Mo liwości produkcji i wykorzystania biomasy na cele energetyczne

Możliwości produkcji i wykorzystania biomasy na cele
energetyczne
Anna Grzybek
IBMER Warszawa
Polskie Towarzystwo Biomasy POLBIOM
ARZYSTWO B
IOM
E TOW
I
K
AS
LS
O
Y
P
Gdańsk, 30 05 2008
Europa weszła w nową erę energetyczną
Dostęp do energii ma kluczowe znaczenie dla codziennego
życia każdego Europejczyka. Wyższe ceny, zagrożenia dla
bezpieczeństwa dostaw energii i zmiany klimatu Europy
bezpośrednio dotyczą naszych obywateli. Zrównoważona,
konkurencyjna i bezpieczna energia jest jednym z
fundamentów naszego codziennego życia.
Energia staje się dobrem deficytowym. Znane zasoby ropy
naftowej wystarczą na pokrycie dzisiejszego poziomu
zapotrzebowania jedynie przez okres około 40 lat.
Biomasa w zależności od kierunku
pochodzenia
biomasa
pochodzenia
leśnego
biomasa
pochodzenia
rolnego
odpady
organiczne
Według USTAWY z dnia 25 sierpnia 2006 r. o biokomponentach i
biopaliwach ciekłych za biomasę uważa się substancje pochodzenia
roślinnego lub zwierzęcego, które ulegają biodegradacji, pochodzą z
produktów, odpadów i pozostałości z produkcji rolnej bądź leśnej, a także
z przemysłu przetwarzającego ich produkty oraz inne części odpadów,
które ulegają biodegradacji.
Najważniejszymi źródłami biomasy są:
drewno pochodzące z lasów, sadów, specjalnych upraw oraz
odpadowe z przemysłu drzewnego,
produkty roślinne wytwarzane na polach i użytkach zielonych,
słoma i inne pozostałości roślinne stanowiące materiał odpadowy
przy produkcji rolniczej,
odpady powstające w przemyśle rolno-spożywczym, w tym:
wytłoki, melasa, wysłodki, odpadki olejarskie, winiarskie, z
mleczarni i serowni, zepsuty i przeterminowany materiał siewny,
gnojowica, obornik, osady ściekowe,
organiczne odpady komunalne,
organiczne odpady przemysłowe, np. w przemyśle celulozowopapierniczym.
Produkcja energii z surowców roślinnych
Pozostalości
i odpady
roślinne
Gazyfikacja
Gaz
Plantacje
energetyczne
Piroliza
Granulowanie
Nośnik
energii
Rośliny o dużej
zawartości cukru
lub skrobii
(zboża, buraki itp.)
Spalanie
bezpośrednie
Ługowanie
lub
fermentacja
cukru
Alkohol, paliwo
(bio-paliwo)
Ciepło, elektryczność, praca mechaniczna
Rośliny oleiste
(rzepak itp.)
Tloczenie
lub
ekstrakcja
Paliwo z oleju
roślinnego
Biomasa
BIOPALIWA STAŁE
drewno opałowe: zrębki,
trociny, ścinki, wióry,
brykiety, pelety,
pozostałości z rolnictwa:
słoma zbóż, rzepaku i traw
osady ściekowe
odwodnione, rośliny
energetyczne trawiaste i
drzewiaste
inne, w tym makulatura
BIOPALIWA GAZOWE
biogaz rolniczy
(fermentacja gnojowicy),
biogaz z fermentacji
odpadów przetwórstwa
spożywczego,
biogaz z fermentacji
osadów ściekowych, biogaz/
gaz wysypiskowy gaz
drzewny
BIOPALIWA CIEKŁE
biodiesel-paliwo
rzepakowe
etanol
metanol
paliwa płynne z
drewna:
benzyna, biooleje.
Rynek
• produkty to: energia ( elektryczna , cieplna ),
biopaliwa ( płynne, stałe, gazowe ),
• instalacje i ich elementy, technologie,
• wiedza i literatura.
• lokalni sprzedawcy instalacji i poszczególnych
komponentów oraz zatrudnienie dla rolników ,
elektryków, hydraulików, mechaników, firm budowl.
Produkcja energii z biomasy - sposób na pokrycie
potrzeb cieplnych szansa na uruchomienie ciągu
przedsięwzięć gospodarczych w najbliższym otoczeniu
gminy.
