OIE Priručnik BH

8/20/2019 OIE Priručnik BH

1/148

PRIRUČNIK

O OBNOVLJIVIM IZVORIMA ENERGIJE


2/148

Handbook

2

O PROJEKTU

Trening priručnik je izraĎen od strane članova partnerstva u okviru SEE projekta "Energijskaefikasnost i obnovljivi izvori – potpora kreiranju politike na lokalnoj razini za energiju" (Enersupply), sufinanciran od strane Europske unije kroz Transnacionalni program za jugoistočnu

Europu. Projekat je usmjeren na jačanje institucionalnog kapaciteta lokalnih i regionalnih vlasti usmislu planiranja i upravljanja politike i djelovanja u području odrţive energije. Kroz projektprovedeno je 11 kurseva u jedanaest zemalja na području jugoistočne Europe. U cijelosti 83lokalne institucije i više od 200 njihovih zaposlenika i stručnjaka iz različitih područja susudjelovali na treninzima.

Priručnik za osposobljavanje je sam po sebi završni alat i temelji se na iskustvu ovih kurseva.Razvijen od strane tima stručnjaka i prevedena na sve jezike.

Za više informacija o projektu pozvani ste da posjetite web stranicu projekta: www.ener-supply.eu gdje moţete naći i link za e-learning platforme.

Autori

BIOMASA

Prof. Giovanni Riva

Redovni je profesor na Univerzitetu Marche (UNIVPM) sa znanstvenim istraţivanjima umetodama, tehnologijama za proizvodnju energije i uštedu pomoću biomase. U nacionalnom imeĎunarodnom kontekstu kao i istočnoj Europi, Aziji, Africi i Juţnoj Americi (FAO je okvir i EUprojekti) realizirao je inovativna postrojenja i sustave za prikupljanje podataka.

Prof. Ester Foppapedretti

Redovni je profesor na Univerzitetu Marche (UNIVPM) sa znanstvenim interesom u područjumehaničkih i poljoprivrednih strojeva, energije i skladištenje bio-proizvoda. Glavni istraţivačkapodručja su: Studija poljoprivredne mehanizacije; Analiza sposobnosti strojeva; Tehnologije zapojedine izvore energije; Studija upravljanja organskim otpadom.

Dr.sc. Carla de Carolis

Naučni istraţivač na UNIVPM sa znanstvenim interesom u LCA, teritorijalnom planiranju ianalizama biomase. Studirala je kroz istraţivanje u UE programu - Marie Curie stipendija s IFRF- International Flame Research Foundation, (NI). Od 2007, radi istraţivačke aktivnosti upodručju energije kroz UE-projekte u IEE i INTERREG programima.

HIDROENERGIJA

Eleftherios Giakoumelos

Inţenjer fizike, diplomirao na Univerzitetu u Patrasu. Posljednjih 15 godina radio za CRES.Tijekom prvih 8 godina, radio je u Odjelu za financijske usluge i kao glavne djelatnosti su mubile financijsko praćenje, kontrola i administrativna potpora istraţivačkim programima. Uposljednjih 7 godina je član Odjela za izobrazbu i provodi programe obuke, izvodi studije ianalize potreba trţišta.


3/148

Handbook

3

ENERGIJA VJETRA

Dr.sc. Charalambos Malamatenios

Inţenjer fizike, diplomirao na Sveučilištu u Patrasu. Posljednjih 10 godina radio za CRES.Tijekom prvih 8 godina, radio je u Odjelu za financijske usluge s glavnim zadacima u

financijskom praćenju, kontroli i administrativnoj potpori za istraţivačke progr ame. U zadnjih 5godina je član Odjela za obrazovanje i provodi programe obuke, izvodi studije i analize potrebatrţišta.

GEOTERMALNA ENERGIJA

Prof. Patrizio Signanini

Diplomirao je geološke nauke 1971.g. na Sveučilištu u Trstu, specijalizirao primijenjenugeofiziku za hidrogeologiju. Konzultantske poslove je radio u Italiji i u inostranstvu. Bio jeuniverzitetski profesor zaduţen za primijenjenu geofiziku na Univerzitetu u Camerinu i

Univerzitetu u Anconi. Od 2001.g. je voditelj naučnim istraţivanja za Lotti Associati SpA ospremniku vode u suptropskom području. Autor je oko 50 naučnih radova.

Giancarlo Crema

Diplomirao je geološke nauke 1963.g. i kemiju 1968.g. na Univerzitetu u Torinu. Bio je analitičari istraţivač stijena, vode i tla na Univerzitetu u Torinu i radio je kao nadzorni inţenjer i voditeljmnogih istraţivačkih radova u Italiji. Bio je univerzitetski profesor na Odsjeku hidrogeologije naUniverzitetu u Camerinu. Od 1994.g. je profesor primijenjene hidrogeologije i hidrogeologijeokoliša na Univerzitetu u Chietiju-Pescara. Autor je oko 50 naučnih radova.

Micaela Di Fazio

Diplomirala je geološke nauke na Univerzitetu "UNIROMA 3" u Rim je i geološke nauke(poslijediplomski specijalistički studij) 2009.g. na Sveučilištu "G. D'Annunzio "u Chieti ju -Pescara. Na doktorskom je studiju na Sveučilištu "G. D'Annunzio "u Chieti - Pescara od 2010.g.SuraĎuje s Institutom za Napredne biomedicinske tehnologije (ITAB) i Drţavnom upravomšumarstva na provoĎenju termografskih istraţivanja tla i kontaminiranih mjesta (odlagališta) .

FINANCIJSKA EVALUACIJA

Prof. Jozef Gajdoš

Diplomirao je na Ekonomskom univezitetu, Fakultetu poslovne administracije. Ima 24 godineiskustva u logistici, upravljanju projektima, ekonomskim i financijskim analizama. SuraĎivao je,od 1990 na Ekonomskom univerzitetu u Bratislavi (Slovačka), Fakultetu poslovne administracijeu Košicama, kao docent sa specijalizacijom u logistici. Autor je oko 30 naučnih radova.

Prof. Rastislav Ruĉinský

Diplomirao je na Ekonomskom univezitetu, Fakultetu poslovne administracije. Ima 9 godinaiskustva u upravljanju projektima i ekonomske i financijske analize. Prodekan je za razvoj,informatizaciju i odnose s javnošću i docent na Fakultetu poslovnog upravljanja u Kosice,Ekonomskom univezitetu u Bratislavi (Slovačka). Završio je doktorski studij 2004.g. na istomunivezitetu. Specijalizirao je upravljanje projektima i f inancije. Autor je oko 30 naučnih radova


4/148

Handbook

4

ZAHVALE

Projektu ENER-SUPPLY dat je velikodušan doprinos, vrijeme i znanje pojedinaca iz širegprojektnog tima, kako bi se ovaj zadatak uspješno realizirao. To su prof Kneţević, dr. MašaBukurov, Margareta Zidar, inţ. Patrizia Carlucci i dr.sc. Jana Nascakova.

Koordinacija i planiranje aktivnosti tijekom izrade priručnika i sve aktivnosti obuke proveli suMarco Caponigro i Azrudin Husika.

Još jedna skupina osoba zasluţuje posebnu pohvalu. Djelatnici lokalnih i regionalnih vlasti kojesu sudjelovale na kursevima u svim zemljama jugoistočne Europe tijekom projekta ENER-SUPPLY, zahvaljujući njihovom sudjelovanju, komentarima i primjedbama bilo je mogućepregledati i prilagoditi sve materijale. Zajedničko tehnički sekretarijat programa JugoistočnaEuropa (JTS SEE) je prepoznalo potencijalnu vrijednost ovog projekta i otvorili vrata zaraspravu.

Tragično, Ilian Katesky je preminuo u novembru 2011.g. Njegova podrška tokom mog boravkau Bugarskoj, njegov smisao za humor i osjećaj za ugodan ţivot nedostajat će mnogimprijateljima i kolegama.

Marco Caponigro

Napomena

Autori preuzmaju punu odgovornost za informacije i mišljenja iznesena u ovom priručniku. Tistavovi ne predstavljaju poglede ili stavove Europske komisije, su-financijera ovog projekta.Značaj ovog rada bit će ocijenjen i od drugih korisnika, a sve pogreške i propusti su potpunostina autorima.


5/148

Handbook

5

UVOD

Povećanje emisija stakleničkih plinova pokazuje veliku prijetnju klimatskim promjenama, spotencijalno katastrofalnim posljedicama za ljude. Korištenje obnovljivih izvora energije (OIE),zajedno s poboljšanjem energijske efikasnosti u neposrednoj upotrebi (EE) moţe doprinijetismanjenju potrošnje primarne energije, ublaţavanju emisija stakleničkih plinova, i tako spriječiti

opasne klimatske promjene.

Neiskorišten potencijal biomase, Sunčeve, hidroenergije, energije vjetra i geotermalne energije je još uvijek visok. MeĎutim, u posljednjih nekoliko godina zbog značajnog javnih poticaja uobliku feed-in-tarifa, u mnogim europskim zemljama razvoj ovog sektora je postupno povećan.

EU donijela svoju strategiju u borbi protiv klimatskih promjena kroz Plan odrţivog razvojaEurope 2020.g. u kojoj su postavljeni ambiciozni ciljevi u pogledu energije (tzv. 20-20-20). Smjerprema smanjenja emisija CO2 zahtijeva da javni sektor prepozna i podupre ekonomskemogućnosti. Osobito lokalna uprava moţe igrati stratešku ulogu kao upravitelj aktivnostima ikonačni provoditelj javnih politika. Stoga u području odrţive energije, neophodno je ojačatikapacitete javnog sektora kr oz osnaţivanje vlastite radne snage.

To je ključni cilj priručnika, ojačati dio vještina i kompetencija u području planiranja i upravljanjaobnovljivih izvora energije. Udţbenik se u velikoj mjeri oslanja na različite metodologije,organiziran je u četiri dijela, po jedan za svaki obnovljivi izvor energije:

(1) biomasa,(2) geotermala energija,(3) hidroenergija,(4) energija vjetra.

Cilj priručnika je prikazati dobar pregled obnovljivih izvora energije, glavni tehnološki razvoj i

studije slučaja, zajedno s primjer ima korištenja izvora. Tekst nastoji - ako postoji - i da seusredotoči na planiranje mogućih koncepata, kako postaviti kartu za identifikaciju i pruţiti prvudimenziju potencijala svakog izvora i kako provesti studiju izvodljivosti. Podaci se oslanjaju narelevantnim meĎunarodnim izvorima znanja. Publikacija sadrţi na kraju kratki prilog ofinancijskoj procjeni, korisnoj za onima koji nisu upoznati s takvom vrstom analize.

Ţelja nam je da ovaj rad pridonese prevladavanju postojećih barijera u razvoju obnovljivih izvoraenergije.

