Nors diegiamos ir plėtojamos energijos taupymo priemonės bei technologijos, iškastinio kuro šaltiniai sparčiai senka. Dėl Lietuvos geografinės padėties, klimato sąlygų ir ribotų energijos išteklių įvairių atsinaujinančių energijos šaltinių naudojimo perspektyvos nėra vienodos. Šios priežastys bei brangios technologijos riboja vėjo, saulės, geoterminės energijos naudojimą. Poveikis gamtai ir landšaftui, mažas upių nuolydis neleidžia plačiai panaudoti vandens energijos. Rezervai, tūkst. Panaudota energiniams tikslams, tūkst. Mediena iki šiol daugiausia naudojama pjautinei medienai, statybinėms medžiagoms bei celiuliozei ir popieriui gaminti. Pastaruoju metu didėja ir susidomėjimas miško bei medienos perdirbimo pramonės atliekų panaudojimu kurui gaminti.
Biokuro elementai ir pagrindiniai šaltiniai
Biokuras - tai kuras, kuris yra pagamintas iš biomasės ar jos atliekų ir yra laikomas vienu iš atsinaujinančių energijos šaltinių, nes visiškai nepriklauso nuo iškastinio kuro. Beje, ši energija yra didžiausia atsinaujinančios energijos forma Europoje. Dėka kontroliuotų auginimo ir gamybos procesų, biomasės energija gali padėti sumažinti išmetamų dujų kiekį ir šiltnamio efektą. Taip pat, technologijų tobulinimo metu, į energijos gamybos grandinę įtraukiama vis daugiau patikrinimų bei normų, kad procesas būtų dar efektyvesnis. Biokuro energija galima konvertuoti į stabilias šilumos ir elektros energijos formas, dėl to ekonomiškai ji yra viena stabiliausių energijos rūšių.
Biomase dažnai įtraukiamos žaliavos: medienos kuras (skiedros, pjuvenos, granulės, briketai, malkos ir t. t.), energiniai miškai, žolė, šiaudai, javai. Medienos granulės gaminamos iš suspaustų pjuvenų ir panašių pramoninių atliekų; jos pasižymi žemu drėgnumu ir dideliu tankiu, dėl to yra efektyvi degioji medžiaga. Medžiagos iš medienos atliekų panaudojimas energijai gaminti yra svarbus ieškant pigesnių ir vietinių energijos šaltinių. Skirtumas tarp granulių ir briketų slypi dydyje ir paskirtyje: granulių skersmuo gali būti 6 ± mm arba 8 ± mm, o briketai yra didesni ir skirti kūrenimui kieto kuro katiluose ir krosnyse.
Techninės charakteristikos ir kokybės užtikrinimas granulių gamyboje
Gaminant medienos granules, atsiranda papildomų išlaidų džiovinimui ir suspaudimui, o tai padidina šio kuro kainą. Dalinai granulių gamybos metu dėl didelio slėgio ir aukštos temperatūros drėgmė išgaruoja; pagamintos granules turi drėgmę vidutiniškai tarp 8 ir 10 proc. Netinkamai sandėliuojamos granulės sugeria drėgmę, išbrinksta ir virsta drožlėmis. Kad granulės išliktų kokybiškos, jos turi būti apsaugotos nuo tiesioginio atmosferos kritulių poveikio. Jei drėgmė granuliuose viršija 12-14 proc., jos subyra. Džiovinimo ir sandėliavimo sąlygos yra esminės granulių kokybei.
Nedidelė granulių drėgmė ir jų cheminių elementų sudėtis lemia kuro savybes. Anglis (C) sudaro apie 40-60 proc. biokuro sausosios masės, deguonis apie 30-40 proc., vandenilis apie 5-6 proc., o azotas, sieros ir chloro dalis sudaro apie 1 proc. Sieros koncentracija gali didėti dėl priedų naudojimo gamybos metu. Minėti elementai turi įtakos degimo procesui ir emisijoms, o kiti - degimo produkcijai.
Kaloringumas, atsparumas gniuždymui ir granulių sandara
Šiluminė energija apskaičiuojama pagal viršutinį (Qv) ir apatinį (Qa) šilumingumą. Viršutinis šilumingumas priklauso nuo kuro cheminės sudėties ir gali būti nustatomas laboratorijoje; sausosios masės kaloringumas skiriasi nuo drėgnosios masės. Granulių atsparumas gniuždymui yra vienas iš svarbiausių mechaninių parametrų; be papildomų rišamųjų medžiagų pagamintos granulės atlaiko spaudimą iki 22,5 N/mm2. Supresuotų granulių tūrinė masė vidutiniškai siekia 650 kg/m³, o presavimo santykis su palaida drožlių mase - apie 7:1. Tai rodo, kad mišrios sudėties biokuro granulės gali būti gana tvirtos be rišiklių, atitinkant standartus ir sugebant išlaikyti aukštą energinę vertę.