Możliwości techniczne w omawianym zakresie są
następujące:
• wymiana źródeł energii z konwencjonalnych na
odnawialne,
• skojarzona produkcja energii elektrycznej z
produkcją ciepła,
• trigeneracja,
• modernizacja sieciowych źródeł ciepła,
• modernizacja węzłów cieplnych,
• modernizacja energetyczna systemów ogrzewania
budynków publicznych (urzędy, szkoły),
• optymalizacja wyboru źródeł ciepła ( własnych
czy zewnętrznego zasilania sieciowego)
%
Wymagana ilość produkcji energii elektrycznej z OZE
14
12
10
8
6
4
2
0
12,9
12,4
11,9
11,4
10,4 10,4 10,4 10,9
8,7
7
2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017
Lata
Wymagany udział biomasy rolnej
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
60%
50%
40%
30%
20%
5%
2008
10%
2009
2010
2011
Lata
2012
2013
2014
Założenia
• Zrealizowane zostaną cele określone w
Dyrektywie 2001/77/WE i Rozporządzeniu
Ministra Gospodarki z 2005r
• Udział biomasy w ogólnym bilansie odnawialnych
źródeł wynosi energii 40 % ,
• Wartość opałowa biomasy wynosi 10 GJ/t dla
wilgotności biomasy około 40% , plon biomasy z
upraw rolnych wynosi 50 t/ha
• Z biomasy w 2006r wyprodukowano 45,8 %
energii elektrycznej z OZE
Zapotrzebowanie na biomasę do produkcji
energii elektrycznej
L.p
Pozycja \ Rok
2007
2008
2009
2010
2020
1.
154,8
159,3
163,8
168,3
201,7
2.
Prognoza produkcji energii
brutto, TWh /a
Udział energii z OZE, %
4,8
6,0
7,5
9,0
20
3.
Udział energii OZE,TWh,a
7,43
9,55
12,28
15,14
40,34
5.
Udział energii z biomasy,
PJ/a
13,35
17, 2
22, 4
27, 2
72,6
6.
Udział energii z biomasy,
t/a x 105
13 356
17 172
22 104
27 252
72 610
8.
Udział energii z biomasy
rolnej,%
Udział energii z biomasy
rolnej, PJ/a
Udział energii z biomasy
rolnej, t/a x 105
5
10
20
60
0, 86
2,2
5,4
43,6
858,6
2 2 10
5450,4
43 560
10.
11.
PJ/a, lub tx100000
Wymagany udział biomasy pochodzenia rolnego
do produkcji energii elektrycznej
50
43,6
40
30
20
10
0,86
2,2
2008
2009
5,4
0
2010
Lata
2020
Zapotrzebowanie na biomasę w lokalnych systemach
ciepłowniczych
•moc zainstalowana w domach wynosi 5 GW
•w systemach ciepłowniczych 1 GW
•przyrost mocy do 2010 roku do 10 GW w kotłach
8
m ln t
6
4
3,5
3,88
4,27
4,66
5,05
5,83
6,22
2
0
2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
Lata
Do roślin energetycznych należą:
rośliny jednoroczne
buraki cukrowe
soja
rośliny wieloletnie
zagajniki drzew leśnych
rośliny jako paliwo do ogrzewania gospodarstw
rośliny przetwarzane w gospodarstwie na biogaz
Zatwierdzona pierwsza jednostka przetwórcza
Zatwierdzony podmiot skupujący
is
ie
rz
ba
pi k an
na
t
m
Sp b ur
ar
t in
Tr a
aw
M y
oz
ga
Rd
es
Ro t
bi
n
To a
po
O la
ls
zy
n
Br a
L e z oz
sz
a
cz
yn
a
To
M
W
dts .m ./ha
Plony reprezentatywne wybranych roślin energetycznych w
2008 r.
250
200
150
100
50
0
Powierzchnia upraw roślin energetycznych w 2007 r.
Ogółem RE zajmowały 175 381 ha , udział w UR 1,1 %
w tym plantacje trwałe 6 816 ha, udział w RE 3,9%
woj. zachodniopomorskie 5,1% UR
opolskie 3,7% UR
woj. lubuskie i wielkopolskie po 2,1% UR
poniżej 0,2% UR woj. małopolskie, podlaskie, mazowieckie i
świętokrzyskie.