Marco Caponigro Azrudin Husika


6/148

Handbook

6

SADRŢAJ

BIOMASA

1. UVOD .............................................................. ................................................................. ...................................... 11

2. BIOMASA I ODRŢIVOST ................................................................ ............................................................... ........ 11

2.1 DEFINICIJA BIOMASE ............................................................... .............................................................. ................... 11

2.2 BIOMASA I ODRŢIVOST ............................................................. .............................................................. ................... 11

2.3 EU SHEMA ODRŢIVOSTI ZA BIOGORIVA ........................................................... ............................................................ 13

3. BIOMASA ........................................................ ................................................................. ...................................... 14

3.1 VRSTE BIOMASE ...................................................................................................................................................... 14

3.1.1 Bi om asa iz ene rg ijs kih zasada ....................................................................................................................... 14

3.1.2 Bi om asa iz os tat aka i ot pada .......................................................................................................................... 17

4. ANALIZA I PROCJENA PROIZVODNJE BIOMASE ................................................................ ............................. 20

4.1 KLASIFIKACIJA BIOMASE .......................................................................................................................................... 20

4.2 PROCJENA POTENCIJALA BIOMASE ................................................................ ............................................................ 21

4.3 IZRAĈUNAVANJE POTENCIJALNE BIOMASE ................................................................ .................................................. 22

4.3.1 Pot encij al bi om ase iz en erg ijs ki h u sj eva ...................................................................................................... 22

4.3.2 Pot encij al b iomase o d o st atak a i o tp ada ....................................................................................................... 26

4.4 IZRAĈUNAVANJE RASPOLOŢIVE BIOMASE.................................................................................................................... 31

5. PRETVARANJE BIOMASE U ENERGIJU: PREGLED TEHNOLOGIJA ..................................................... ........ 31

5.1 INTEGRACIJA TEHNOLOGIJA: OPŠTI ASPEKTI .............................................................. ................................................. 33

6. ZAKLJUĈAK .............................................................. .............................................................. .............................. 34

HIDROENERGIJA

1. UVOD .............................................................. ................................................................. ...................................... 37

1.1 OSNOVNE DEFINICIJE I PROCESI................................................................................................................................. 37

1.2 PREDNOSTI MALE HIDROELEKTRANE ............................................................... ............................................................ 38

2. OSNOVE HIDROENERGIJE ............................................................ ............................................................... ........ 38

2.2 SNAGA I ENERGIJA ........................................................ .............................................................. .............................. 39

2.3 GLAVNI ELEMENTI MALOG HIDROENERGETSKOG SASTAVA .................................................................................... ........ 40

3. TEHNOLOGIJA ........................................................... .............................................................. .............................. 41


7/148

Handbook

7

3.1 PREGLED .......................................................... ................................................................. ...................................... 41

3.2 TIPOVI TURBINA POGODNIH ZA MHE ............................................................... ............................................................ 41

3.3 KRITERIJI ZA ODABIR TURBINE ................................................................................................................................... 44

3.4 EFIKASNOST TURBINE .............................................................................................................................................. 45

3.5 KONTROLA ....................................................... ................................................................. ...................................... 46

3.6 ODVAJANJE NEĈISTOĆA ........................................................... .............................................................. ................... 46

4. PROCJENA RESURSA .......................................................................................................................................... 48

4.1 UVOD ...................................................................................................................................................................... 48

4.2 NACIONALNI I REGIONALNI NIVOI ................................................................................................................................ 49

4.3 PROCJENA RESURSA NA LOKALNOM NIVOU (SPECIFIĈNA ZA LOKACIJU) ....................................................... ................... 51

5. CRES METODA ZA PROCJENU POTENCIJALA MALE HIDROELEKTRANE .................................................... 54

5.1 OSNOVNA IDEJA ....................................................................................................................................................... 54

1. VJETAR I ENERGIJA VJETRA ....................................................... ............................................................... ........ 68

1.2 NOMINALNA SNAGA VT ............................................................ .............................................................. ................... 69

1.3 PREUZIMANJE SNAGE VJETRA VJETRO TURBINOM ................................................................................................ ........ 69

SLIKA 1.3: PROTOK VJETRA KROZ VJETROTURBINU ........................................................... .............................. 70

1.4 PROMENLJIVOST VJETRA .......................................................... .............................................................. ................... 71

1.5 PROMENLJIVOST U VREMENU .......................................................... ............................................................... ........ 72

2. PROCJENA RESURSA VJETRA ........................................................................................................................... 73

2.1 UVOD ...................................................................................................................................................................... 73

2.2 ODREĐIVANJE KARAKTERISTIKA LOKACIJE ................................................................ .................................................. 74

2.3 POSTUPAK ........................................................ ................................................................. ...................................... 75

3. PROFILI BRZINE VJETRA I MJERENJA .............................................................. ................................................. 77

3.1 PROFILI BRZINE VJETRA ............................................................................................................................................ 77

3.2 MJERENJE BRZINE VJETRA ....................................................................................................................................... 78

TABELA 3.1: KARAKTER ISTIKE RAZLIČITIH TI POVA MANOMETARA ................................................................ 81

3.3 PREDSTAVLJANJE ARHIVIRANIH PODATAKA ................................................................ ................................................. 81

3.4 ANALIZA PODATAKA NA LICU MJESTA ......................................................................................................................... 83

4. PROCJENA PROIZVODNJE ENERGIJE ............................................................................................................... 85


8/148

Handbook

8

4.1 IZRAĈUNAVANJE AEP KORIŠTENJEM IZMJERENOG HISTOGRAMA BRZINE VJETRA ............................................................ 85

4.2 IZRAĈUNAVANJE AEP KORIŠTENJEM TEORIJSKI RASPODJELE BRZINE VJETRA ........................................................ ........ 86

5. UTICAJNI PARAMETRI ZA IZBOR LOKACIJE ..................................................................................................... 87

5.1 PRILAZ LOKACIJI ...................................................................................................................................................... 88

5.2 INTEGRACIJA U POSTOJEĆU MREŢU ............................................................................................................................ 88

5.2.1 Javni sistem za prijenos i distibuciju električne energije ............................................................................. 88

5.2.2 Projekat priključenja na mrežu ............................................................ ............................................................ 89

5.3 DRUGI UTICAJNI FAKTORI ZA IZBOR LOKACIJE .............................................................................................................. 90

5.3.1 Pitanja od značaja za lokalnu zajednicu ........................................................ ................................................. 90

BUKA .......................................................................................................................................................................... 92

Tabela 5.1: Uobičajeni nivoi buke (Gipe, Wind Energy Comes of Age, p.375) ..................................................... 92

5.3.2 Izbjegavanje divljih životinja i druge osjetljive oblasti ............................................................... ................... 93

STANIŠTA DIVLJIH ŢIVOTINJA ................................................................................................................................ 94

5.4 PLANIRANJE RAZVOJA PROJEKTA VJETRO ELEKTRANE ........................................................... ...................................... 95

6. METODOLOGIJA ZA IZRADU ATLASA VJETRA PO CRES-U I REZULTATI PRIMJENE .................................. 95

6.1 UVOD ...................................................................................................................................................................... 95

6.2 OPIS METODOLOGIJE ................................................................................................................................................ 96

1. GEOTERMALNA ENERGIJA I OKOLIŠ ............................................................... ................................................. 99

1.1 PREDNOSTI GEOTERMALNE ENERGIJE ZA OKOLIŠ ........................................................................................................ 99

1.2 GEOTERMALNI TEMPERATURNI GRADIJENT ................................................................................................................. 99

2. OSNOVNE INFORMACIJE O GEOTERMALNOJ ENERGIJI .............................................................................. 101

2.1 GEOTERMALNI SISTEMI ............................................................. .............................................................. ................. 101

2.2 KONCEPT ENTALPIJE .............................................................................................................................................. 102

3. KORIŠTENJE GEOTERMALNIH RESURSA ...................................................................................................... 103

3.1 DIREKTNE UPOTREBE TOPLOTE ........................................................... ............................................................... ...... 104

4.1.1 Prin ci p rad a to plo tn ih pumpi ......................................................................................................................... 104

4.2 PROIZVODNJA ELEKTRIĈNE ENERGIJE ............................................................. .......................................................... 105

5. ISTRAŢIVANJE GEOTERMALNIH RESURSA ................................................................................................... 107

5.1 METODE ISTRAŢIVANJA .......................................................................................................................................... 107


9/148

Handbook

9

5.1.1 Pot reb ni ul azni po dac i ................................................................................................................................... 107

5.1.2 Raspoloživost ulaznih podataka u različitim zemljama .............................................................. ................. 109

5.1.3 Meto do lo gi ja razv oj a RES mapa.................................................................................................................... 110

5.1.4 Prim jer jedne RES mape ................................................................................................................................ 112

1. UVOD .............................................................. ................................................................. .................................... 122

2. EKONOMSKI ASPEKTI EVALUACIJE IZVORA OBNOVLJIVE ENERGIJE ....................................................... 122

2.1 OSNOVNI KONCEPT ..................................................................................................................................... 122

2.2 OSNOVNE METODE ZA EVALUACIJU PRIRODNIH RESURSA ........................................................ .................................... 123

2.3 OSNOVNI EKONOMSKI PROBLEMI ......................................................... ............................................................... ...... 124

2.4 ANALIZA TROŠKOVA I KORISTI ............................................................ ............................................................... ...... 129

2.5 ANALIZA EKONOMSKIH UĈINAKA ......................................................... ............................................................... ...... 130

2.6 ALTERNATIVNI NAĈINI BUDŢETIRANJA KAPITALA ....................................................................................................... 131

IZRAĈUN ...................................................... ................................................................. ............................................... 135


10/148

Handbook

10

BIOMASA


11/148

Handbook

11

1. Uvod

Ovaj izvještaj je alat za lokalni trening koji je predviĎen u okviru aktivnosti na projektu ENERSUPPLY. U izvještaju se razmatraju različiti aspekti odrţivosti, inovacija, inţinjeringa i nauke.Fokus je na raznim aspektima vezanim za biomasu kao što su: definisanje i klasifikacija;evaluacija potencijala i raspoloţivih izvora, odabir tehnologije za korištenje biomase; izvještaj

takoĎe sadrţi uputstvo za rješavanje kritičnih pitanja i za identifikaciju osnovnih strateškihmogućnosti. Ovi pojmovi su prezentirani prema sljedećim poglavljima:

Biomasa i održivost Klasifikacija resursa biomaseEvaluacija biomaseTehnologije prerade biomaseEvaluacija i monitoring projekata vezanih za bioenergiju

U poglavljima 1 - 3 je predstavljena analiza odrţivosti i proizvodnje biomase. Poglavlje 4 sadrţiključne informacije za razumijevanje pojedinosti koje se odnose na konkretne tehnologije.Poglavlje 5 integriše nalaze u analizu odrţivosti koja je namijenjena kao pomoć projektima, sasaţetkom glavnih strateških odnosa u pogledu razvoja odrţivog korištenja bioenergije.

2. Biomasa i odrţivost

Biomasa koja se smatra izvorom energije bitno se razlikuje od nekarbonskih izvora energije(npr.: vjetar). Ona bi mogla dati energiju i proizvode slične tradicionalnim koji se proizvodekorištenjem postojećih fosilnih goriva. Biomasa takoĎer ima vaţnu prim jenu kao hrana i sirovinau industriji koja se mora ispravno integrisati u korištenje energije kako bi se poštovao principodrţivosti koji je analiziran u narednim poglavljima.

