zasoby biomasy, zapotrzebowanie.pdf

Prof. dr. hab. Józef Szlachta

Instytut In Ň ynierii Rolniczej

Akademia Rolnicza we Wrocławiu

Zasoby biomasy, zapotrzebowanie na biomas ħ energetyki zawodowej,

transportu oraz perspektywy przyszłego lokalnego rynku energii

odnawialnej

Biomasa stanowi trzecie, co do wielko Ļ ci na Ļ wiecie, naturalne Ņ ródło energii. Według

definicji Unii Europejskiej biomasa oznacza podatne na rozkład biologiczny produkty oraz

ich frakcje, odpady i pozostało Ļ ci przemysłu rolnego (ł Ģ cznie z substancjami ro Ļ linnymi i

zwierz ħ cymi), le Ļ nictwa i zwi Ģ zanych z nim gał ħ zi gospodarki, jak równie Ň podatne na

rozkład biologiczny frakcje odpadów przemysłowych i miejskich (Dyrektywa

2001/77/WE). Zgodnie z Rozporz Ģ dzeniem Ministra Gospodarki i Pracy z dnia 9 grudnia

2004 roku biomasa to stałe lub ciekłe substancje pochodzenia ro Ļ linnego lub zwierz ħ cego,

które ulegaj Ģ biodegradacji, pochodz Ģ ce z produktów, odpadów i pozostało Ļ ci z produkcji

rolnej, le Ļ nej oraz przemysłu przetwarzaj Ģ cego ich produkty, a tak Ň e cz ħĻ ci pozostałych

odpadów, które ulegaj Ģ biodegradacji [Dz. U. Nr 267, poz. 2656].

Rola odnawialnych Ņ ródeł energii w Polsce, po przyj ħ ciu proekologicznych

dokumentów politycznych i rozwi Ģ za ı prawnych, stale wzrasta i jest zamierzona głównie

na wykorzystanie biomasy, jako składnika bilansu energetycznych pa ı stwa. Udział

biomasy w bilansie energetycznym jest tak Ň e istotny z punktu widzenia redukcji emisji

gazów cieplarnianych, poprawy bezpiecze ı stwa energetycznego i wspierania rozwoju

społeczno – gospodarczego. Mo Ň liwo Ļ ci energetycznego wykorzystania biomasy

przedstawiono s Ģ uzale Ň nione od metody konwersji i obejmuj Ģ posta ę stal Ģ , gazow Ģ i ciekł Ģ

(tabela 1).

Tabela 1. Mo Ň liwo Ļ ci energetycznego wykorzystania biomasy (Wojciechowski 2004)

BIOMASA

BIOPALIWA

BIOPALIWA GAZOWE

BIOPALIWA CIEKŁE

- pozostało Ļ ci z rolnictwa:

słoma zbó Ň ., rzepaku,

siano, ł ħ ty

- drewno opałowe: Ļ cinki, kora,

wióry, zr ħ bki, trociny,

- odpady z produkcji zwierz ħ cej,

- osady Ļ ciekowe odwodnione,

- ro Ļ liny energetyczne

drzewiaste i trawiaste.

- biogaz rolniczy z fermentacji

gnojowicy i odpadów rolniczych,

- gaz drzewny,

- gaz wysypiskowy z fermentacji

odpadów komunalnych,

- biogaz z fermentacji osadów

Ļ ciekowych,

- biogaz z fermentacji odpadów

przetwórstwa spo Ň ywczego.

- biodiesel - olej rzepakowy:

- etanol

- metanol

- biooleje

- oleje po sma Ň eniu z placówek

Ň ywienia zbiorowego

Głównymi rodzajami biomasy wykorzystywanej na cele energetyczne s Ģ :

drewno i odpady z przerobu drewna jak: drewno kawałkowe, trociny, wióry, zr ħ bki, kora

itp. oraz ro Ļ liny pochodz Ģ ce z upraw energetycznych:

