Biomasa: Porovnání verzí

Aktuální verze z 23. 11. 2025, 21:36

Rozbalit box

Obsah boxu

Biomasa je veškerá organická hmota rostlinného nebo živočišného původu, která se nachází na Zemi. V kontextu energetiky se tento termín zužuje na organický materiál, který lze využít k výrobě energie. Jedná se o chemicky zakonzervovanou sluneční energii, kterou rostliny prostřednictvím fotosyntézy přeměňují z jednoduchých anorganických látek (oxidu uhličitého a vody) na energeticky bohaté organické sloučeniny. Díky svému původu je považována za obnovitelný zdroj energie.

Biomasa představuje nejstarší lidstvem využívaný zdroj energie a i v současnosti tvoří nejvýznamnější obnovitelný zdroj v České republice i ve světě, kde se podílí přibližně z 11 % na celkové spotřebě energie. Její využití sahá od tradičního spalování dřeva pro teplo až po moderní technologie na výrobu elektřiny, tepla v kogeneračních jednotkách a pokročilých biopaliv.

🌿 Dělení a typy biomasy

Biomasu lze dělit podle různých kritérií, nejčastěji podle původu a účelu využití.

Podle původu

Lesní biomasa: Zahrnuje palivové dříví, zbytky z těžby dřeva (větve, pařezy, kůra) a dřevní odpad ze zpracovatelského průmyslu (piliny, hobliny, odřezky). Dřevní štěpka a dřevěné pelety jsou dnes běžnými palivy.
Zemědělská biomasa (fytomasa): Skládá se ze zbytků zemědělské produkce (např. sláma, kukuřičné stonky) a cíleně pěstovaných energetických plodin.
Odpadní biomasa: Tvoří ji organické odpady z různých sektorů:
- Živočišná výroba: Exkrementy hospodářských zvířat (hnůj, kejda), které se primárně využívají pro produkci bioplynu.
- Průmyslové odpady: Organické zbytky z potravinářského průmyslu (lihovary, cukrovary), jatek nebo papíren.
- Komunální odpady: Biologicky rozložitelný komunální odpad (BRKO), kaly z čistíren odpadních vod a zbytky z údržby veřejné zeleně.

Cíleně pěstovaná biomasa

Pro energetické účely se pěstují specifické rostliny, které se vyznačují rychlým růstem a vysokým energetickým výnosem.

Rychle rostoucí dřeviny (RRD): Například topol, vrba nebo akát, pěstované v krátkém obmýtí.
Energetické byliny: Jednoleté i víceleté rostliny jako šťovík, křídlatka, ozdobnice čínská nebo konopí seté.
Plodiny pro biopaliva: Plodiny s vysokým obsahem cukru, škrobu nebo oleje, jako jsou cukrová třtina, kukuřice nebo řepka olejka, využívané pro výrobu bioetanolu a bionafty.

🔥 Způsoby energetického využití

Energie uložená v biomase se uvolňuje několika základními metodami přeměny. Tyto procesy lze rozdělit na termochemické, biochemické a fyzikálně-chemické.

Termochemická přeměna

Jedná se o procesy využívající teplo k rozkladu organické hmoty.

Spalování: Nejstarší a nejrozšířenější metoda, při které se biomasa přímo oxiduje za přístupu vzduchu a uvolňuje se teplo. Toto teplo se využívá k vytápění, ohřevu vody nebo k výrobě páry, která pohání turbínu pro výrobu elektřiny. Moderní kotle na biomasu (např. na pelety) dosahují vysoké účinnosti. Spoluspalování biomasy s uhlí v uhelných elektrárnách je způsob, jak snížit emise z fosilních paliv.
Zplyňování: Termochemický rozklad biomasy za omezeného přístupu oxidačního činidla (vzduch, kyslík, vodní pára) při vysokých teplotách. Produktem je energeticky bohatý plyn (syntézní plyn, dřevoplyn) složený převážně z oxidu uhelnatého a vodíku, který lze následně spalovat v motorech nebo turbínách k výrobě elektřiny a tepla.
Pyrolýza: Tepelný rozklad biomasy bez přístupu vzduchu. V závislosti na podmínkách (teplota, rychlost ohřevu) vznikají různé produkty:
- Pomalá pyrolýza (karbonizace): Vzniká především pevný zbytek – dřevěné uhlí.
- Rychlá pyrolýza: Hlavním produktem je kapalný bio-olej, který lze dále upravovat na biopaliva, a menší množství plynu a tuhého zbytku.

Biochemická přeměna

Tyto procesy využívají mikroorganismy k rozkladu organické hmoty.