2.1 Definicija biomase

Prema definiciji koja je data u dirketivi 2009/28/EK, biomasa je "biorazgradivi dio proizvoda,otpada i ostataka biološkog porijekla iz poljoprivrede (kako biljnog tako i životinjskog porijekla),šumarstva i srodnih sektora kao što je ribarstvo i akvakultura kao i biorazgradivi dioindustrijskog i komunalnog otpada"1.Ovo znači da uz odgovarajuću industrijsku preradu, novodobivena biomasa moţe da se pretvoriu prirodni gas i tečna i čvrsta fosilna goriva. Korištenjem različitih procesa transformacije kao što je sagorijevanje, gasifikacija i piroliza, biomasa moţe da se transformiše u “bio-goriva” zatransport, “bio-toplotnu energiju” ili “bio-električnu energiju”.

2.2 Biomasa i odrţivost

Korištenje bioenergije je povezano sa uticajem na korištenje zemljišta. „Obnovljiv‟, „niska emisijastakleničkih gasova‟ i „odrţiv‟ nisu izrazi čije značenje je sinonimno i moraju se razmatratizasebno u projektima vezanim za biomasu.Tačnije, “odrţivost” je ispunjena kada projekat koji je baziran na obnovljivim izvorima imanegativan ili, barem, neutralan bilans CO2 tokom ţivotnog ciklusa.

1 Prema članu 2(e) irektive 2009/28/EK


12/148

Handbook

12

Lanac biomase moţe imati negativni bilans ugljenika (neto uklanjanje CO2eq. iz atmosfere) kao ipozitivni bilans ugljenika (neto dodatak CO2eq.): to zavisi od prakse na terenu, transporta itehnologija obrade 2(BCT, 2007).Emisije stakleničkih gasova predstavljaju jedan od kriterija okoliša koji je sadrţan u analiziodrţivosti ali on nije dovoljan. Koncept odrţivosti treba da uzme u obzir i druge različite aspektekao što je ekoliški, kulturni, zdravstveni aspect kao i da ih integriše sa ekonomskim aspektom

(Slika 2).Generalno posmatrano, koncept odrţivosti koji se primjenjuje na sektor bioenergije se zato nemoţe odvojiti od okolišnog, ekonomskog i socijalnog aspekta kao što je prikazano na slici 1 i 2. Ako je jedan od ovih aspekata izostavljen, on moţe biti dio proporcionalnih, podnošljivih iliizvodljivih uslova ali ne i odrţivih. Stoga projekti koji se odnose na biomasu neće biti u potpunosti uspješni ako ne uključujuodrţivo snabdijevanje biomasom, izvodljive poslovne uslove i društvenu podršku kako jeprikazano u tabeli 1.Koncept procjene biomase je značajno evoluirao zahvaljujući direktivi RED 2009/208/EK. Napočetku je procjena biomase za teritorijalno planiranje bila bazirana na vrijednostimapotencijalne biomase, a kasnije je bila bazirana na vrijednostima raspoloţive biomase; sada, jeprema direktivi RED potrebno učiniti jedan korak više u eveluaciji “održive biomase”. Nije sva

raspoloţiva biomasa odrţiva.

Slika1. – Opšti koncept pristupa odrţivosti, (Adams W.M., 2006)

2

Negativni bilans ugljenika se postiže ako se zaliha biomase povedava ili se ugljenik odstranjuje iz ciklusa ugljenika putem neaktivnog ugljenikaiz zemljišta, pirolize dumura ili ostranjivanja i eponovanja ugljenika.


13/148

Handbook

13

Slik a 2. - Opšti pristup projekta bioenergije

Tabela 1. – Hijerarhija mogućnosti održivosti za projekte biom ase (Crucib le Carbon, 2008)

Kriteriji odrţivosti Aspekti koi su predmet procjene

Pouzdan izvor snabdijevanja okolinski prihvatljivebiomase

- Raspoloživost zemljišta

- Raspoloživost vode

- Biodiverzitet

Komercijalno i tehnološki izvodiv proces prerade - Snabdijevanje hranom

- Tehnologija

- Proizvodi i tržište

Dozvola za rad

- Državne direktive

- Dirketive Zajednice

- Javni konsenzus

Moţe se zaključiti da je proizvodnja energije iz obnovljivih izvora na odrţive načine isto tako jedan društveni izazov koji podrazumijeva izmjene drţavnog i meĎunarodnog zakonodavstva(kao što je to djelimično uraĎeno s direktivom RED 2009/28/EK), planiranje komunalnog isektora transporta kao i promjena ţivotnog stila i uvoĎenje potrošačke etike.

2.3 EU Shema odrţivosti za biogoriva

Prednosti biogoriva u odnosu na tradicionalna goriva predstavljaju veću energijsku sigurnost,smanjen uticaj na okoliš, devizne uštede i socioekonomska rješenja koja se odnose na ruralnisektor. Koncept odrţivog razvoja utjelovljava ideju meĎusobne veze i ravnoteţe izmeĎuekonomskog, socijalnog i okolišnog aspekta (Demirbas A., 2009).

Kao posljednica nivoa EU, sa rezolucijom od 25.09.2007. godine o mapi puta za obnovljivuenergiju u Evropi, Evropski parlament je naglasio vaţnost kriterija odrţivosti za biogoriva izahtijevao da Komisija poduzme mjere da izgradi obavezan sistem certificiranja za biogoriva.

Objavljivanjem direktive RED (2009/28/EK) su obuhvaćeni kriteriji okolišne odrţivosti i zahtjevi upogledu verifikacije za biogoriva i druge bio tečnosti.


14/148

Handbook

14

Komisija je takoĎer zahtijevala fokusiranje na standarde koji su potrebni za implementacijudirketive 2009/28/EK, a aktivnost standardizacije je u toku u okviru CEN-a (CEN tehničkakomisija 383) za definiciju biomase koja je proizvedena na odrţiv način za korištenje energije.

Sa posljednjom direktivom kr iterija odrţivosti za upotrebe biomase, Evropska komisija je uvelasveobuhvatnu i naprednu šemu odrţivosti, a zemlje članice su odgovorne da ih potvrde i

implementiraju za biogoriva/biotečnosti koje se proizvode u EU. Druga vaţna stvar šemeodrţivih kriterija je tipologija zemljišta. Biogoriva se naročito ne mogu proizvoditi na zemljištimakoja imaju visoku vrijednost biodiverziteta. Sirovine ne treba da se dobijaju iz primarnih šuma ilisa zaštićenih područja ili na travnjacima sa visokim stepenom biodiverziteta. Komisija ćedefinisati kriterije i geografske oblasti kako bi identifikovala travnjake sa visokim stepenombiodiverziteta.

Drugi odrţivi kriterij koji je razmatran u direktivi RED je visok nivo zaliha ugljenika: sirovine netreba uzimati s močvarnog tla, kontinuirano pošumljenih oblasti i oblasti sa 10-30 % zasadakonoplje i treseta.

Na kraju, direktiva RED razmatra biogoriva koja se samo djelimično dobijaju iz neobnovljivihizvora. Za neka od njih, kao što je ETBE, direktiva RED pokazuje koji procenat goriva jeobnovljiv za svrhe obračuna.

Za goriva koja nisu navedena, (uključujući goriva koja su proizvedena u fleksibilnim procesima,sa kombinacijom različitih izvora, tj. sistem kosagorijevanja), moţe se izvesti odgovarajućaanalogija iz pravila za električnu energiju koja je proizvedena u postrojenjima koja koriste višegoriva: treba uzeti u obzir doprinos svakog izvora energije u zavisnosti od sadrţaja energijesvakog od njih.

3. Biomasa

Lanci bioenergije date teritorije se moraju realizovati uzevši u obzir tehnologije i vrste biomasekako bi se postigli najbolji rezultati. Tato mora biti poznata klasifikacija i specifičnosti različitihresursa biomase.

U ovom poglavlju je sadrţan opšti opis biomase i njena veza sa uslovima prerade. Isto tako,date su karakteristike biomase koje mogu imati veći uticaj na šemu odrţivosti i njihovaiskoristivost kod primjene bioenergije.

3.1 Vrste biomase

Većina biomase koja je dostupna za bioenergiju se dobija iz materijala biljnog ţivotinjskogporijekla.

Niţe su navedene neke od vaţnih karakteristika različitih vrsta biomase. Prva se odnosi naporijeklo biomase iz različitih sektora kao što su: poljoprivreda, šumarstvo, industrija i komunalnisektor. Druga klasifikacija je prema prirodi biomase koja moţe biti energijski zasad, ostaci iotpad.

3.1.1 Biomasa iz energijskih zasada

Biomasa od energijskih zasada dolazi iz poljoprivrednog i sektora šumarstva.

Jednogodišnji travnati zasadi


15/148

Handbook

15

Travnate (monokotiledone) biljke čine većinu moderne široko rasprostranjene poljoprivrede.Jednogodišnji travnati zasadi uključuju ţitarice kao što je ţito, ječam, zob, raţ i druge ţitarice;šećerna repica, šećerna trska; krmno bilje kao što su vrste djeteline i krmno bilje.

Sjeme ovih ţitarica, korijen i stablo drugih biljaka je obično dobar izvor skroba koji se moţekoristiti u tehnološkim procesima za proizvodnju biogoriva ili energije.

Selektivni uzgoj (posebno za “usjeve koji se ne koriste u ishrani”) se koristi za promjenukoeficijenta sjemena/biljke kod mnogih vrsta kod kojih postoji veliko povećanje prinosa.

Višegodišnji travnati zasadi

Ova vrsta biomase se moţe koristiti kao hrana ukoliko to omogućavaju ekonomske prilike.Trska i šećerna trska koje brzo rastu (kao što je Arundo Donax, visoke trave) su primjeritravnatih zasada koje mogu posluţiti kao dobar nutritijent za povećanje produktivnosti biomase;ali u isto vrijeme, neke druge agronomske karakteristike predstavljaju samo nedostatke kao što je iscrpljivanje hranljivih tvari iz zemljišta, visoka cijena podizanja zasada, relativno slabamehanizacija ţetve, visok stepen vlage za vrijeme ţetve i visok sadrţaj pepela. (Ranalli P.,2010).

Artičoka i miskantus su su drugi energijski zasadi sa mediteranskim karakteristikama uzgoja samalo vode: iz ovog razloga im je posvećeno veliko interesovanje i istraţivanje u oblastiagronomije i genetike sa programima za unapreĎenje.

Uljarice

Uljarice obuhvataju jednogodišnje zasade od kojih se iskorištava sjeme i višegodišnje zasadeod kojih se iskorištava stablo.

Zasadi od kojih se iskorištava sjeme

Sa agronomske tačke gledišta, zasadi od kojih se iskorištava sjeme su se drugačije razvijali odţitarica i stoga mogu imati dodatnu prednost kao prvi zasadi koji suzbijaju biljne patogene.