• ro Ļ liny drzewiaste szybko rosn Ģ ce (np. wierzba, topola, eukaliptus),

• wieloletnie byliny dwuli Ļ cienne (np. topinambur, Ļ lazowiec pensylwa ı ski, rdesty),

trawy wieloletnie (np. trzcina pospolita, miskanty),

• produkty rolnicze oraz odpady organiczne z rolnictwa: np. słoma, siano, buraki

cukrowe, trzcina cukrowa, ziemniaki, rzepak, pozostało Ļ ci przerobu owoców,

odchody zwierz ħ ce,

• frakcje organiczne odpadów komunalnych oraz komunalnych osadów Ļ ciekowych,

•

Szacuje si ħ , Ň e obecny udział energii pozyskiwanej z odnawialnych Ņ ródeł w bilansie

energetycznym Polski wynosi około 2,5%, czyli 104 PJ, przy całkowitym zu Ň yciu energii

pierwotnej w roku 1998 wynosz Ģ cym około 4 000 PJ. Udział odnawialnych Ņ ródeł energii

w Ļ wiatowym bilansie energetycznym wynosi około 18%. ĺ wiatowa Komisja Rady

Energetycznej przewiduje do roku 2020 wzrost udziału energii odnawialnej do 21,3%

(scenariusz pesymistyczny) lub nawet do 29,6% (scenariusz optymistyczny). Unia

Europejska do roku 2010 planuje zwi ħ kszenie udziału OZE w bilansie energetycznym

krajów członkowskich do 12%. Tak wysoki udział no Ļ ników odnawialnych w bilansie

energetycznym wymaga uruchomienia i stosowaniu mechanizmów wspieraj Ģ cych rozwój

odnawialnych Ņ ródeł energii.

Strategia Rozwoju Energetyki Odnawialnej zakłada zwi ħ kszenie udziału energii ze

Ņ ródeł odnawialnych w bilansie paliwowo-energetycznym kraju do 7,5% w 2010 roku i do

14% w 2020 roku w strukturze zu Ň ycia no Ļ ników pierwotnych. W Polsce najwa Ň niejszym

odnawialnym Ņ ródłem energii jest biomasa. Ma ona 98% udział w rynku energii

odnawialnej (EC BREC, 2000) i ocenia si ħ , Ň e jej wykorzystanie b ħ dzie stale wzrasta ę .

Głównymi zaletami wdra Ň ania odnawialnych Ņ ródeł energii s Ģ : decentralizacja

krajowego sektora energetycznego, zwi ħ kszenie bezpiecze ı stwa energetycznego kraju,

stworzenie szansy rozwoju lokalnych społeczno Ļ ci na utrzymanie niezale Ň no Ļ ci

energetycznej, rozwoju regionalnego i stworzenie nowych miejsc pracy, a tak Ň e

przyczynienie si ħ do poprawy stanu Ļ rodowiska. Szacuje si ħ , Ň e emisja gazów

cieplarnianych zostanie zredukowana o około 18 mln ton oraz zostanie stworzonych około

30-40 tys. miejsc pracy (www.biomasa.org).

Zasoby oraz mo Ň liwo Ļ ci pozyskiwania i przetwarzania biomasy w Polsce

Znaczenie biomasy w bilansie energetycznym Polski wyra Ņ nie wzrosło po wst Ģ pieniu do

UE, kiedy poszukuj Ģ c mo Ň liwo Ļ ci realizacji polskich zobowi Ģ za ı odno Ļ nie udziału energii

pozyskiwanej z odnawialnych Ņ ródeł, zwrócono szczególn Ģ uwag ħ na biomas ħ . Zasoby

biomasy w Polsce s Ģ zbli Ň one do potencjału Unii Europejskiej, ale wykorzystanie jest

ró Ň ne. W krajach Unii Europejskiej wykorzystanie biomasy jest szacowane na ok. 16%,

podczas gdy w Polsce wynosi on zaledwie 4%-8% i wynika głównie z energetycznego

wykorzystania słomy, drewna i odpadów drzewnych.

Potencjalne zasoby biomasy mo Ň na podzieli ę na dwie grupy:

• plantacje ro Ļ lin uprawnych z przeznaczeniem na cele energetyczne,

• organiczne pozostało Ļ ci i odpady, a w tym pozostało Ļ ci ro Ļ lin uprawnych.

Biomas ħ stał Ģ pozyskuje si ħ z odpadów: le Ļ nych, rolniczych, przemysłu drzewnego,

zieleni miejskiej oraz niewielkie ilo Ļ ci z segregowanych organicznych odpadów

komunalnych.

Potencjał techniczny biopaliw stałych oszacowano na ok. 407,5 PJ w skali roku.