Anaerobní digesce (metanové kvašení): Rozklad organického materiálu (kejda, kaly, bioodpad) bakteriemi bez přístupu kyslíku. Hlavním produktem je bioplyn, směs methanu a oxidu uhličitého, který se využívá v kogeneračních jednotkách pro kombinovanou výrobu elektřiny a tepla. Zbytek po fermentaci, tzv. digestát, je kvalitní hnojivo.
Alkoholové kvašení (fermentace): Cukry a škroby z plodin (kukuřice, cukrová třtina) jsou pomocí kvasinek přeměňovány na ethanol (biolíh), který se používá jako biopalivo do spalovacích motorů.

Fyzikálně-chemická přeměna

Lisování a esterifikace: Z olejnatých plodin (řepka, slunečnice) se mechanicky lisuje rostlinný olej. Ten se následně chemickým procesem zvaným esterifikace přeměňuje na bionaftu (methylester řepkového oleje - MEŘO), která slouží jako náhrada motorové nafty.

🌍 Výhody a nevýhody

Využívání biomasy má řadu přínosů, ale i významných úskalí.

Výhody

Obnovitelnost: Biomasa je, na rozdíl od fosilních paliv, obnovitelným zdrojem, pokud je její využívání udržitelné.
Uhlíková neutralita: Při spalování biomasy se do atmosféry uvolňuje přibližně stejné množství CO₂, jaké rostlina během svého růstu pohltila fotosyntézou. Tím se uzavírá uhlíkový cyklus a teoreticky nedochází k navyšování koncentrace skleníkových plynů.
Snížení množství odpadu: Energetické využití zemědělských zbytků, lesního odpadu a organického komunálního odpadu snižuje jejich množství na skládkách.
Energetická bezpečnost a soběstačnost: Využívání lokálních zdrojů biomasy snižuje závislost na dovozu fosilních paliv a podporuje energetickou soběstačnost regionů.
Podpora venkova: Pěstování energetických plodin a provoz zařízení na biomasu vytváří pracovní příležitosti ve venkovských oblastech.

Nevýhody

Zábor půdy a konkurence potravinám: Pěstování energetických plodin může konkurovat produkci potravin a krmiv, což může vést ke zvýšení jejich cen. Vyžaduje také značné plochy zemědělské půdy.
Dopady na životní prostředí: Intenzivní pěstování energetických plodin může vést k degradaci půdy, ztrátě biodiverzity a znečištění vody hnojivy. Při spalování biomasy, zejména v zastaralých zařízeních, vznikají emise pevných částic (prach), oxidů dusíku (NOx) a dalších škodlivých látek.
Logistika a skladování: Biomasa má nižší energetickou hustotu než fosilní paliva, což znamená, že pro stejný energetický výstup je potřeba větší objem materiálu. To zvyšuje náklady na dopravu a skladování.
Vysoké počáteční náklady: Výstavba moderních elektráren nebo tepláren na biomasu je investičně náročná.

📊 Využití v ČR a ve světě

Biomasa je nejvýznamnějším obnovitelným zdrojem energie v České republice. Podílí se více než 50 % na celkové výrobě energie z obnovitelných zdrojů. V roce 2023 činila výroba elektřiny z pevné biomasy 2 402,3 GWh. Významné je také její využití pro vytápění v domácnostech i v systémech dálkového vytápění. Vláda ČR a Evropská unie podporují využití biomasy prostřednictvím dotačních programů a provozní podpory, s cílem snížit závislost na fosilních palivech a dekarbonizovat energetiku.

V globálním měřítku hraje biomasa klíčovou roli zejména v rozvojových zemích. V rámci Evropské unie je biomasa zásadním prvkem pro plnění cílů Zelené dohody pro Evropu. Očekává se, že celosvětová poptávka po biopalivech poroste.

💡 Pro laiky: Co je to biomasa?

Představte si biomasu jako "rostlinné baterky", které načerpaly energii ze Slunce. Když rostlina roste, pomocí fotosyntézy si bere ze vzduchu oxid uhličitý (ten, co vydechujeme) a ukládá si sluneční energii do svých stonků, listů a kořenů. Tím vlastně "čistí" vzduch.

Když tuto rostlinu (nebo její zbytky, třeba slámu z pole nebo větve z lesa) spálíme v moderním kotli, uvolní se z ní teplo – přesně ta energie, kterou si rostlina uložila ze Slunce. A do vzduchu se vrátí ten samý oxid uhličitý, který si předtím vzala. Nová rostlina si ho zase vezme a koloběh se opakuje. Proto se říká, že je biomasa "uhlíkově neutrální", na rozdíl od uhlí nebo plynu, které do vzduchu přidávají uhlík starý miliony let.

Biomasa tedy není jen dřevo na oheň. Může to být i sláma, ze které se dělají pelety do automatických kotlů, nebo třeba kukuřice, ze které se vyrábí biolíh do automobilů. Dokonce i hnůj od zvířat je biomasa – v bioplynových stanicích se z něj vyrábí plyn, kterým se dá svítit a topit. Je to tedy chytrý způsob, jak využít odpad a zároveň získat čistší energii z místních zdrojů.

📚 Zdroje

🏷️ Kategorie