Uljarice koje su najviše zastupljene u Evropi su uljana repica i suncokret. Biljno ulje se običnoizdvaja pod presom i/ili otapalom i koristi se za pripremu hrane, sapuna i kozmetike. Ulje iz ovihusjeva obično sadrţi druge elemente sjemena (proteine ili skrob) kao dio prinosa.Lignocelulozni dio uljar ica, koji se tradicionalno koristi kao zaštitini prekrivač oko biljke ili stočnahrana, se takoĎer moţe spaljivati za dobijanje toplotne ili druge energije, dok se biljno ulje moţekoristiti za primjenu bioenergije više vrijednosti, posebno kao zamjena za dizel (Crucible

Carbon, 2010).

Biljna ulja dobivena iz ovih usjeva i modificirana u metil-esterima se obično nazivaju „„biodizel” ivrlo vjerovatno će postati alternativna goriva za dizel.

Zasadi od kojih se iskorištava stablo

Ulje se zapravo dobija iz nekoliko vrsta stabala: palma, kokosovo drvo i makadamija. Palminoulje se posebno koristi u razvijenim zemljama za proizvodnju jestivog ulja i primarnih proizvodaza biodizel.

MeĎutim, široka upotreba jestivih ulja moţe prouzrokovati velike probleme kao što je glad uzemljama u razvoju. Udvostručena upotreba palminih ulja povećava konkurenciju izmeĎu trţišta jestivih ulja i trţišta biogoriva i uzrokuje povećanje cijena biljnog ulja u zemljama u razvoju.


16/148

Handbook

16

Upotreba nejestivih palminih ulja, u poreĎenju sa jestivim uljima, je vrlo značajna u zemljama urazvoju usljed ogromne potraţnje za jestivim uljima i ona su daleko skuplja ako se trenutnokoriste kao gorivo. Proizvodnja biodizela iz različitih nejestivih uljarica se dosta istraţuje uposljednjih nekoliko godina3 (Balat M., 2010).

Zasadi od kojih se iskorištava stablo sa niţom hranljivom vrijednosti mogu biti resurs za

bioenergiju i kao višegodišnji usjev obezbjeĎuju vodu i prednosti ponora ugljenika. Nejestiviusjevi takoĎer ne msnifestuju oscilacije u vrijednosti koja se odnosi na pitanja ponude Ipotraţnje hrane. Mnoge vrste od kojih se dobija nejestivo ulje, kao što je Jatropha (usuptropskim oblastima), mogu biti korisna za bioenergiju i često se naglašava da se ne moguporediti sa jestivim zasadima. MeĎutim, ove vrste mogu imati dosta odlika karakterističnih zakorov i mogu biti zabranjene kako bi se ograničio rizik od zaraze (Crucible Carbon, 2008).

Kao problem se često navodi stopa vegetativnog rasta i prinos usjeva (Balat M., 2010).

Tabel a 2. - PoreĎenje različitih uljarica za proizvodnju biodizela (Balat M., 2010)

Uljarica Proizvodnja ulja (t/ha) Izvor

Uljana repica 1 M.Balat, 2010

Soja 0,52 M.Balat, 2010

Suncokret 0,9 Foppa Pedretti et al., 2009

Palma 5 M.Balat, 2010

Jatrofa3 0,5 M.Balat, 2010

Mikroalge 50 M.Balat, 2010

Lignocelulozni zasadi

Ţito i soja su jednogodišnje biljke dok su različite vrste lignoceluloznih bioenergijskih zasadaobično višegodišnje.

Lignocelulozni zasadi obuhvataju višegodišnje travnate zasade i druge zasade od kojih seiskorištava stablo.

Herbaceous species include crops as: Switchgrass, Panicum virgatum; Phalaris Arundinaceaand Miscanthus (Miscanthus spp.)

Listopadne vrste obuhvataju šumske vrste kao što je vrba Salix spp., jablan Populus spp.,eukaliptus i druge. MeĎu njima je jablanu, miskantusu i panicum virgatumu posvećena posebnapaţnja zbog njihovog visokog prinosa za biomasu, efikasne nutritivne iskoristivosti, niskogpotencijala za eroziju zemljišta, mogućnosti odstranjivanja ugljenika i manjim zahtjevima u

pogledu inputa fosilnih goriva u poreĎenju sa jednogodišnjim usjevima (Abbasi T. et al, 2009).

Vršeno je više istraţivanja jablana koji se smatra jednom od najvaţnijih biljaka zbog njegovekratke rotaci je: ovo je omogućilo razvoj vaţnih genetičkih programa sa povećanjem vrsta iklonova koji se mogu izvoziti širom svijeta. Druge šumske vrste kao što je eucaliptusomogućavaju proizvodnju biomase u toplijim uslovima kao što je mediteranska klima (Ranalli P. ,2010).

3 Proizvonja bioizela iz različitih nejestivih zasaa se posljenjih goina osta istražuje. Neki o ovi h nejestivih zasada su Jatropha tree

(Jatropha curcas), Karanja (Pongamia pinnata) , sjeme duhana (Nicotiana tabacum L.) , rižine mekinje , Mahua (Madhuca indica), Neem(Azairachta inica), kaučuk (Hevea brasiliensis), Castor, Linsee, i Microalgae, it.


17/148

Handbook

17

3.1.2 Biomasa iz ostataka i otpada

Analiza biomase iz ostataka i otpada je komplikovanija iz razloga sloţenosti materijala kojima seupravlja i različitih sektora porijekla (tj.: od poljoprivrede do komunalnog sektora).

Kao prvo, direktiva EU 2008/98/EK definiše razliku izmeĎu sporednog proizvoda i otpada:

“Sporedni proizvod je svaki materijal koji se može ponovo iskoristiti dok se otpad definiše kaomaterijal koji je dobiven na kraju ciklusa proizvodnje i ne može se reciklirati ” (Castelli S., 2010).

Otpadni materijali se dobivaju u procesu proizvodnje, industriji i iz komunalnog čvrstog otpada;tipični sadrţaj energije je od 10,5 do 11,5 MJ/kg.

Prakse upravljanja otpadom u razvijenim zemljama se razlikuju od onih u zemljama u razvoju,kao i u urbanim od ruralnih područja i stambeni od industrijskih proizvoĎača otpada.

Početna situacija upravljanja otpadom zemlje u razvoju se razlikuje od one u industrijalizovanojzemlji. Transfer dokazane tehnologije od jedne do druge zemlje moţe biti prilično neadekvataniako tehnički izvodiv i priuštiv. Vrlo je vaţno razumjeti lokalne faktore kao što su:

- Karakteristike otpada i promjene klime po godišnjim dobima - Socijalni aspekti, kulturna svijest i stav prema čvrstom otpadu i političke institucije- Svijest o sve očiglednijim ograničenjima resursa koja obično postoji.

Cilj odrţivog upravljanja otpadom je smanjenje količine otpada koji se izbacuje u okolinusmanjenjem količine otpada koji se proizvodi. Velike količine otpada se ne mogu eliminisati.MeĎutim, uticaj na okolinu se moţe smanjiti odrţivijim korištenjem otpada. To se naziva“hijerarhija otpada”.

Hijerarhija otpada se odnosi na smanjenje, ponovno korištenje i recikliranje i klasifikaciju

strategija upravljanja otpadom u zavisnosti od njihove neophodnosti u pogledu minimizacijeotpada. Cilj hijerarhije otpada je ostvariti maksimalne praktične koristi od proizvoda i proizvestiminimalne količine otpada (Demirbas A., 2010).

Dio biomase je takoĎer klasifikovan kao otpad dobiven iz industrijskih, poljoprivrednih,šumarskih i komunalnih aktivnosti: koncept “hijerarhije otpada” je lako primijeniti na svaki otpadili ostatke koji su uključeni u sektor biomase kao što je navedeno u nastavku.

Potencijalni ostaci i otpad iz biomase obuhvataju ostatke bilnog i ţivotinjskog porijekla. To suostaci nastali u poljoprivrednim aktivnostima: slama, kora od voća/povrća; ostaci iz sektorašumarstva i otpad kao što je lišće i pilanski otpad i komponente biomase od komunalnog

čvrstog otpada. Energija se moţe proizvoditi od ovog otpada jer je u svijetu nekoliko milijarditona biomase sadrţano u njemu. (Abbasi et al, 2009).

Postoje različiti načini pretvaranja ostataka ili otpada u energiju. Tehnologije su sanitarnedeponije, spaljivanje, piroliza, gasifikacija, anaerobno truljenje i druge. U ovom poglavlju je datkratak opis svake od tehnologija; u poglavlju 5 se nalazi detaljan opis.

Izbor tehnologije zavisi od vrste otpada, njegovog kvaliteta i lokalnih uslova; meĎutim,klasifikacija različitih vrsta otpada nije jednostavna. U zemljama EU, otpad se klasifikuje


18/148

Handbook

18

oznakom “EWC Code”4, (EPA, 2002). U tabeli 5 je prikazana opšta šema procesa upravljanjaotpadom.

Tabela 3. – Procesi ko ji se odn ose na otpad (Demirb as A., 2010)

Vrsta otpada Metoda odlaganja otpada

Otpad koji se spaljuje

Rešetkasti incinerator Incinerator sa fluidizovanim slojemPiroliza –spaljivanjePiroloza –gasifikacijaSeparacija –Ďubrenje– Spaljivanje

Separacija-piroliza

Separacija-gasifikacija

Separacija-spaljivanje u cementari

(mokra i suha) separacija-truljenje-spaljivanje ucementari

Otpad koji se ne spaljuje Deponija

Djelimično sagorivi otpad

Drvo Piroliza i kogeneracija u termoelektrani na ugalj

Piroliza i kogeneracija u termoelektrani na ugalj

Spaljivanje u peći sa fluidizovanim slojem

PlastikaGasifikacija

Recikliranje sirovina

Otpad kojifermentira

Organski

otpad

Đubrenje

Anaerobic digestion

Najbolji kompromis bi bio odabir tehnologije koja ima najniţe troškove ţivotnog ciklusa,zahtijeva najmanju površinu zemljišta, ne izaziva praktično nikakvo zagaĎenje zraka i zemljišta,proizvodi više energije uz manje otpada i uzrokuje maksimalno smanjenje zapremine (Demirbas A., 2010).

Danas je najveći izazov dobiti energiju na čist i efektivan način. Zapravo je jedan od najvećihproblema pronaći način da se lignocelulozne komponente ovog otpada brzo i ekonomičnopretvore u jednostavne šećere kako bi se omogućila njihovo kasnije biohemijsko pretvaranje učista goriva (Abbasi M. et al, 2009).

U posljednje vrijeme proizvodnja energije iz otpada i ostataka postaje sve vaţnija u smislupozitivnih efekata na okoliš i ekonomiju. Korištenjem organskog komunalnog otpada za

proizvodnju energije bi se izbjeglo širenje gradskih deponija pa tako i smanjila emisijastakleničkih gasova i zavisnost od fosilnih goriva.

Na kraju, ali i ne manje vaţno je to da je bitno prepoznati činjenicu da otpad često sadrţi ikomponente energije i nutrijenata.

