Biomasa je biološko razgradiv dio proizvoda, otpada i ostataka biološkoga podrijetla iz poljoprivrede, šumarstva i s njima povezanih proizvodnih djelatnosti, uključujući ribarstvo i akvakulturu. Također biološko razgradiv dio industrijskog i komunalnog otpada. Biomasa iz poljoprivrede obuhvaća energetske ratarske kulture, ostatke nakon žetve ili povrtlarstva; stajski gnoj i gnojovku; energetske višegodišnje nasade, granjevinu i ostale ostatke nakon redovitog održavanja višegodišnjih nasada. Potencijalni izvori biomase iz prehrambeno- prerađivačke industrije, između ostalog, uključuju i proizvodnju vina i žestokih pića, preradu voća, proizvodnju šećera, klaonice, preradu žita, proizvodnju ulja, te ostalu primarnu preradu i prehrambenu industriju, ali i otpad od prerade drva i proizvoda od drva i pluta (osim namještaja), te proizvodnje namještaja od slame i pletarskih materijala.
Razvoj biogoriva se odvijao postupno i zbog toga postoji podjela u 3 generacije:
Prva generacija biogoriva ima u svom sastavu šećer, škrob, biljno ulje i životinjske masti, a dobivaju se korištenjem konvencionalnih tehnologija.
• Bioetanol se dobiva od žitarica kao što su pšenica i ječam. U Brazilu uglavnom iz šećerne trske, a u SADu iz kukuruza. Većina današnjih automobila može voziti na mješavine s 15% bioetanola i ostatkom benzina. Dok se oko 15% brazilskih vozila kreće na čisti etanol.
• Za proizvodnju metanola mogu se koristiti sirovine s visokim udjelom celuloze, kao što je drvo i neki ostaci iz poljoprivrede.
• Biodizel je gorivo za motorna vozila koje se dobiva iz uljane repice ili recikliranog otpadnog jestivog ulja. Sirovine biodizela su masti životinjskog podrijetla, biljna ulja, soja, gorušica, suncokret, palmino ulje, alge, itd. Biodizel je najčešće biogorivo . Uključujući gnojivo, kanalizacijski mulj, komunalni otpad ili bilo koji drugi biorazgradivi otpad. Kruti nusproizvod se može koristiti kao biogorivo ili gnojivo.
Biogoriva druge generacije se dobivaju iz „održivih“ sirovina, a održivost sirovine se definira dostupnošću sirovine. Utjecajem na emisije stakleničkih plinova i utjecajem na bioraznolikost i korištenje obradivih površina.
• U proizvodnji celuloznog etanola se koriste dijelovi koji se ne mogu koristiti u prehrani (celuloza – drvenasti dio strukture biljke). Ove sirovine ima dovoljno. Često je uz nju vezan i problem skladištenja (piljevina, kora citrusnog voća,…), ali je problem tehnički zahtjevna proizvodnja.
Biogoriva treće generacije se proizvode iz algi. Na temelju laboratorijskih ispitivanja je dokazano da alge mogu proizvesti i do trideset puta više energije po hektaru zemljišta od žitarica. 1 ha kukuruza daje oko 2.500 litara etanola godišnje, 1 ha soje oko 560 litara biodizela, a svaki hektar algi u teoriji može dati više od 45.000 litara biogoriva godišnje. Uz to, žitarice daju urod jednom godišnje, a alge se mogu brati svaki dan. U svjetskoj proizvodnji biogoriva dominiraju SAD i Brazil, posebno za bioetanol. Dok je Europa više orijentirana na biodizel. Europska proizvodnja biogoriva je 2013. godine bila 14,3 bilijuna litara. Od čega je 32% činio bioetanol, a preostalih 9,7 bilijuna litara biodizel.
Kod nas je za proizvodnju, skladištenje i trgovinu biogoriva potrebno od Hrvatske energetske regulatorne agencije (HERA) ishoditi dozvolu, osim za vlastite potrebe (do 1 TJ energije godišnje). Za obavljanje navedenih energetskih djelatnosti dozvole su ishodila tri energetska subjekta, koji su u 2013. proizveli i distribuirali ukupno 33.435 tona biodizela (15,3% manje u odnosu na 2012.). Ovi subjekti raspolažu sa skladišnim kapacitetima od ukupno 1.768 m3. Ukupni kapacitet proizvodnje biogoriva u 2013. je bio 179 t/ dan.
Biodizel
Najveći udio u strukturi proizvodnje biodizela čini uljana repica s 97,2% dok otpadno jestivo ulje čini samo 2,8%. Uljana repica se najčešće uzgaja kao uljarica. Uljna pogača dobivena proizvodnjom ulja repice koristi se za visokoproteinsku hranu za životinje. Može se koristiti i za zelenu krmu (svježa ili silirana). Korisna je i kao medonosna biljka (daje do 60 kg meda po ha te kroz med i ostale pčelinje proizvode pridonosi dohotku proizvođača). Utrošak sjemena je u izravnoj vezi s rokom sjetve i kreće se u rasponu od 3-4 kg/ha (kolovoz) do 4,5-6 kg/ha (rujan).
Za proizvodnju biodizela se uljana repica pokazala boljom od soje zbog većeg energetskog potencijala. U Europi se uljana repica sadi na poljoprivrednim površinama na ugaru u rotaciji s ostalim kulturama. To povećava kvalitetu tla, a manji su i troškovi održavanja ugara. Ova će kultura još više postati zanimljiva ukoliko se uvede plaćanje poreza na neobrađene površine. Zato jer bi se tada opcija sjetve uljane repice na te površine mogla pokazati kao vrlo korisnom (financijski, ekološki, ali i energetski).
Kod proračuna troškova proizvodnje uljane repice uštede se mogu ostvariti izborom roka sjetve o kojemu ovisi utrošak sjemena (3-6 kg/ha), ali ovise i o načinu obrade tla:
Konvencionalna obrada tla obuhvaća:
• prašenje strništa (2x)
• oranje (6x)
• zatvaranje brazde (2x)
• predsjetvenu obradu (2x)
Konzervacijska obrada tla obuhvaća:
• prašenje strništa (2x)
• rahljenje (4x)
• predsjetvenu obradu (2x)
Troškovi mehanizacije se mogu znatno reducirati korištenjem „vlastitog“ biodizela. Procjenjuje se da količina biodizela dobivena s 1 ha uljane repice opskrbljuje gorivom strojeve za obradu 12-15 ha drugih ratarskih usjeva. Uzgojem uljane repice na plodnim tlima uz primjenu suvremene agrotehnike moguće je s današnjim kultivarima ostvariti prinose 3,5-4 t/ ha. Skidanjem repice krajem lipnja i početkom srpnja ostaje dugačko razdoblje Za proizvodnju biodizela se uljana repica pokazala boljom od soje zbog većeg energetskog potencijala. U Europi se uljana repica sadi na poljoprivrednim površinama na ugaru u rotaciji s ostalim kulturama. To povećava kvalitetu tla, a manji su i troškovi održavanja ugara.
Ova će kultura još više postati zanimljiva ukoliko se uvede plaćanje poreza na neobrađene površine. Zato jer bi se tada opcija sjetve uljane repice na te površine mogla pokazati kao vrlo korisnom (financijski, ekološki, ali i energetski). (do listopada) za kvalitetnu obradu i pripremu tla za sjetvu ozimih žitarica, a ostavlja i površinski sloj tla bogate mikrobiološke aktivnosti što se odražava kroz povećane prinose ozimih usjeva koji idu nakon nje. Realizacija projekta proizvodnje biodizela iz uljane repice moguć je kroz nekoliko modela:
• industrijski model podrazumijeva partnerske odnose između proizvođača uljane repice i tvornice biodizela u kojemu tvornica garantira otkup i minimalnu otkupnu cijenu (koja se korigira u trenutku otkupa nakon žetve prema tržišnim cijenama). Tvornica također projektira tehnologiju proizvodnje, bira sortiment, nabavlja repromaterijal, brine o skladištenju i sl.
• agrarni (zadružni) model okuplja proizvođače repice u aktivne zadruge kao kooperante. Zadruga daje tehničku podršku, tehnologiju, repromaterijal, otkup i skladištenje te brine o najpovoljnijem plasmanu.
• bavarski agrarni model je organiziran kroz udruge koje bi iz zajedničkog kapitala nabavile i instalirale prešu za hladno prešanje i tržištu nudile sirovo ulje. Sačma se nakon ekstrakcije ulja vraća proizvođačima za potrebe njihovog stočarstva, ulje transportira u obližnji pogon za esterifikaciju. Najveći dio prerađenog ulja se opet vraća proizvođačima kao biodizel za potrebe vlastitog gospodarstva.
• model kooperacije tvrtki – organizatora proizvodnje i tvornice
• kupoprodajni model je izravni ugovorni odnos proizvođača repice i tvornice. Ovaj odnos je podložan promjenama i ne osigurava stabilnost projekta.
