyczne, odpady z lasów lub gospodarstw rolnych. Drewno i odpady drzewne to obecnie największe źródło energii z biomasy. Drewno może być wykorzystywane jako paliwo bezpośrednio, a także przetwarzane na pellet lub inne formy paliwa. Paliwem mogą być również inne rośliny, np. kukurydza, proso rózgowe, misakant. Głównymi surowcami odpadowymi są odpady drzewne, odpady rolnicze, komunalne odpady stałe oraz odpady produkcyjne. Udoskonalenie surowej biomasy do paliw wyższej jakości można osiągnąć różnymi metodami, ogólnie klasyfikowanymi jako termiczne, chemiczne lub biochemiczne.
Słowo biopaliwo jest zwykle zarezerwowane dla paliw płynnych lub gazowych, używanych do transportu.
Biopaliwa pierwszej i drugiej generacji
W zależności od źródła biomasy, biopaliwa dzieli się na dwie główne kategorie.
Biopaliwa pierwszej generacji są wytwarzane z surowców spożywczych uprawianych na gruntach ornych, takich jak trzcina cukrowa i kukurydza. Cukry obecne w tej biomasie są fermentowane w celu wytworzenia bioetanolu – paliwa alkoholowego, które służy jako dodatek do benzyny, lub w ogniwie paliwowym do produkcji energii elektrycznej. Bioetanol powstaje w wyniku fermentacji wytwarzanych w uprawach cukru lub skrobi, takich jak kukurydza, trzcina cukrowa lub słodkie sorgo, buraki cukrowe. Bioetanol jest szeroko stosowany w Stanach Zjednoczonych i Brazylii. Biodiesel jest produkowany z olejów, pochodzących najczęściej z rzepaku i jest najpopularniejszym biopaliwem w Europie.
Biopaliwa drugiej generacji wykorzystują niespożywcze źródła biomasy, takie jak wieloletnie rośliny energetyczne i pozostałości/odpady rolnicze. Surowce wykorzystywane do produkcji paliw rosną na gruntach ornych, ale są produktami ubocznymi głównej uprawy albo są uprawiane na gruntach marginalnych. Odpady z przemysłu, rolnictwa, leśnictwa i gospodarstw domowych mogą być również wykorzystywane do produkcji biopaliw drugiej generacji, wykorzystując np. fermentację beztlenową do produkcji biogazu oraz zgazowanie do produkcji gazu syntezowego lub bezpośrednie spalanie. Biomasa celulozowa, pochodząca ze źródeł niespożywczych, takich jak drzewa i trawy, jest przystosowywana jako surowiec do produkcji etanolu, a biodiesel można wytwarzać z resztek produktów spożywczych, takich jak oleje roślinne i tłuszcze zwierzęce.
Biomasa a ograniczenie emisji CO₂
Amerykańska Agencja Informacji Energetycznej (EIA) definiuje neutralność węglową i ujemną emisję – redukcję emisji dwutlenku węgla – w następujący sposób: „Neutralność węglowa lub „zero netto” oznacza, że każdy CO₂ uwolniony do atmosfery w wyniku działalności człowieka jest bilansowany przez usunięcie równoważnej ilości”. Stawanie się negatywnym pod względem emisji dwutlenku węgla wymaga, aby firma, sektor lub kraj usuwały z atmosfery więcej CO₂ niż emitują.
Rzeczywista emisyjność biomasy różni się w zależności od technik produkcji i długości transportu. Według UE typowe oszczędności emisji gazów cieplarnianych przy zastępowaniu paliw kopalnych pelletami drzewnymi z odpadów leśnych wynoszą 77 proc., gdy odległość transportu wynosi od 0 do 500 km.
Biomasa leśna wykorzystywana na cele energetyczne powinna pochodzić z lasów zarządzanych w sposób zrównoważony. Międzyrządowy Zespół ds. Zmian Klimatu (IPCC) podaje następującą definicję: Zrównoważona gospodarka leśna (Sustainable Forest Management – SFM) jest definiowana jako zarządzanie lasami i gruntami leśnymi oraz ich użytkowanie w sposób i w stopniu, który utrzymuje ich różnorodność biologiczną, produktywność, zdolność do regeneracji, żywotność i potencjał do spełniania, teraz i w przyszłości, odpowiednich funkcji ekologicznych, ekonomicznych i społecznych, na poziomie lokalnym, krajowym i globalnym, i który nie powoduje szkód w innych ekosystemach.
Ta definicja zrównoważonej gospodarki leśnej została opracowana przez Konferencję Ministerialną w sprawie Ochrony Lasów w Europie i od tego czasu została przyjęta przez Organizację Narodów Zjednoczonych ds. Wyżywienia i Rolnictwa (FAO). Zrównoważona gospodarka leśna może zapobiec wylesianiu, utrzymać i wzmocnić pochłanianie dwutlenku węgla oraz przyczynić się do osiągnięcia celów związanych z redukcją emisji gazów cieplarnianych. Zrównoważona gospodarka leśna generuje korzyści społeczno-ekonomiczne i dostarcza surowce, drewno i biomasę, aby zaspokoić rosnące potrzeby społeczeństwa.
Zastosowanie biomasy, biopaliw pierwszej i drugiej generacji pozwala ograniczyć kryzys energetyczny, daje możliwość produkcji energii odnawialnej (zielonej energii), zapewnia zieloną transformację energetyczną, korzystnie wpływa na redukcję CO₂ i ograniczenie negatywnego wpływu emisji CO₂ na ocieplenie klimatu, zmiany klimatyczne.
Krzysztof Domagała