Osnovno pravilo za ekološku odrţivost je da energija moţe da se dobije iz sistemaproizvodnje/potrošnje ali se nutrijenti moraju reciklirati. Ne preporučuje se da se projekat

4 EWC je skradenica za European Waste Catalogue – Evropski katalog otpada i koristi se za klasifikaciju svih vrsta otpada i opasnog otpada.

Njegova svrha je kreiranje konzistentnog sistema klasifikacije otpada u cijeloj EU za odlaganje i ponovnu upotrebu. Nova kodificirana okvirnairektiva o otpau (Direktiva 2006/12/EK), je saa jeina važeda verzija.


19/148

Handbook

19

bioenergije bazira na tokovima otpada koje treba minimizirati ili pretvoriti u rezultat e viševrijednosti, (Crucible Carbon, 2008).

Organski otpad iz komunalnog i industrijskog sektora

Otpad nastao iz industrijskih i komunalnih izvora je atraktivan izvor biomase (posebno ako ako

se uzme u obzir dio pod nazivom organski dio), jer je material već prikupljen i moţe se dobitibez troškova zahvaljujući naknadama za odvoz otpada (tj. izvori plaćaju da bi se oslobodiliotpada) (Demirbas A., 2010).

Na osnovu koncepta “hijerarhije otpada”, ponovno korištenje dijela organskog komunalnog iindustrijskog otpada bi moglo da bude korisna biomasa za povrat energije putem procesaanaerobnog truljenja.

Treba ozbiljno razmotriti upotrebu otpadnog ulja za kuhanje za proizvodnju biogoriva.Proizvodnja biodizela iz otpadnog ulja za kuhanje u svrhu djelimične zam jene naftnog dizela je jedna od mjera za rješavanje dva problema koji idu jedan uz drugi, tj. problema zagaĎivanja

okoline i nedostatka energije.

Ostaci i otpad iz poljoprivrednog sektora

Glavni ostaci koji nastaju tokom poljoprivrednih aktivnosti su ostaci usjeva, slame i ljuski, košticamasline i ljuska oraha. Ostaci se mogu podijeliti na dvije opšte kategorije:

- Poljski ostaci: materijal koji je ostao u poljima ili voćnjacima nakon ţetve/berbe kao što suslama, stabljike, lišće i mahune.

- Ostaci nastali u toku obrade: materijali koji ostanu nakon obrade usjeva u proizvodnjiiskoristivih resursa, ljuski, sjemena, pljeve i korijenja.

Neki ostaci koji nastaju tokom poljoprivrednih aktivnosti se koriste kao stočna hrana, u obradizemljišta i u proizvodnji.

Kukurska je dio biljke iznad zemlje, za razliku od zrna i sastoji se od stabljike (uključujući rese),lista, klipa, ljuske i svile. U prosjeku se suha stvar biljke kukuruza sastoji od jednake količinezrna i kukuruske. Trenutno se oko 5% kukuruske koristi za prostirku u štalama i prehranuţivotinja, a preostalo se zaorava u zemljište ili pali kao aktivnost odlaganja slame, alizahvaljujući sadrţaju energije u slami, mnoge zemlje EU je koriste za proizvodnju energije.

Ostaci i otpad iz sektora šumarstva

Šumsko drvo je i danas dominantni izvor u zemljama koje nisu članice OPEC -a i zemljama urazvoju i koristi se kao osnovno gorivo za mala postrojenja za proizvodnju energije u ruralnimoblastima gdje se gas ne upotrebljava često. Ono dobro konkurira fosilnim gorivima i koristi se udomaćinstvima za kuhanje i grijanje vode kao i u komercijalnim i industrijskim procesima (zagrijanje vode i toplotu za proces).

Alternativna upotreba otpada iz sektora šumarstva ili povezanih industrijskih aktivnosti kao što su pilane predstavlja atraktivan izvor biomase i uspješan je primjer proizvodnje energije izostataka. Šumski ostaci su sječka, ostaci od balvana, stabla, ţbunje, kora, itd. (Demirbas A,2000).

Obično se ostaci šumskog drveta smatraju boljim gorivom od poljoprivrednih ostataka ali sutroškovi transporta visoki usljed njihove vrijednosti gustine i sistema sječe (prije svega visoknagib zemljišta); neto emisija CO2 proizvedena za svaku jedinicu energije koja se dobije od


20/148

Handbook

20

ostataka šumskog drveta je niţa od one koja nastane od poljoprivrednih ostataka zbog Ďubriva ipesticide koji se koriste (Borjesson P, 1996).

Analizom drveta su utvrĎene sljedeće komponente (Tab.4).

Tabela 4. – Karakterist ike biom ase dobivene iz drveta.

Parametri Drvo Kora

Isparljive komponente 80 % 74,7 %

Vezani ugljanik 19,4 % 24 %

Pepeo 0,6 % 1,3 %

Sadrţaj energije različog biljnog materijala odreĎuje njegovu kalorijsku vrijednost (sadrţajtoplote). Kalorijska vrijednost zavisi od procenta ugljenika i vodonika koji uglavnom doprinosevrijednosti toplotne energije biomase.

Generalno, jedna od najvaţnijih karakteristika goriva dobivenog iz drveta se ogleda u gustoćidrveta, čija vrijednost je u rasponu od 400 – 900 Kg/m3 i sadrţaj energije, koji se generalnoizraţava kao donja toplotna vrijednost - LHV (kcal/kg) čija vrijednost je u rasponu od 4200 – 5400.

Da bi se dobila maksimalna energija, biljni materijal bi se trebao osušiti jer količina energije koja je sadrţana u biljkama zavisi od sadrţaja vlage.

Poznato je da kod drveta za ogrjev kalorijska vrijednost linearno opada sa povećanjem sadrţa javlage (Demirbas, 1995).

Širom EU, energijski zasadi i aktivnosti koje se na njih odnose se svakim danom razvijaju u

svrhu proizvodnje energije upotrebom poljoprivrednih i šumskih ostataka i komunalnog otpada.Neki su naglašeni u projektima EU kao što je "M ake I t B e Project (Učinite da postane projekat – instrument za donošenje odluka i implementaciju lokalnih i regionalnih bioenergijskih lanaca” sciljem da se promovišu kao najbolje prakse u sektoru bioenergije i da se uzmu u razmatranjekao potencijalni primjeri iz zemalja EU ukoliko budu postojali zahtjevi u pogledu odrţivosti(Make It Be Project , 2010).

4. Analiza i procjena proizvodnje biomase

Raspoloţivost biomase na datoj teritoriji omogućuje procjenu koja količina bioenergije moţedoprinijeti isporuci energije. U ovom poglavlju je definisan potencijal i raspoloţivost biomase u

uslovima odrţivosti u nekoliko sektora (poljoprivreda, šumarstvo, industrija i otpad) kao što jeprethodno navedeno. Analiza proizvodnje biomase će biti usvojena za proučavane regione prema svakoj pojedinačnojsituaciji: u nekim regionima EU pojedini sektori mogu biti razvijeniji nego u drugim.U preliminarnoj analizi količina biomase se moţe pretvoriti iz tona godišnje u energijsku jedinicukao što je dţul ili kWh ili TOE.Vaţno je naglasiti da konkretna konverzija energije i relativna tehnologija još uvijek nisuodabrane već će biti razmatrane u ovom poglavlju.

4.1 Klasifikacija biomase

Da bi se izvršila procjena potreba konkretne teritorije biomase se prvo mora identifikovati iklasifikovati. Ova podpodjela moţe biti bazirana na različitim parametrima. U evropskomstandardu o čvrstim biogorivima, klasifikacija je bazirana na porijeklu/izvoru biogoriva (CEN/TC-


21/148

Handbook

21

335) ali ne pokazuje porijeklo biomase u pogledu ekonomskih sektora kao što je poljoprivreda,šumarstvo, industrija ili upravljanje otpadom.U ovom poglavlju klasifikacija biomase je uraĎena na osnovu sektora koji su ranije navedenikao što je: poljoprivredni ostaci/usjevi, stočni otpad, šumski ostaci, otpad iz industrije ikomunalni otpad.Svaka od ovih klasa obuhvata različite vrste biomase, od kojih su najvaţniji proizvodi (biomasa

nastala tokom berbe/ţetve) i ostaci (sporedni proizvodi od obrade, berbe i prerade). Korisno je prikupljati podatke o raspoloţivosti biomase iz različitih izvora izraţene u tona/god.Druga klasifikacija biomase obuhvata pretvaranje biomase u pojedinačna biogoriva.U pogledu produktivnosti, indeksi proizvodnje se izraţavaju prema vrsti biogoriva i to u mjeramat/g, l/g i m3/g.TakoĎer je vaţno razmotriti konverziju biogoriva u bioenergiju u pogledu proizvedene energije iizraziti je u MJ ili kWh ili TOE proizvodnje u tonama, litrima ili m3 iskorištenog goriva. Na kraju,korisno je uporediti rezultate koji se odnose na raspoloţivost biomase5 (tj.: tona /god koja semoţe konvertovati u MJ/god). Pregled klasifikacije biomase je dat u tabeli 5 materijala obiomasi.

4.2 Procjena potencijala biomase

Ključni poslovni izazov potencijalnih projekata bioenergije je pokazati profitabilnostbioener gijskih lanaca u poreĎenju sa drugim upotrebama teritorije u okviru analize cijelogţivotnog ciklusa. To zahtijeva smanjenje troškova proizvodnje biomase i njenog transporta kao idetaljniju procjenu potencijalne i raspoloţive biomase na osnovu karakteristika date teritorije.U ovom koraku je vaţno odrediti proizvodnju biomase za svaki navedeni sektor. Selekcija vrsta je vaţan faktor produktivnosti; meĎutim, ne treba zaboraviti da u svijetu biljakavladaju zakoni prirode.Generalno, cilj visoke produktivnosti biomase je moguć od velikih sistema proizvodnje drveta saprinosom oko 5-15 suhih t/ha godišnje u toku ciklusa rasta i sječe.Pokazani su i drugi sistemi visoke produktivnosti kao što su trvnati zasadi koji brzo rastu, sagodišnjim prinosom i do 50 suhih tona po hektaru. MeĎutim, ovi sistemi zahtijevajuodgovarajuće zemljište i klimu da bi se postigla visoka stopa rasta. Produktivnost definišepovršinu na kojoj je moguće izvesti bioenergijski projekat.Produktivnost biomase zavisi i od troškova ţetve/berbe, transporta i logistike. Iz ovog razloga sepreporučuje mapiranje biomase kod identifikacije prostorne distribucije. Iako je sveprisutnost jedna od velikih prednosti biomase, ona je u isto vrijeme i ključninedostatak. Skupo je sakupiti svu biomasu date teritorije u centralno postrojenje aliskoncentrisana proizvodnja biomase i dobro skladištenje omogućuju ekonomiju obima ufabrikama.Iako je resurs biomase "sveprisutan", ne moţe se sva biomasa iskoristiti za proizvodnju energijezbog nekoliko “ograničenja”. Jasno je da je potrebno uspostaviti “pristup biomasi” u svrhu bolje teritorijalne strategije za

procjenu snabdijevanja biomasom, a on obuhvata njen potencijal i raspoloţive vrijednosti uuslovima odrţivosti. Potencijal biomase predstavlja cijelu količinu izvora koja je prisutna na datoj teritoriji; potencijalbiomase se često sagledava s različitih aspekata: teorijskog, tehničkog, ekološkog iekonomskog.U praktičnom smislu, stvarna raspoloţiva biomasa za energiju rezultira iz primjene odreĎenihograničenja (tehničkih, okolišnih, drugih ograničenja koja se odnose na konkurentnealternative). Teoretski potencijal je dat na slici 3 i objašnjen u materijalu o biomasi” (projekatEner Supply , 2010)

5 Za poređenje rezultata u pogleu potencijala bioenergije (tona/go):

- ko izračunavanja se uzima suha biomasa obivena o rveta, biljaka, voda/sjemenki

- prosječan saržaj energije (MJ/Kg) se mora znati kao i procenat organske stvari poljoprivrenih proizvoa (silaža, đubrivo, it…)

- mora biti poznat saržaj metana u npr. kanalizacijskom mulju/eponijskom otpau.