Składaj Ģ si ħ na niego nadwy Ň ki biomasy pozyskanej w rolnictwie (ok. 195 PJ), w

le Ļ nictwie (101 PJ), w sadownictwie (57,6 PJ) oraz odpady drzewne z przemysłu

drzewnego (53,9 PJ). Ponad 11% drewna pozyskiwanego z Lasów Pa ı stwowych

wykorzystywane jest do wytwarzania energii, jednak mo Ň liwy jest wzrost potencjału

drzewnego w lasach (tabela 2).

niektóre odpady przemysłowe, np. z przemysłu papierniczego.

Tabela 2. Zasoby drewna le Ļ nego na cele energetyczne [Grzybek 2004]

Zu Ň ycie [mln m 3 ]

obecne

mo Ň liwo Ļ ci wzrostu

Papierówka

0,8

0,4-1,5

Drewno opałowe

1,4

0-0,2

Drewno małowymiarowe

0,9

0,5-1

Pozostało Ļ ci zr ħ bowe

- drobnica gał ħ ziowa

0,2

- chrust

0,5

- drewno pniakowe

1,3

Razem

3,1

1,1-2,9

Zasoby biomasy rolniczej mo Ň liwej do wykorzystania na cele energetyczne zale Ň ne

s Ģ od upraw zbó Ň i rzepaku. Podaje si ħ , Ň e z 1 ha uprawy ró Ň nych zbó Ň mo Ň na zebra ę od 10

do 14 t·ha -1 s.m. słomy. ĺ rednie plony suchej masy siana z ł Ģ k wynosz Ģ ponad 12-15 t·ha -1 ,

a w dobrych warunkach nawet wi ħ cej. Z traw rodzimych najlepiej plonuje trzcina pospolita,

bowiem jej plony wycenia si ħ na 12-30 t·ha -1 . Nale Ň y nadmieni ę , Ň e przytoczone warto Ļ ci

stanowi Ģ nadwy Ň k ħ traw zb ħ dnych jako pasza lub specjalnie uprawianych do celów

energetycznych [Grzybek 2004].

W przyszło Ļ ci uzupełnieniem bilansu poda Ň y biomasy na rynku energetycznym mo Ň e by ę

jej pozyskiwanie z plantacji wieloletnich ro Ļ lin rodzimych, takich jak wierzba krzewiasta

( Salix spp.), jak równie Ň z gatunków aklimatyzowanych w Polsce, np.: Ļ lazowca

pensylwa ı skiego ( Sida hermafrodita Rusby), czy te Ň miskanta ( Miscanthus spp.). Obecnie

obserwuje si ħ du Ň e zainteresowanie tymi gatunkami w wielu krajach Europy i Stanach

Zjednoczonych. Wymienione gatunki zalicza si ħ do wysoko produktywnych ro Ļ lin

wytwarzaj Ģ cych lignino-celulozow Ģ biomas ħ o potencjalnym plonie suchej masy 30 t·ha -

1 ·rok -1 . Produkcja biomasy tych ro Ļ lin i jej przetwarzanie stwarza mo Ň liwo Ļę wykorzystania

cz ħĻ ci gruntów rolniczych [Szczukowski, Tworkowski 2006].

Szacuje si ħ , Ň e powierzchnia u Ň ytków rolnych odłogowanych lub mało intensywnie

wykorzystanych rolniczo w Polsce wynosi ok. 1,6-1,8 mln hektarów. Pomimo i Ň w

znacznej cz ħĻ ci s Ģ to gleby mało urodzajne, to jednak połowa z nich nadaje si ħ pod upraw ħ

ro Ļ lin energetycznych, które przy prawidłowej agrotechnice i nawo Ň eniu, mog Ģ zapewni ę

zadawalaj Ģ ce plony biomasy. Aby uzyska ę powierzchnie upraw energetycznych ok. 600-

800 tys. ha konieczne jest wdro Ň enie mechanizmów spieraj Ģ cych plantatorów ro Ļ lin

energetycznych, głownie w zakresie finansowego wsparcia zakładania plantacji, a przede

wszystkim wła Ļ ciwego zorganizowania „rynku biomasy”.

