Alternativní energie
Biomasa a její využití
Biomasa je definována jako hmota organického původu; jde o veškerou živou přírodu.
Hovoříme-li o biomase v souvislosti s energetikou, máme na mysli nejčastěji dřevo
a dřevní odpad, slámu a jiné zemědělské zbytky a exkrementy užitkových zvířat. Pomineme-li
energii potravin, je tedy energie ze spalování biomasy nejstarší energií, kterou
kdy člověk využíval.
Využití biomasy
Využití energie biomasy je nutné rozdělit do několika podskupin, protože se při
využívání tohoto obnovitelného zdroje jedná o celou řadu různých možností. Energii
lze získávat z biomasy termochemickou nebo biochemickou přeměnou.
Rozlišujeme biomasu „suchou“ (např. dřevo) a „mokrou“. Od toho se odvíjejí dvě základní
technologie zpracování:
- suché procesy (termochemická přeměna)
- mokré procesy (biochemická přeměna)
- fermentace (produkce etanolu)
- anaerobní vyhnívání (produkce bioplynu)
Spalování a zplyňování. Ze suché biomasy se působením vysokých teplot uvolňují hořlavé
plynné složky, tzv. dřevoplyn. Jestliže je přítomen vzduch, dojde k hoření, tj.
jde o prosté spalování. Pokud zahřívání probíhá bez přístupu vzduchu, odvádí se
vzniklý dřevoplyn do spalovacího prostoru, kde se spaluje obdobně jako jiná plynná
paliva. Část vzniklého tepla je použita na zplyňování další biomasy. Výhodami jsou
snadná regulace výkonu, nižší emise, vyšší účinnost. Zařízení se zplyňováním paliva
se používají stále více. Na první pohled se neliší od běžných spalovacích zařízení.
Biomasa je velmi složité palivo, protože podíl částí zplyňovaných při spalování
je velmi vysoký (u dřeva 70 %, u slámy 80 %). Vzniklé plyny mají různé spalovací
teploty. Proto se také stává, že ve skutečnosti hoří jenom část paliva. Kouř ukazuje,
zda je spalování úplné.
Čím černější je kouř, tím horší je spalování. Bílý kouř není způsoben nedokonalým
spalováním, ale vypařováním vody ze dřeva.
Podmínky dokonalého spalování:
- vysoká teplota, neboť nejtěžší plyny se začínají spalovat až při teplotě 900 °C;
dosáhnout takové teploty je velmi obtížné, protože teplota je snižována kovovými
pláty kotle či kamen nebo vlhkostí obsaženou ve dřevě a přiváděnou vzduchem;
- účinné směšování se vzduchem, neboť je velmi složité smísit studený vzduch s velmi
horkými plyny; závisí na konstrukci topeniště, resp. hořáku;
- dostatek prostoru je nutný k tomu, aby všechny plyny dobře shořely a nestávalo
se, že budou hořet až v komíně; biomasa obecně hoří dlouhým plamenem, na rozdíl
například od koksu.
Kotle nad 100 kW se používají pro průmyslové aplikace nebo systémy centrálního zásobování
teplem. Spalují nejčastěji dřevěné štěpky nebo balíky slámy. Často jsou vybaveny
automatickým přikládáním paliva a jsou schopny spalovat i méně kvalitní a vlhčí
biomasu. Někdy tato zařízení využívají kombinovanou výrobu tepla a elektřiny (kogenerace),
tyto systémy mají potom účinnost až 90 %. Zpravidla se vyrobí asi 30 % elektřiny
a asi 60 % tepla.