22/148

Handbook

22

Slik a 3. – pro cjena pristu pa za biomasu (Make It Be Project, 2010)

Na osnovu navedenog “ pristupa biomasi ”, iz "teoretskih potencijalnih vrijednosti" biomase, bit ćemoguće procijeniti “najvjerovatnije neto potencijalne vrijednosti " u datom vremenu.Obično se procjena resursa odnosi na odreĎeni period jer je njihova vrijednost podloţna

promjenama tokom vremena.

4.3 Izraĉunavanje potencijalne biomase

Kad su u pitanju resursi, posebno za sve vrste biomase na relativno velikim geografskimoblastima, treba se fokusirati na dvije vrste problema kada su u pitanju raspoloţivi resursiraspon i srednja prosječna vrijednost) i raspoloţivost podataka. Ovaj problem je utoliko veći štose raspoloţivost često razmatra u tehničkom i ekonomskom kontekstu. U ovoj studiji sepokušalo striktno razdvojiti značenje raspoloţivosti od troškova i cijena snabdijevanja za svakupojedinačnu zemlju.

4.3.1 Potencijal biomase iz energijskih usjeva

Poljoprivredni sector je jedan od najvaţnijih u pogledu potencijala biomase koja se moţeobezbijediti za procese pretvaranja u energiju uz pomoć energijskih usjeva i poljoprivrednihostataka (bit će analizirani u sljedećem poglavlju). U ovom poglavl ju je analiziran teoretskipotencijal biomase iz energijskih usjeva. Za tačnu procjenu je potrebno uzeti u obzir lokalnuproizvodnju poljoprivrednih materijala.

Na osnovu opisa biomase i relativne klasifikacije u tabeli 6 je prikazan opšti pregled potencijalneproizvodnje biomase iz energijskih usjeva, gdje su kao primjer dati različiti indeksi ţetve glavnihenergijskih usjeva; sve vrijednosti su date na osnovu eksperimeneta koji su raĎeni u Grčkoj iItaliji.


23/148

Handbook

23

Tabela 5. – Indeksi proizvodnje biom ase iz energijskih usjeva: opšti pregled

Energijski usjevi Vrstabiomase

Proizvodnjabiomase

6 (tdm/ha)

7

Vlaga zavrijemeţetve

(%)

Donjatoplotna

vrijednost (MJ/kgdm)

Izvor

Jednogodišnji travnati zasadi Ţitarice Sjeme 2.0 – 3.5, 3.0

-

5.56

4.1-9.2,7.08

14

14

12-14

-

-

-

16.5

-

Cioffo, 2009

Foppa Pedretti et al.,

2009

Sager A., et al, 2009

Casagrande L. et al.,2005

Kukuruz Kukuruska 10.60 – 8.34,9.93

59 – 64 , 62 17 R. Canestrale et al, 2007

Kukuruz 7.09 – 8.34, 7.86

10.9

12.8-14.6, 13.4

4

-

-

19 -24, 20.4

14

-

-

-

-

Barbieri S. et al, 2004

Sacco et al.,2007

Casagrande et al., 2005

Cioffo, 2009

Silaţa 19 34.5 17 Candolo G., 2009

Sirak (Sorghum)

Slatki sirak 13 – 45

9.1

30

30

-

17

Mardikis et al., 2000

Jodice R., 2007

Vlakno 27

20 – 30 8

22 – 28, 25

20.5

309

55 – 70 5

40

-

-

-

16.9

-


Candolo G., 2006

Foppa Pedretti et al.,2009

Coaloa D., et al., 2010

Silaţa 18 30 17 Candolo G., 2009

Kanabis Stabljika,list

5 – 15 50 - 60 18 – 25.6 Candolo G. 2006

Djetelina i trave

koje se koristekao krmno bilje

Stabljika 8

1 – 6, 3.5

80

84.5 – 83.5

10.2

2.4

RazraĎeno (Candolo G.,

2009)

...

Višegodišnji travnati zasadi Arundo Donax(visoka trska)

Stabljika,list

20 – 30

15 – 35

-

55 – 70

16 - 17.1

16 – 17

Mardikis M. et al., 2000

Candolo G., 2006


6 Rang vrijenosti i prosječna vrijenost

7 Proizvonja biomase se računa kao suha stvar goišnje. 8 Rang vrijednosti po Candolo 2006.

9 Vlaga u toku žetve zavisi o oblasti. U Grčkoj se procjenjuje na 30%, ok je u Italiji u rasponu o 55 – 70%.


24/148

Handbook

24

20 – 35, 28

8.68

40

-

17.5

-

2009

Coaloa D., et al., 2010

Mischantus spp.(visoke trave)

Stabljika,list

11 – 34

15 – 25

15 – 30, 23

-

50 – 60

15 – 30, 25

17.6

17.3 – 17.6

17.0


Candolo G., 2006


PanicumVirgatum (ţbun)

Stabljika,list

14 – 25, 19

10 – 25

10 – 25, 18

-

50 – 60

35 – 40, 35

-

17.4

15.9


Candolo G., 2006


2009

CynaraCardunculus(artičoka)

Stabljika,lišće

17 – 30

10 -15, 12

7.12 – 14

-

(20 – 30) 20

-

15.6

14 – 18



2009

Ranalli P., 2010

Hibiskuscannabinus(Kenaf)

Stabljika 7.6 – 23.9

10 – 20

10 – 20, 15

22.4 – 26.9

50 – 60

35

-

15.5 – 16.3

15.9


Candolo G., 2006


...

Uljar ice

Suncokret Sjemenke 3.0- 3.9, 3.0

1.3-1.6, 1.111

2.8213

9

-

37.7

-


Coaloa D. et al., 2010

Brassica Napus(uljana repica)

Sjemenke 1.4 – 2.0

2.713

– 1.114

1.07

1.8813

9 -

37.6

-



Balat M., 2010


Brassica Carinata(etiopijski senf) Sjemenke 1.4 – 2.0

1.01

- 14.6 - 21 Mardikis M. et al., 2000


Glycine Max(soja)

Sjemenke 0.52

2.714

– 0.514

-

-

-

-

-

-

39.6

Balat M., 2010

MarsonT. Andrade R.,2010

Vegburner.co.uk/oils.htm

Pamuk Sjemenke 0.27

- - Tickell, 2000

10 Vrijednost se odnosi na proizvodnju sjemenki (t dm /ha goišnje)

11 Vrijenost se onosi na ekstrahovano sirovo ulje (t/ha goišnje)


25/148

Handbook

25

3.02613

- 0.514

-

-

-

39.4


Vegburner.co.uk/oils.htm

Palma Voćnesjemenke

514

13.28

13

- 4.5

14

17.0813

– 514

-

-

67

-

-

18.8 – 20.1

Balat M., 2010


Nasrin A.B.,2008

Jathropha Sjemenke 0.514

-

-

-

-

43-46

Balat M., 2010

www.jatrofuel.com

Mikroalge Svabiomasa

25-75

5014

-

-

-

92

-

-

49.4

Trabucco F. et al., 2010

Balat M., 2010

Demirbas A., 2010

...Ligneocelulozni zasadi od kojih se iskorištava stablo (SRF) Jablan Drvo 9 – 12.5

9 -13 11

11.8 – 17

9.56

50 – 60

50

50

-

17.7 – 18

18.6-19.1

-

-

Candolo, 2006


Ranalli P., 2010


Salix spp. (vrba) Drvo 10 – 15

10 – 15, 12.5

50 – 60

50

17.8 – 18.4

18.4-19.2

Candolo, 2006


RobiniaPseudoacacia(crni bagrem)

Drvo 5.6 – 17.1, 7

10 – 13

10 – 15, 11

8.75

-

50 - 60

50

-

17.7 – 17.8

17.8


Candolo, 2006



Eucalyptus spp.(eukaliptus)

Drvo 8 – 9

12

50

50

16 - 1914

18.6



Četinarska šikara Drvo 35 - 60 40 - 50 18.8-19.8 Foppa Pedretti et al.,2009

Listopadna šikara Drvo 36 -60 40 -50 18.5-19.2 Foppa Pedretti et al.,2009

12 Mikroalge su novi energijski zasai sa visokim potencijalom za proizvonju biogoriva. Prenosti su: kratak životni ciklus, fotosinteza se obavlja

sa više CO2 nego ko biljaka, saržaj lipia je u rasponu (25 -75) t/ha. 13

Neki ligneocelulozni zasai se uzgajaju kao brzorastude šume. 14

Raspon kalorijske vrijenosti zavisi o ijela biljke koji se više koristi: stabljika sa ili bez lišda.

http://www.jatrofuel.com/http://www.jatrofuel.com/http://www.jatrofuel.com/


26/148

Handbook

26

4.3.2 Potencijal biomase od ostataka i otpada

Ostaci od poljoprivrednog sektora

Prema izvještaju EU o procjeni poljoprivrednih ostataka, ostaci zasada obuhvataju preko 1%ukupnog obraĎivanog zemljišta (UAA)15 u EU15 i proizvode suhe lignocelulozne ostatke

(sadrţaj vlage


27/148

Handbook

27

FoppaPedretti et al., 2009

Ostaci od drvenastih zasada

Koštuničavovoće (breskva)

Prunings

0.30 -0.50 4 - 6 35 – 45 18 – 18.4Cioffo,2009;

FoppaPedretti etal., 2009

Pomum(kruška) 0.14 - 0.30 4 - 6 35 18 – 18.4

Badem 0.60 3 35 18 – 18.4

Cioffo,2009

Pistači 0.40 - 35 18 – 18.4Smokva

20 0.21 2 55 18 – 18.4

Koštica 1.57 - 2 1.4 – 2.8 35 18 – 18.4Narandţa 0.25 – 0.5 3 – 7 35 - 45 -

Klementina 0.27 – 0.5 1.6 – 6.4 35 - 45 -Mandarina 0.23 – 0.4 0.4 – 1.6 35 - 45 -

Limun 0.33 – 0.4 0.4 35 - 45 -Bergamot 0.39 – 0.5 3.6 – 6.8 35 - 45 -Vinogradi 0.39 – 0.45 2.0 – 2.5 45 - 50 18.4 – 19.2 Cioffo,2009;

FoppaPedretti et al., 2009

Maslina23

1.14 – 1.25 1 – 4, 3.7 35 - 45 18.4 – 18.8

Raspoloţivost ovih vrsta ostataka za svrhe energije je ograničena tehničkim, okolišnim iliekonomskim faktorima koje je teško izmjeriti. Prema Dalianis i Panoutsou (1995) od ukupnekoličine poljoprivrednih ostataka koji se proizvode u EU15, 48% se ne koristi za svrhe energije(npr. ishrana ţivotinja) ili za tradicionalne primjene u oblasti energije, a preostalih 40-45% se nemoţe iskoristiti za različite tehničke i/ili ekonomske svrhe (Siemons R., 2004).