Biokuro plėtra Lietuvoje: potecialas, investicijos ir politika
Lietuvoje biokuro poreikis ir naudojimas sparčiai auga: 1992 m. biokuro dalis šilumos gamyboje buvo 1,2 proc., o 2011 m. - 22,4 proc. Šalyje yra didelis biomasės potencialas - metinis suvartojimas gali prilygti 2 mln. tonų naftos ekvivalento (tne). Iš miško galima būtų kasmet gauti 565 tūkst. tne, iš žemės ūkio - 840 tūkst. tne, iš kelmų, likusių kertant miškus - 350 tūkst. tne, iš sąvartynų - 200 tūkst. tne energijos. Tačiau dabartinis suvartojimas yra tik dalinai išnaudotas; eksportas šiuo metu neatitinka viso potencialo. 2011-2020 m. numatyta skirti 1 mlrd. litų investicijų - tikimasi, kad kilovatvalandė iš biokuro pagamintos elektros energijos bus pigesnė už atominės jėgainės išvestinę produkciją. Tačiau biokuro perdirbimo ir logistikos sistemos tobulinimui gali prireikti apie 300 mln. litų, o papildomos priemonės ir įrangos diegimui - apie 700 mln. litų iš ES fondų paramos. Vienas iš iššūkių - užtikrinti, kad biokuro paklausa neviršytų pasiūlos, kitaip kaina kils ir sumažės kuro patrauklumas vartotojui. Viešųjų pirkimų skaidrumas ir konkurencija yra svarbios sąlygos sėkmingai biologinės energetikos plėtrai.
Biokuro įtaka ekonomikai ir aplinkai
Biokuras yra didžiausias atsinaujinančios energijos šaltinis ES (2019 m. biokuras sudarė apie 57 proc. visų atsinaujinančių energijos išteklių). Biomasė dažnai gaunama vietoje, o importo dalis yra mažytė - tik apie 3,5 proc. Energetikoje biomasė suteikia galimybes kurą generuoti arti vartojimo vietos, o tai prisideda prie mažesnių transporto išlaidų ir mažesnės taršos. Biokuras taip pat skatina įdarbinantį augimą ir darbo vietas, ypač medienos kuro ruošimo ir transportavimo sektoriuose. Tvirumą biomasės politikai parodo REDII politika, įsigaliojusi 2018 m. gruodžio mėn., plėtojanti tvarumo kriterijus visam atsinaujinančios energijos sektoriui, įskaitant biokūrą šildymui, aušinimui ir elektros gamybai. Kadri Simson teigia, kad biokuras yra pagrindinis atsinaujinančios energijos šaltinis Europoje ir turės reikšmingą vaidmenį siekiant 2050 metų tikslų. Biokuras laikomas svarbiu įrankiu mažinant išmetimą ir subalansuojant nestabilusite energijos šaltinius.
Miškų tvarkymas, tvarumas ir geopolitika
Miškų sektorius ir jo tvarkymas daro įtaką ES programoms: Klimato kaitos, Biologinės įvairovės, Žiedinės ekonomikos, Bioekonomikos, Kaimo plėtros ir Tvarios energijos programoms. Reguliarus retinimas ir efektyvus miško tvarkymas didina kokybę ir miškų atsparumą biotiniams rizikos veiksniams ir gaisrams. Biokuras yra neatsiejama miškininkystės dalis, reikalaujanti tvaraus ūkinimo ir integracijos į energetikos grandinę. Taikomosios programos skatina integruotą požiūrį: miškininkystėsdarbinimą nuo praktiko iki politikos formavimo lygmens.
Technologijų integracija ir ateities perspektyvos
Biokuro sektoriui ateityje svarbu tobulinti granuliavimo technologijas, siekti didesnio energijos grąžos, mažinti drėgmės perteklinį poveikį ir užtikrinti tvarų tiekimą. Pasitelkus vietinę biomasę, galima sumažinti priklausomybę nuo importo ir didinti ekonominę naudą regione. Dar vienas kelias - tobulinti transportavimą ir sandėliavimą, kad būtų išvengta prarastų energijos kiekio dėl drėgmės ir mechaninių pažeidimų granulių laikymo sąlygomis. Lietuvos kontekste svarbiausia - išnaudoti regioninį biokuro potencialą ir skatinti viešąsias bei privačias investicijas į techninę infrastruktūrą, įrangą ir procesų skaidrumą.
Kas yra biokuras? – Biomasės mokslo aiškinamasis vaizdo įrašas
Žemiau pateikta lentelė rodo pagrindinius granulių savybių parametrus ir jų reikšmę vartotojams:
| Savybė | Vertė | Reikšmė |
|---|---|---|
| Drėgnumas (granulėse) | 8-10% (gamykla) | Didžiausia įtaka degimo vertei |
| Kietoji medžiaga (C) | 40-60% | Darbinės savybės, energinė vertė |
| Vanduo (H) | 5-6% | Įtaka šiluminei vertei |
| Pušų drožlės / masė (granulių tankis) | 650 kg/m³ | Transportavimo ir sandėliavimo rodiklis |
| Atsparumas gniuždymui | iki 22,5 N/mm2 | Mechaninė kokybė be rišiklių |
Biokuro ekonominė perspektyva Lietuvoje matoma: tikimasi, kad atsinaujinančių išteklių dalis didės, o investicijos į deginimo įrangą ir logistikos sistemas su laiku atsipirks. Tačiau būtina užtikrinti, kad kainos ir pasiūla būtų subalansuotos, skaidrus konkursai ir konkurencija energetikos sektoriuje. Įgyvendinus šias priemones, biokuras gali tapti patrauklia alternatyva tradicinėms energijos šaltiniams ir prisidėti prie Lietuvos energetinės nepriklausomybės didinimo.