Biomasa

Materia organică vegetală este produsă prin efectul procesului de asimilație clorofiliană(fotosinteză) care, datorită aportului de energie solară permite transformarea elementelor minerale simple în molecul organice complexe. Biomasa vegetală absoarbe CO2 (dioxidul de carbon sau anhidrida carbonică) din atmosferă în timpul creșterii și o restituie în timpul combustiei. Balanța de CO2 dintre aceste procese este astfel nulă, și deci nu contribuie la efectul de seră. Este de subliniat faptul că prin biomasă se înțelege orice materie care are matrice organică, de exemplu și deșeurile urbane. Din acest motiv se preferă a se vorbi de biomasă vegetală, limitând astfel originea acesteia la spectrul vegetal. Procesele de transformare a energiei deținute de biomasa vegetală pot fi împărțite în 3 mari grupe reprezentând conversii de tip:

• termochimic
• biologic
• fizic

Biomass Conversia termochimică a energiei prezente în biomasa vegetală poate fi obținută prin diverse procedee ca arderea, piroliza, gazeificarea. Conversia biologică poate fi obținută prin fermentație alcoolică și digestie, în timp ce conversia fizică poate fi obținută prin presare.

ARDEREA

Arderea este procesul tradițional, iar pentru a fi eficient cere reducerea conținutului de apă din biomasă, reducere care în general se obține prin uscarea la soare a produselor. În Italia există circa 40 de centrale mari pentru producerea de energie din arderea biomasei, în principal resturile de la procesarea lemnului, pentru o putere electrică totală de circa 330 MW. Aceste centrale sunt de tip cogenerativ, în sensul că energia finală este dată de căldură și de energia electrică. Parte din căldură este într-adevăr folosită pentru producerea vaporilor folosiți la alimentarea turbinelor legate la generatoarele electrice. Căldura rămasă poate fi folosită pentru utilități industriale sau rezidențiale. Eficiența unor astfel de centrale este de proximativ 20-25%, deci oarecum modestă.

PIROLIZA

Piroliza este un procedeu de conversie termochimică a meteriei organice, numită și distilare uscată, care se bazează pe transformarea biomasei prin intermediul căldurii, în urma unei lipse acute de oxigen. În practică piroliza se poate aplica oricărei materii organice cu condiția unui conținut de apă minim (<15%). Produsul este adus la temperaturi cuprinse între 200 și 700°C, uneori emițând cantități considerabile de oxigen care permit inițierea unei arderi parțiale ce duce la o creștere a temperaturii.

GAZEIFICAREA

Gazeificarea este un procedeu chimic prin intermediul căruia este transformat un combustibil solid (lemn, biomasă vegetală în general) într-un combustibil gazos.
Procesul constă într-o oxidare incompletă a compușilor de carbon aduși la o temperatură ridicată (circa 1000°C) în mediu cu deficit de oxigen. Gazul obținut, numit gaz de sinteză, poate fi folosit direct pentru alimentarea motoarelor cu combustie internă utilizate pentru producerea de energie electrică. Gazul de sinteză este un amestec de azot, metan, hidrogen, monoxid de carbon și alte gaze. Conversia, prin procese biochimice, a energiei de biomasă vegetală poate fi subdivizată în două procese:

• fermentație alcoolică,
• digestie anaerobă.

FERMENTAȚIA

Fermentația alcoolică este procesul de transformare biochimică prin intermediul căruia zaharurile sunt transformate în alcool etilic. Producția de etanol plecând de la biomasă cu un conținut ridicat de zaharuri este testată pe scară largă, în Brazilia fermentația trestiei de zahăr permite obținerea etanolului la un cost competitiv cu cel al benzinei. În Italia au fost efectuate experimente cu sfecla de zahăr, cu costuri de transformare nerentabile.

D. ANAEROBĂ

Digestia anaerobă este un proces de conversie operat de bacterii care, pornind de la biomasa bogată în celuloză, reușesc obținerea unui biogaz conținând circa 65% metan.
Acest gaz este folosit pentru alimentarea unui motor endotermic legat la un generator electric. Energia electrică produsă va fi direct injectată în rețeaua de distribuție și vândută la un preț profitabil (certificat verde), întrucât este obținută din surse de energie regenerabilă.
Componenta reziduală digerată este utilizată mai apoi ca îngrășământ. Aceste centrale sunt foarte răspândite in nordul Europei. Pentru a optimiza performanța centralei, este convenabilă existența unor utilizatori ai căldurii produse, întrucât pentru fiecare kWh electric se produce circa 1 kWh sub formă de energie termică.

PRESAREA 

Conversia fizică este, în esență, un proces de presare mecanică a cerealelor cu conținut ridicat de ulei (floarea-soarelui, rapiță, soia). Rezultatul final al presării sunt un combustibil lichid și compuși proteici care conțin un procent de ulei (max. 10%), utilizabili în industria furajelor. Uleiul vegetal astfel obținut, care este un amestec de esteri metalici ai acizilor grași, poate fi utilizat direct ca și carburant pentru motoare diesel ușor modificate, sau poate fi tratat chimic pentru a-l face asemănător cu motorina (biodiesel).