Aktualnie w Polsce powierzchnie wieloletnich ro Ļ lin energetycznych szacuje si ħ na około 4

tys. ha, w tym połow ħ areału stanowi Ģ plantacje wierzby energetycznej. Potencjaln Ģ poda Ň

biomasy z plantacji ro Ļ lin energetycznych okre Ļ la si ħ na poziomie około 50 mln ton o

warto Ļ ci energetycznej około 400 mln GJ, co jest równowa Ň ne energetycznie 20% w ħ gla

zu Ň ywanego aktualnie w krajowej energetyce (1 900 mln GJ · 0,2 = 380 mln GJ).

Pozyskanie takiej ilo Ļ ci biomasy wi Ģ załoby si ħ z przeznaczeniem na ten cel od 1,3 do 1,5

mln hektarów u Ň ytków rolnych. Baz Ģ do zakładania potencjalnych plantacji ro Ļ lin

energetycznych mógłby by ę ci Ģ gle rosn Ģ cy obszar odłogowanych u Ň ytków rolnych, oraz

cz ħĻę ekstensywnie wykorzystywanych u Ň ytków zielonych [Szczukowski, Tworkowski

Sortyment

2006]. Tak Ň e warunki klimatyczne w Polsce o charakterze przej Ļ ciowym, z dostateczn Ģ

liczb Ģ opadów 500-700mm w okresie wegetacji s Ģ sprzyjaj Ģ ce do uprawy ro Ļ lin

energetycznych [Dubas 2005].

Podstawowe Ņ ródła biomasy w Polsce i na Dolnym ĺ l Ģ sku (rys. 1-3) wskazuj Ģ na znaczny

potencjał biomasy z ró Ň nych Ņ ródeł [Gaj 2004].

Rys.1. Zasoby słomy na cele energetyczne [Gaj 2004]

Rys.2. Zasoby biomasy pozyskiwanej z lasów [Gaj 2004]

Rys. 3. Zasoby biomasy z upraw energetycznych [Gaj 2004]

Zapotrzebowanie na biomas ħ przez energetyk ħ zawodow Ģ

Realizacja zobowi Ģ za ı Polski odno Ļ nie spełnienia udziału 7,5 % energii z odnawialnych

Ņ ródeł w bilansie energetycznym Polski, oprócz działa ı o charakterze promocyjnym i

wspieraj Ģ cym, wymaga tak Ň e działa ı w zakresie monitoringu i bilansowania zu Ň ycia przez

rozproszonych, indywidualnych u Ň ytkowników odnawialnych no Ļ ników energii. Wskazuje

na to ci Ģ gły brak jednolitego systemu bilansowania zu Ň ycia biomasy słomy i drewna przez

indywidualnych u Ň ytkowników kotłów do spalania słomy i drewna.

Jednak Ň e spełnienie zobowi Ģ za ı Polski odno Ļ nie udziału odnawialnych Ņ ródeł energii w

bilansie energetycznym Polski wymaga niew Ģ tpliwie wł Ģ czenia do tych działa ı elektrowni i

elektrociepłowni tzw. energetyki zawodowej (rys.4).

Rozporz Ģ dzenia Ministra Gospodarki, Pracy i Polityki Społecznej z dnia 30 maja 2003 roku w

sprawie szczególnego zakresu obowi Ģ zku zakupu energii elektrycznej i ciepła z odnawialnych

Ņ ródeł energii, pokazało prawdziwy obraz rynku biomasy w Polsce, a wła Ļ ciwie jego brak

(Grzybek 2006). Decyduj Ģ c Ģ rol ħ na tym rynku odgrywało jedynie drewno opałowe uzy-

skiwane z wyr ħ bu lasu, z zasobów Lasów Pa ı stwowych. Realizacja Rozporz Ģ dzenia Ministra

Gospodarki z dnia 19 grudnia 2005 r. w sprawie szczegółowego zakresu obowi Ģ zków uzy-

skania i przedstawienia do umorzenia Ļ wiadectw pochodzenia, uiszczenia opłaty zast ħ pczej

oraz zakupu energii elektrycznej i ciepła wytworzonych w odnawialnych Ņ ródłach energii –

wskazuje na całkowity brak przygotowania rynku biomasy, który przede wszystkim powinien

by ę zorganizowany wokół du Ň ych jednostek energetycznych. Rozwój rynku biomasy jest

uzale Ň niony od powierzchni plantacji, uzyskiwanych plonów oraz opłacalno Ļ ci produkcji

odnoszonej do cen podstawowych płodów rolnych jak zbo Ň a, buraki, rzepak.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: