Biomasa jest używana od momentu, w którym ludzie zaczęli spalać drewno do gotowania i utrzymywania ciepła. Wciąż stanowi ono największe źródło energii z biomasy. Innymi zasobami są rośliny spożywcze, trawiaste i drzewiaste, pozostałości z rolnictwa lub leśnictwa, algi bogate w olej oraz organiczny składnik odpadów komunalnych i przemysłowych. Biomasę można stosować do produkcji paliw, energii i produktów, które w innym przypadku byłyby wytwarzane z paliw kopalnych. Zasada i sens pozyskiwania energii z biomasy są proste. Drzewa i rośliny przy użyciu fotosyntezy pochłaniają dwutlenek węgla z powietrza, a następnie używają go do budowy pni, kory i liści. Kiedy roślina umiera – gnije, a większość CO₂ jest uwalniana z powrotem do atmosfery w postaci dwutlenku węgla. Wybierając biomasę jako źródło energii, optymalizuje się ten cykl węglowy, wykorzystując tę zmagazynowaną energię w sposób produktywny, a nie po prostu uwalniając ją do natury. Obecnie wykorzystanie energii odnawialnej odgrywa kluczową rolę w krajach rozwijających się, aby spełnić zaostrzone wymagania energetyczne i zmniejszyć zależność od paliw kopalnych

Biomasa w Polsce

Ciepło przemysłowe ma duże znaczenie dla zużycia energii w Europie i jest zdominowane przez paliwa kopalne. Dlatego promowanie odnawialnych źródeł energii w tym sektorze ma kluczowe znaczenie dla transformacji Europy na gospodarkę niskoemisyjną. W 2009 r. UE zobowiązała się do uzyskania 20% energii odnawialnej do 2020 r. i umieściła biomasę na liście odnawialnych źródeł energii, klasyfikując ją jako „neutralną pod względem emisji dwutlenku węgla”. Alternatywne źródła energii stosowane w polskiej energetyce oparte są w coraz większym stopniu na biomasie. Polska ma duży potencjał w zakresie wytwarzania jej z odpadów leśnych, rolniczych i komunalnych. Obecnie jest ona wykorzystywana w kilkuset elektrowniach. Współspalanie biomasy z zasobami węglowymi napędza kogeneratory i elektrownie. Największe zakłady produkujące bioetanol znajdują się w Starogardzie Gdańskim, Obornikach i Wrocławiu, a największym producentem biodiesla jest Rafineria Trzebinia S.A.

Konwersja termiczna biomasy

Biomasę można spalać poprzez konwersję termiczną i wykorzystywać na energię. Konwersja termiczna polega na ogrzewaniu surowca w celu jego spalenia, odwodnienia lub stabilizacji. Najbardziej znanymi surowcami biomasy do konwersji termicznej są stałe odpady komunalne oraz skrawki papieru lub odpady z tartaków. Różne rodzaje energii powstają w wyniku bezpośredniego wypalania, współspalania, pirolizy, gazyfikacji i rozkładu beztlenowego. Jednak zanim biomasa będzie mogła zostać spalona, ​​musi zostać wysuszona. Ten proces chemiczny nazywa się toryfikacją. Podczas prażenia biomasa jest podgrzewana do temperatury około 200–320 stopni Celsjusza, po czym wysycha tak, że zostaje pozbawiona zdolności wchłaniania wilgoci, czyli gnicia. Traci około 20% swojej pierwotnej masy, ale zachowuje 90% swojej energii. Utraconą energię i masę można wykorzystać do napędzania procesu toryfikacji. Podczas prażenia biomasa staje się suchym, poczerniałym materiałem. Następnie jest prasowana w brykiety, które można przechowywać nawet w wilgotnych miejscach. Charakteryzują się dużą gęstością energii i są łatwe do spalania.

Charakterystyka biomasy uszlachetnionej

Biomasa stała do celów energetycznych może być pozyskiwana z pozostałości materii organicznej zbieranej z lasów i gruntów nieuprawianych, upraw energetycznych, odpadów i pozostałości powstałych w wyniku działalności przemysłowej, rolniczej i leśnej oraz odpadów komunalnych. Jest ona najczęściej wykorzystywana bezpośrednio przez przemysł (np. zrębki drzewne, kora lub łupiny orzechów), ale stosuje się również ulepszone biopaliwa stałe (np. pelety, węgiel drzewny lub prażoną biomasę). Jednym z powodów stosowania biomasy uszlachetnionej jest jej efektywność. W niektórych gałęziach przemysłu (np. hutnictwa żelaza i stali) wykorzystanie surowej biomasy nie jest wydajne, dlatego jest poddawana obróbce termicznej, która zwiększa gęstość energii. Innym powodem uszlachetniania biomasy jest fakt, że wcześniej zagęszczoną jej formę łatwiej i taniej jest transportować i magazynować, co ma szczególne znaczenie, gdy zużywa się ją w miejscu innym niż obszar wytwarzania. Najbardziej znane dostępne technologie przetwarzania biomasy w ulepszone biopaliwa stałe to peletyzacja, piroliza i prażenie. Możliwe jest też przetwarzanie jej na biopaliwa płynne lub gazowe, które jednak nie są obecnie często stosowane w przemyśle przetwórczym.

Biomasa sposobem na optymalizację pozyskiwania energii

Celem projektów rozwoju biomasy jest określenie, czy możliwe jest wykorzystanie biomasy w sektorze wytwarzania energii poprzez zastąpienie części paliwa konwencjonalnego biomasą w celu spalania skojarzonego. Wytwarzanie energii elektrycznej z biomasy okazało się obiecującą metodą, która zapewne znajdzie szerokie zastosowanie w najbliższej przyszłości. Światowa produkcja biomasy szacowana jest na 146 miliardów ton rocznie, głównie z dzikich roślin. Biomasa odpowiada za 35% zużycia energii pierwotnej w krajach rozwijających się, podnosząc światowe zużycie energii do 14%. W przyszłości biomasa może zapewnić opłacalne i zrównoważone dostawy energii, jednocześnie pomagając krajom w realizacji ich celów w zakresie redukcji gazów cieplarnianych. Szacuje się, że do roku 2050 90% światowej populacji będzie mieszkać w krajach rozwijających się.