Sirovine za proizvodnju biodizela:
•repičino ulje (zbog sastava, karakteristika izgaranja i oksidacijske stabilnosti vrlo pogodna sirovina za proizvodnju biodizela),
• otpadno jestivo ulje (dvojaka prednost jer nije skupo i istodobno se rješava problem zbrinjavanja otpada),
• suncokretovo ulje (druga po redu sirovina u Europi, posebno u Italiji, Grčkoj i Španjolskoj. Potrebni su aditivi zbog prevelikog jodnog broja i male oksidacijske stabilnosti),
• sojino ulje (glavna sirovina u SAD-u, slična svojstvima suncokretovog),
• palmino ulje (glavna sirovina u južnoj Aziji, nedostatak je visok udio slobodnih masnih kiselina i loša niskotemperaturna svojstva proizvedenog biodizela),
• životinjske masti i ulja (salo, loj i riblje ulje su nusproizvodi prehrambene i prerađivačke industrije koji daju estere visoke specifične topline i cetanskog broja, ali slabih niskotemperaturnih svojstava),
• alkohol (etanol je manje otrovan od metanola i povoljnije utječe na okolinu, te daje višu ogrjevnu vrijednost proizvedenog biodizela)
Iz jedne tone ili 100 litara repičinog ulja dobije se praktično jednako toliko biodizela. Slična je međuovisnost i za metanol i glicerol (iz tone ulja i oko 110 kg metanola nastaje 105 kg glicerola, odnosno iz 100 litara ulja i 12 litara metanola nastaje 7,42 litre glicerola). Za proizvodnju bioetanola je po energetskom potencijalu šećerna repa bolja od kukuruza. Zbog situacije na tržištu i uvjeta uzgoja češće se koristi kukuruz za tu namjenu.
Bioplin
Prednost proizvodnje bioplina je zbrinjavanje stajskog gnoja koje je u skladu s dobrom poljoprivrednom praksom. Uzgoj biljaka za proizvodnju bioplina u kombinaciji s vođenjem bioplinskog postrojenja čini tehnologiju proizvodnje bioplina ekonomski privlačnom za poljoprivrednike radi ostvarivanja dodatnog prihoda. Osim toga, poljoprivrednici dobivaju dodatnu ulogu u društvu – kao proizvođači energije i obrađivači otpada.
Prosječna energetska vrijednost bioplina je 21 MJ/m3. Pročišćavanjem bioplina do razine oko 95% metana dobiva se biometan (zamjena za prirodni plin), a digestat koji se dobije u proizvodnji bioplina (biomasa preostala nakon anaerobne razgradnje organske tvari) može se koristiti kao kvalitetno gnojivo. Za rasprostiranje po poljoprivrednoj površini može se koristiti ista mehanizacija koja se koristi za svježi stajski gnoj i gnojnicu.
Osim iz stajskog gnoja različitih životinja, te kombinacije ratarskih kultura i stajskog gnoja, bioplin se dobiva i iz nekih vrsta otpada:
• Klaonički otpad: 5 MWh/godišnje po toni
• Ostaci iz drvne industrije: 4,74 MWh/ godišnje po toni
• Biorazgradiva komponenta komunalnog otpada: 0,68 MWh/godišnje po toni
Dobar primjer povezivanja poslovanja s proizvodnjom bioenergije kod nas je Osatina Grupa d.o.o. koja je realizirala izgradnju dvaju bioplinskih postrojenja za proizvodnju električne energije i staklenika za proizvodnju povrća. Prvo bioplinsko postrojenje Osatine, a ujedno i u Hrvatskoj, nalazi se na lokaciji farme muznih krava u Ivankovu (Vukovarsko- srijemska županija). Pušteno je u rad 2009. godine. Drugo bioplinsko postrojenje pušteno je u rad 2011. godine na lokaciji farme u Tomašancima (Osječko-baranjska županija). Oba izgrađena bioplinska postrojenja proizvode električne energije od 2 x 1 MW/h i toplinske energije 2 x 1,3 MW/h, što Osatinu čini prvakom ovakve proizvodnje električne energije (proizvodnja 4 MW/h).
Svjesni trenda poskupljenja svih oblikaenergije i u želji da iskoriste viškove oslobođene topline koji nastaju kao sporedni proizvod rada bioplinskog postrojenja. Izgrađen je staklenički kompleks u kojem proizvode 1.500 tona rajčice (grapolo i cherry), 700 tona krastavaca (salatni) i 300 tona paprike (babura), ali i dalje proširuju svoju proizvodnju. Ovaj primjer dobro pokazuje kako je proizvodnja i korištenje biogoriva vrlo učinkovita mjera kojom je moguće riješiti međusobno isprepletena pitanja zaštite okoliša, energetike, poljoprivrede i socijalne politike.
|
