Biomasa (energetika)

Biomasa je biologický materiál pochádzajúci zo živých alebo nedávno žijúcich organizmov. Najčastejšie odkazuje na rastliny alebo materiály na rastlinnej báze, ktoré sa špecificky označujú ako lignocelulózová biomasa. Ako zdroj energie sa môže použiť priamo spaľovaním za vzniku tepla, alebo nepriamo po premene na rôzne formy biopalív. Premenu biomasy na biopalivo je možné dosiahnuť tepelne, chemicky alebo biochemicky.
Drevo dnes zostáva najväčším energetickým zdrojom biomasy. Príklady zahŕňajú lesné pozostatky (ako sú napr. odumreté stromy, konáre a pne), vetvičky, drevná štiepka. V druhom ponímaní biomasa zahŕňa rastlinnú alebo živočíšnu hmotu, ktorá môže byť prevedená na vlákna alebo iné priemyselné chemikálie vrátane biopalív. Priemyselná biomasa môže byť produkovaná z mnohých druhov rastlín, ako ozdobnica čínska (Miscanthus sinensis), proso, konope, kukurica, topoľ, vŕba, cirok, cukrová trstina, repka olejná, bambus a rôznych ďalších druhov stromov od eukalyptu po palmu olejnú.
Rastlinná energia je produkovaná z plodín špeciálne pestovaných ako palivo, ktoré poskytnú veľké výstupné množstvo biomasy pri malej vstupnej energii. Príkladom takejto rastliny je pšenica, ktorá typicky poskytne 7,5 až 8 ton zrna a 3,5 až 5 ton slamy z hektára. Zrno sa môže použiť na kvapalné pohonné hmoty, slama sa môže spáliť s cieľom produkcie tepla alebo elektriny.
Rastlinná biomasa sa môže degradovať z celulózy na glukózu a výsledný cukor sa môže použiť ako biopalivo prvej generácie. Biomasu možno premeniť na iné použiteľné látky ako napr. metán, pohonné hmoty ako etanol a bionafta. Hnijúce odpadky, poľnohospodársky odpad a odpad po ľuďoch, to všetko uvoľňuje metán – tiež nazývaný „skládkový plyn“ alebo „bioplyn“. Plodiny ako kukuricu a cukrovú trstinu možno fermentovať na etanol. Bionafta, ďalšia pohonná látka, sa dá vyrábať zo zvyškov potravinových produktov ako sú rastlinné oleje a živočíšne tuky.
Existuje množstvo výskumov zameraných na riasovú biomasu. Jej výhodou je, že sa nevyužíva ako potravina a môže byť pestovaná 5 až 10-krát rýchlejšie než iné poľnohospodárske plodiny, napr. ako kukurica a sója. Pokosené riasy možno fermentovať na biopalivá ako etanol, butanol, metán, ako aj bionaftu a vodík.
Biomasa sa považuje za obnoviteľný zdroj energie, pretože na regeneráciu využitých zásob je potrebná pomerne krátka doba. V prípade rastlinnej biomasy je dôležité, že sa uhlík vracia späť do prírodného kolobehu prostredníctvom fotosyntézy, takže záťaž prostredia skleníkovými plynmi je veľmi malá. Tento fakt robí z biomasy tzv. neutrálny zdroj emisií CO₂ Dominantným zdrojom bioenergie je v súčasnosti pevná biomasa a tento trend by sa nemal v tomto desaťročí v Európe zmeniť. Prudko rastie trh s drobným lisovaným drevným odpadom, tzv. peletami, ktoré sa používajú v individuálnych systémoch vykurovania, ale aj vo veľkých systémoch kombinovanej výroby tepla a elektriny. Výhodou peliet je ich vysoká energetická hustota, štandardizovaná kvalita, jednoduchá doprava a využiteľnosť v automatizovaných vykurovacích systémoch.

Historicky najstaršie metódy spracovania

Najstarším známym spôsobom spracovania je spaľovanie a kompostovanie biomasy. Spaľovanie je najjednoduchšou metódou pre termickú premenu obnoviteľných aj fosílnych palív za dostatočného prísunu kyslíka na tepelnú energiu. Táto technológia je dokonale spracovaná. Získaná tepelná energia sa následne využije na kúrenie, technologické procesy alebo na výrobu elektrickej energie.
Spaľovanie biomasy väčšinou nevyžaduje predbežnú špeciálnu úpravu paliva. Je prijateľná aj vyššia vlhkosť suroviny. Vzhľadom na charakter biomasy a jej premenné zloženie je nutné venovať pozornosť podmienkam spaľovania a čisteniu vystupujúcich spalín, kde je nevyhnutné kontrolovať predovšetkým emisie oxidu uhoľnatého a tuhých látok. Na spaľovanie biomasy sa v súčasnosti používa spaľovanie na rošte, alebo spaľovanie vo fluidnej vrstve. Rozšírenejším spôsobom je momentálne spaľovanie na rošte, kvôli nižšej cenovej náročnosti spaľovacích kotlov.
Kompostovanie je aeróbny proces premeny organických materiálov vplyvom bakteriálnej aktivity na kompost.