U skladu sa tim, podaci koje je objavio Cioffo ukazuju da u juţnoj Italiji ne treba koristiti ostatkeslame kao proizvod za proizvodnju energije jer je namijenjena zootehničkom sektoru ili deponijeza agronomske svrh. Čini se da je u slučaju potkresivanja drveta ostvaren odreĎeni uspjeh upogledu proizvodnje energije: statistički podaci potvrĎuju da se 31% potkresivanog drveta kojese godišnje prikuplja koristi u svrhu proizvodnje energije (Cioffo, 2009).

Ostaci iz zootehničkog sektora

Prosječna zapremina čvrstog i tečnog stajskog Ďubriva se znatno razlikuje u zavisnosti od vrsteţivotinje, a uglavnom zavisi od njene starosti i teţine. MeĎutim, osnovne vrijednosti su razviliglavni istraţivači kako bi pruţili pomoć u planiranju i procesu prikupljanja Ďubriva, skladištenju ipreliminarnom tretmanu i sistemima iskorištavanja za preduzeća koja se bave uzgojem stoke. U

ovoj analizi, standardni ASAE koeficijenti koji su predstavljeni u tabeli 8 u skladu sa drugimvrijednostima koje su date u drugoj vaţećoj literaturi. Vrijednosti se odnose na svjeţe i tečnostajsko Ďubrivo. Imajući u vidu mogućnosti prikupljanja i korištenja Ďubriva u svrhu proizvodnjeenergije (u pogledu drţanja stoke vani ili na malim farmama), samo 50% se moţe smatratidostupnim za proizvodnju energije.

20 Vrijednosti koje se odnose na planiranje 6x6 i 10x10/ha.

21 Vrijednosti koje se odnose na planiranje 500 biljaka/ha. 22

Vrijenosti koje se onose na planiranje 2x1 sa tehnikom “kresanje za brži rast” 23

Vrijednosti koje se odnose na planiranje 150 biljaka/ha sa proizvodnjom 25 Kg kresanja/biljka*godina.


28/148

Handbook

28

Tabela 8. – Koeficijent otpada (čvrsto i tečno Ďubrivo) za kategorije životinja

Ţivotinja

Masaţive

ţivotinje

(kg)

UkupnosvjeţegĊubriva

(kgm.)24

Vlaga(%)

Ukupnoĉvrstih

tvari

(% onKgm.)

Isparljivetvari

(% onTS)

Proizvodnjabiogasa

(m3 /tsv)

CH4 ubiogasu

(%)

Izvor

Goveda 64050 – 55,

51

83 -8886

11 – 15,12

80 – 85 300 – 450 60 – 65 ASAED384.1; F.Pedretti 2009,

Siemons R.,2004

Svinje 605 – 6,

5.290 6 – 9, 8 75 – 90 450 – 550 60 – 65

Konji 50020 – 24.523.6

8514 – 15,

1575 250 – 500 60 – 65

Pilići 1.6 - 3.50.52 -0.72

7519 – 25,

2375 300 – 500 60 – 65

ASAE

D384.1; F.Pedretti 2009,

Siemons R.,2004

Purani 6 -15 0.48 -1.2

74 19 95 – 98 300 – 500 60 – 65

Patke 6.5 -80.52 -0.64

74 49 33 300 – 500 60 – 65

Ovce 70 -805.6 – 6.4

- 22 -40 70 – 75 300 – 500 60 – 65

Na osnovu pretpostavki i podataka koje daje Siemons, raspoloţivost vlaţnog Ďubriva u EU(EU15+10+2) je oko 14 Mt, a moţe se koristiti za proizvodnju metana putem anaerobnogtruljenja.

Kako je navedeno u tabeli 8, količina otpada proizvedenog u jednoj jedinici se procjenjuje

prema vrsti ţivotinje (godeva, svinje, pilići i konji). Osim toga, količina zavisi i od njihove staros tii funkcije (npr. krave muzare i telad proizvode različitu količinu otpada). Teoretski potencijaltreba procijeniti nakon analize ţivotinjske farme, stočnih jedinica i praksi uzgoja. MeĎutim, ovoistraţivanje je u većini slučajeva oteţano ili preskupo.

Ostaci iz sektora šumarstva

Sporedni proizvodi iz sektora šumarstva spadaju u onu biomasu čije porijeklo je iz šume, a kojanastane tokom šumskih aktivnosti. U njih spadaju kora i sječka sa krošnji i grana kao i trupci isječka nastale tokom vršenja proreda. Kada ovi sporedni proizvod postanu dio procesaproizvodnje (npr. proizvodnja briketa ili peleta od piljevine i strugotine) smatraju se industrijskim

proizvodima.

24 Svježe đubrivo se onosi na težinu žive životinje


29/148

Handbook

29

Tabela 9. – Vrijednost ostataka iz sektora šumarstva

Kategoriješumskog

drveta

Vrstabiomase

Proizvodnjabiomase

25

(tdm/ha)

Vlagatokom sjeĉe

(%)

Donjatoplotna

vrijednost (MJ/kgdm)

Izvor

Listopadnodrveće Vrhovi i grane 2 – 4 25 – 60, 40 18.5 – 19.2 F. Pedretti E.,2009Četinarsko

drveće Vrhovi i grane 2 – 4 25 – 60, 40 18.8 – 19.8

Drveće sarječnih obala

Vrhovi i grane 0.8 – 1.6 26 40 – 60 16 -18Francescato,

2009.

Ostaci i otpad iz industrijskog sektora

Nekoliko analiza industrijskog otpada u EU pokazuje da industrijski ostaci zemalja EU (27)dostiţu13 Mtoe, (Siemons R., 2004).

Industrijski ostaci uključuju industrijsko otpadno drvo iz pilana (kora, piljevina, sječka, postranakpilanskog trupca i okorci). Tu takoĎer spada i otpad iz industrije za proizvodnju papira (npr. crnilug) ali je najveći izvor industri jskih ostataka industrija hrane. Ovi ostaci mogu da se sastoje odvlaţnog celuloznog materijala (npr. rep repice), masnoće (korišteno jestivo ulje) i proteina (npr.:otpad iz klaonice). Zbog nedostatka podataka se ne mogu uzeti u razmatranje svi ostaci ali nekiod njih su ovdje predstavljeni.

Tabel a 10. – Ostaci i otpad iz industr i jskog sektora

Industrijskekategorije

Vrstabiomase

Proizvodnjabiomase

(tdm)

Vlaga tokomsjeĉe

(%)

Donjatoplotnagranica

(MJ/kgdm)

Izvor

Ostaci i otpad iz sektora šumarstva

Drvo iz pilana

kora,piljevina,sječka,

postranakpilanskog

trupca, okorci

- 2 5 -60 18 – 21F. Pedretti,

2009.

paper andpulp mills

Crni lug - - - -

Ostaci i otpad iz zootehniĉkog sektora Kategorije

ţivotinja Vrsta

biomase% otpada ţive

ţivotinje (%) (MJ/tdm) IzvorGoveda

Svinje

Pilići

Ovce

Otpad izklaonica

7 – 9

12 – 14

23 -26

8-11

50 – 60 1.59 – 28.05F. Pedretti,

2009.

Ostaci i otpad iz poljoprivrednog sektora

Kategorije Vrsta Odnos t/ha (%) (MJ/Kgdm) Izvor

25 Rang vrijenosti i prosječna vrijenost

26 Rang vrijenosti i vrijenost izražena u “ tonama u mokrom stanju po 100 m lineranih metara”


30/148

Handbook

30

biomase (Biomasa/primarni proizvod)

PovrćeLjuska,

mahuna,ljuska

- -75 -90

-F. Pedretti,

2009.

Breskva Koštica 0.07 0.88 12-15 19.6 – 22 Cioffo, 2009Badem Ljuska 0.73 3.65 < 15 19.6 – 22

Lješnjak Ljuska0.50

0.50 – 0.55

0.70

0.77

< 15

12-15

18.4 – 19

16.9 – 17.8

Cioffo, 2009

F. Pedretti,2009.

Pistaćo Ljuska 0.60 0.3 < 15 19.6 – 22 Cioffo, 2009

NarandţaKora, dijelovi

voća 0.10

1.48 – 2

> 80 - Cioffo, 2009

Ostaci maslina

Plod nakonpotpuneekstrakcijeulja

0.22 – 0.281.32-2.8

12 -20

17.6 – 18.4 Cioffo, 2009

Vinova loza Marc otpad0.25 – 0.30

0.15 – 0.21

1.2 – 1.5

45 –

50

40 -70

-

16.5 - 17.4

Cioffo, 2009

F. Pedretti,2009.

Ostaci i otpad iz komunalnog sektora

Kako je navedeno u članu 2 direktive EU 1999/31/ EK, biorazgradivi otpad (BMW) se definišekao otpad koji je podloţan anaerobnoj ili aerobnoj razgradnji, kao na primjer hrana ili otpad izbašte, papir i karton. Sintetički organiski materijali kao što je plastika nisu obuhvaćeni ovomdefinicijom s obzirom da nisu biorazgradivi. MeĎutim, focus je na ostacima biomase koji mogudoprinijeti neto smanjenju emisije stakleničkih gasova.

Teško je procijeniti biorazgradivi dio komunalnog otpada jer različite zemlje imaju različitoprikupljanje i upravljanje otpadom. Stoga je data samo lista osnovnih vrsta otpada (Tab. 11).

Tabela 11. Osnovne vrste k omu nalnog otpada

KategorijeVrsta

biomaseOdnos

(Biomasa/BMW)

Proizvodnjabiomase

(t/y)

Vlaga

(%)

DTV

(MJ/kgdm)

Izvor

Organiski diokomunalnog BMW

(domaćinstva)

Organskastvar

- - - - -

Organski dio otpadau sektoru usluga:

restorani, škole, itd...

Organskastvar

- - - - -

Izolovano jestivo ulje Ulje - - - - -

Kresanja drveća nagradskim ulicama

Grane 8 - 2527

80 -250 40 18 – 21Foppa

Pedretti,2009.