Liczba wniosków o płatności z tytułu upraw roślin
energetycznych – 7901, w tym plantacje trwałe 848,tj. 10,7 %
Powierzchnia trwałych plantacji roślin energetycznych (TRE)
w 2007 r.
plantator roślin energetycznych
653 ha
731 ha
489 ha
558 ha
308 ha
411 ha
185 ha
1194 ha
181 ha
388 ha
330 ha
.
419 ha
1194 ha
290 ha
98 ha
653-731
411-588
59 ha
290-388
181-185
59-98
POLSKA - 6816 ha TRE
522 ha
Przeciętna powierzchnia plantacji TRE
mozga trzcinowata – 23,9 ha,
plantacje wierzby energetycznej - 8,3 ha,
w Małopolsce wynosi ona tylko 1,53 ha, na Podlasiu aż 50,38 ha
Powierzchnie plantacji trwałych roślin energetycznych
Miskant olbrzymi - 67,8 ha,
Mozga - 143,4 ha,
Rdest - 0,1ha,
Robinia - 5,7 ha,
Róża - 0,8 ha,
Ślazowiec - 26,1 ha,
Topinambur - 6,3 ha,
Topola - 85,6 ha,
Wierzba- wiklina -1,3 ha,
Wierzba energ - 6478,9 ha,
Powierzchnia trwałych plantacji roślin energetycznych
(TRE) w 2007 r. zmniejszyła się o 10% w porównaniu do 2006 r
Dolnoś ląs kie
Kujaws ko-Pom ors kie
Lubels kie
Lubus kie
Łódzkie
2007 r. = 6479 ha
Małopols kie
2006 r. = 7192 ha
Mazowieckie
2005 r. = 5960 ha
Opols kie
Podkarpackie
Podlas kie
Pom ors kie
Śląs kie
Świętokrzys kie
Warm ińs ko-Mazurs kie
Wielkopols kie
Zachodniopom ors kie
0
200
400
600
800
powierzchnia upraw (ha)
1000
1200
1400
Średnia powierzchnia i liczba plantacji wierzby energetycznej w Polsce w
2007 r.
10,4 ha
(58)
10,4 ha
(64)
17,9 ha
(26)
50,4 ha
(11)
5,9 ha
(52)
7,2 ha
(24)
5,9 ha
(68)
19,0 ha
(62)
3,3 ha
(55)
5,3 ha
(62)
1194 ha
653-731
411-588
7,1 ha
(41)
6,0 ha
(48)
7,2 ha
(53)
2,4 ha
(40)
1,5 ha
(38)
6,4 ha
(78)
290-388
181-185
59-98
POLSKA
średni areał plantacji = 8,3 ha
(780 plantacji)
Końcowe produkty energetyczne
biopaliwa w tym: bioetanol – stanowiący samoistne paliwo,
estry metylowe – stanowiące samoistne paliwo,
biometanol – stanowiący samoistne paliwo,
biogaz – stanowiący samoistne paliwo lub gaz drzewny,
biodimetyloeter – stanowiący samoistne paliwo,
bio-ETBE (eter etylowo-t-butylowy) produkowany z bioetanolu,
bio-MTBE (eter metylowo-t-butylowy) produkowany z biometanolu,
biopaliwa syntetyczne,
biowodór – stanowiący samoistne paliwo,
czysty olej roślinny.
energia elektryczna lub cieplna
Wnioski
Przedstawione wymagania prawne związane z produkcją
zielonej energii w zakresie wykorzystania surowców
rolniczych mogą nie mieć pokrycia.
Uprawy roślin na cele energetyczne rozwijają się zbyt
wolno, aby zaspokoić potrzeby energetyki.
Rozwój rynku biomasy rolniczej uzależniony jest od:
wielkości rolniczych powierzchni produkcyjnych,
plonów biomasy. stosunku cen do podstawowych płodów
rolnych np. pszenicy.
Potencjalne źródła biomasy mogą być bardzo
rozproszone
• Paliwo:
gaz drzewny,
gaz naturalny,
biogaz
3x
3x30
30 kW
www.flexenergy.com
Dziękuję
za uwagę