27 Uzeli smo procenat 8 – 25 % ostataka rveta/biljaka tokom prorjeđivanja/potkresivanja.


31/148

Handbook

31

4.4 Izraĉunavanje raspoloţive biomase

Studije i procjene resursa biomase – (posebno studije koje analiziraju sve vrste biomase zarelativno velika geografska područja) se generalno suočavaju s problemom koji se odnosi napouzdanost podataka o postojećim ostacima, otpadu, potencijalnoj biomasi iz energijskihzasada kao i na definiciju raspoloţivih resursa kada tehnička i ekonomska ograničenja nisu

dovoljno poznata.Da bi se izvršila procjena raspoloţive biomase, potrebno je u model uključiti različitaograničenja (koja se odnose na okoliš, socijalne i ekonomske aspekta) koja mogu uticati naraspoloţivost.Kada se doĎe do biomase njeno korištenje moţe biti samo djelimično odrţivo. Procjena "održivog snabdijevanja biomasom" je moguća samo procjenom i praćenjem svihključnih aspekata lanca bioenergije. U nastavku je prikazano izračunavanje “snabdijevanjaraspoloživom biomasom” na osnovu “snabdijevanja potencijalnom biomasom”.Generalno, količina materijala se moţe procijeniti uz pomoć sljedeće formule (Eq.1) kojapretvara raspoloţive tone biomase godišnje uzimajući u obzir navedene pojedinačne indeksebiomase. Cilj je procijeniti količinu biomase (kao primarni proizvod i ostatke) koja se moţeprikupiti u odreĎenoj oblasti.

iiiiiiii ekonekol upotrebatrenut gubitak RtP prinosdate životinjeilioblast Biomasa 1 _ 11 _ _ _

Eq. 1.

Gdje je:

Oblast_ili_životinje datei (ha/br. grla): oblast ili broj grla koji je obuhvaćen u posmatranoj oblasti;

Prinosi (t/ha): prinos usjeva ili Ďubriva stoke i u posmatranoj oblasti;

RtP i : je odnos ostataka i proizvoda za usjeve/Ďubrivo stoke i ;

Gubitak i (%): Gubici ostataka usljed tehničkih uslova i ;

Trenutt_upotrebai (%): trenutna upotreba ostataka i ;

Ekol i (%): dio ostataka koje treba odstraniti zbog ekoloških razloga i;

Ekoni (%): dio ostataka koji su ekonomični za pretvaranje u energiju i .

5. Pretvaranje biomase u energiju: pregled tehnologija

Većina biomase koja je raspoloţiva za projekte bioenergije je čvrsti nepreraĎeni biljni materialsa sadrţajem vlage od oko 50%. Postoji širok spektar resursa biomase koji nastaju tokomaktivnosti koje obavlja čovjek: posebno ostaci i otpad iz poljoprivrednog, industrijskog,komunalnog sektora, sektora šumarstva i drugih aktivnosti. Svi ovi resursi se mogu preraditi uzpomoć različitih tehnologija: direktno spaljivanje (sistem kogeneracije), anaerobno truljenje(CHP, za gas bogat metanom), vrenje (šećera za alkohol, bioetanol), ekstrakcija ulja (zabiodizel), piroliza (za bioćumur, gas i ulja) i gasifikacija (za ugljen-monoksid i sintetski gas bogatvodonikom - H2) (slika 5).


32/148

Handbook

32

Slika 4. – Šema tehnologija za preradu biomase (EC, 2007)

Svaki tehnološki proces moţe biti praćen nizom sekundarnih tretmana (npr.: stabilizacija,isušivanje, unapreĎenje, dorada) u zavisnosti od konkretnih finalnih proizvoda. Raznolikosttehnologija za preradu biomase u svrhu proizvodnje energije i materijala u sektoru električneenergije, toplotne energije ili sistema kogeneracije, gasovito, tečno i čvrsto stanje su prikazani utabeli 12.

Table 12. – Pregled tehnolo gija prerade biom ase (Crucib le Carbon, 2008)

Tehnologije

Izlazi energije i biogoriva

Toplotna e. Elektriĉnae. Gasovito Teĉno Ĉvrsto

Direktnospaljivanje

Anaerobnotruljenje

Vrenje Ekstrakcija ulja Piroliza Gasifikacija

Odabir tehnologije prerade zavisi od prirode i strukture zaliha biomase i ţeljenih izlaza projekta.Prethodna tabela pokazuje da su direktno spaljivanje ili gasifikacija biomase odgovarajućetehnologije u slučaju kada je cilj proizvodnja toplotne i električne energije. Anaerobno truljenje,vrenje i ekstrakcija ulja su pogodne tehnologije sa biomasom kod koje se ulje, šećer i visoksadrţaj vode lako ekstrahuju. Samo termalna prerada pirolizom moţe omogućiti osnovu za sveoblike navedenih proizvoda.

Mnoge termalne tehnologije zahtijevaju mali sadrţaj vode u biomasi (


33/148

Handbook

33

Gustoća energije i fizičke osobine biomase su ključni faktor i za razmatranje zaliha bioenergije itreba ih shvatiti kako bi se odabrala odgovarajuća tehnologija prerade za date zalihe.

Pregled kapaciteta generičke biomase koja se preraĎuje uz pomoć postojećih tehnologija je datu tabeli 13.

Tabel a 13. – Hemijske ka rakteristike različitih izvora biomase (Crucible Carbon, 2008)

Masnoće, ulja Proteini Šećeri/skrob LignocelulozaIzvori biom ase

Godišnjizasadi

Travnati zasadi

Uljarice (zrna)

Višegodišnjiusjevi

Travnati zasadi

Uljarice (drvo)

Ligneoceluloznizasadi (stablo)

Ostaci i otpad

Otpad biljnogporijekla

Otpadţivotinjskogporijekla

Organski diokomunalnogotpada

Tehnolog ija prerade

Direktno spaljivanje

Anaerobno truljenje Samo celuloza

Vrenje Samo celuloza

Ekstrakcija ulja

Piroliza

Gasifikacija

Visoko produktivna i opseţna industrija bioenergije mora u potpunosti iskoristiti resurse biomasei njene konstituente da bi se dobila maksimalna vrijednost. U tabeli 13 je naglašeno da jelignocelulozni konstituent sa najvećom zapreminom kada je u pitanju biomasa. Stoga kada setestiraju, termalna obrada i vrenje celuloze mogu da budu jedan od najvaţnijih izvorabioenergije u svijetu u bliskoj budućnosti; drugi procesi (truljenje, ekstrakcija ulja i vrenje) moguda se koriste kao primarni tretmani obrade za izvore biomase sa značajnim udjelom elemenatakoji nisu lignocelulozni i koji se mogu ekstrahovati (Crucible Carbon 2008). Dobivena energijane zavisi samo od raspoloţive biomase već i od vrste korištene tehnologije proizvodnje energije:korištenjem efikasnijih tehnologija se dobiva više energije od iste količine biomase. Iz ovograzloga je tehnologijama prerade biomase posvećeno posebno poglavlje 5.1. projektnog

materijala.

5.1 Integracija tehnologija: opšti aspekti

Sinteza ključnih faktora tehnologija prerade biomase je data u tabeli 14. Termalne tehnologijesu najmanje osjetljive na količine zaliha i uz pomoć njih se mogu efektivno preraditilignocelulozni materijali. Ove tehnologije su najopseţnije i ne zahtijevaju namjenski uzgajanubiomasu. Sve druge osim tehnologije direktnog spaljivanja su značajno ograničene u pogleduobima zbog njihove zavisnosti od specifičnih i ograničenih zaliha. Tehnoligije koje daju velikuzapreminu i vrijednost su trenutno najmanje razvijene i za njih će se u budućnosti raditiistraţivanja.


34/148

Handbook

34

Tabel a 14. – PoreĎenje tehnologija proizvodnje energije od biomase (Crucible Carbon, 2008)

Tehnologijaprerade biomase

Potencijalniobim

28

Fleksibilnostzaliha

Efikasnost29

Fleksibilnost

izlaza

Trţišnavrijednostproizvoda

Statusrazvoja

Direktnospaljivanje

Veliki Visoka Mala Mala Niska Uspostavljen

Anaerobnotruljenje

Mali Srednja Srednja Mala Srednja Uspostavljen

Vrenje Srednji Srednja Srednja Mala Visoka Uspostavljen

Ekstrakcijaulja/esterifikacija

Mali Mala Velika Mala Visoka Uspostavljen

Piroloza Veliki Visoka Srednja Velika SrednjaRani

komercijalni

Gasifikacija Veliki Srednja Srednja Srednja32

SrednjaRani

komercijalni

Analiza ističe stratešku atraktivnost termalne prerade u čvrste, tečne i gasovite proizvodeenergije čak i ako trenutni projekti koji su vremenski ograničeni moraju biti ograničeni i upogledu obima.

6. Zakljuĉak

U predstavljenoj analizi se ističe da je procjena obima izvora sloţena i da se koncept“snabdijevanje potencijalnim izvorima” razlikuje od "snabdijevanje raspoloživim i održivimizvorima".

Teritorijalna analiza često predviĎa dobru ponudu biomase, ali samo ako su realizovani lancibioenergije, mali dio raspoloţive biomase se moţe iskoristiti u uslovima odrţivosti. Zapravo,

potencijalna biomasa nije isto što i raspoloţiva biomasa, a odrţiva biomasa je poseban koncept.Procjena raspoloţivosti i odrţivosti je ključna za strateški razvoj projekata bioenergije i direktno je povezana sa odabirom tehnologija biomase za proizvodnju energije.

Lignocelulozni izvori biomase (iz energijskih zasada i iz ostataka i otpada) su dalekonajznačajniji i mogu se dobro ikoristiti u spoju sa upotrebom drugih oblika biomase kao što jehrana, materijali, ekološke usluge i prirodno stanište. Korištenje spororastućih šumskih vrsta zabiomasu predstavlja najznačajniju priliku za razvoj novih velikih resursa biomase koji podrţavajubiodiverzitet, ekološki prihvatljive zalihe ugljenika i usluge ekosistema sa minimalnim uticajemna resurse hrane.

Drugi naglašeni aspekt je da je svaka kategorija tehnologije prerade prilagoĎena konkretnim

biohemijskim karakteristikama biomase. Termalna prerada je najfleksibilnija od svih tehnologija inajbolja za potpuno iskorištavanje strateški isplaniranih količina resursa lignocelu lozne biomase.

Tehnologije prerade kojima se proizvodi više vrsta energije i proizvodi širokog trţišta najčešćezadovoljavaju društvene potrebe i obezbjeĎuju odrţive poslovne prilike. Kako u budućnosti ne bi

28 Obim potencijalnog sektora zavisi o obima raspoloživog resursa biomase. One tehnologije kojima se može vršiti preraa lignocelulozne

biomase su u prednosti.

29 Energetska efikasnost mjeri količinu energije u zalihama proizvoa.

30 Depolimerizacija celuloze u šedere omogudava pristup vedem obimu biomase; međutim, ova

Documents

OIE Priručnik BH