Biomasa

Bioenergija je obnovljiva energija koju proizvode žive stvari kao što su biljna materija ili otpad koji životinje proizvode, kao što je stajnjak. Proizvod ovih živih stvari i njihovog otpada se naziva biomasa. Biomasa je organska materija, kao što su fosilna goriva (ugalj, nafta ili prirodni gas, ali je nedavno nastala i obnovljiva je na vremenskom nivou potrebnom za čoveka.

Formiranje fosilnih goriva je proces koji traje milionima godina. Tokom ovog vremena, fosilna materija, akumulira velike količine ugljenika koji se vraća u atmosferu tokom sagorevanja (iskorišćenja). Biljke stalno rastu, životinje stalno proizvode izmet, stajnjak i ljudi bacaju otpadni materijal sve vreme. Korišćenje ovih materijala kao gorivo ih ne uništava trajno jer njihova “proizvodnja” uvek postoji.

Pored toga sto je obnovljiva, mnoge vrste bioenergije se smatraju za manje zagađivače od fosilnih goriva. Može da se koristi kao direktna zamena za fosilna goriva, zagrevanje zgrada i proizvodnju električne energije.

Biogoriva se nalaze u sva tri stanja materije: čvrstom, tečnom i gasovitom. Čvrsta biogoriva su ostaci organske materije koji oslobađaju energiju spaljivanjem. U čvrsta biogoriva spadaju: životinjski otpad (stajnjak), ugalj, otpad, drvo, slama, suve biljke ili ljuske.

U tečna biogoriva spada bilo koja tečnost koja je nastala iz materije koja je bila živa i koja može da se koristi kao gorivo. U tečna spadaju: biodizel, dizel gorivo napravljeno od jestivih ulja ili životinjskih masti, biljno ulje, kao i otpadano jestivo ulje, i nova goriva , kao što je P-serija, koja kombinuje etanol, prirodni gas i otpad.

Biogorivo može biti i u gasnom stanju, kao biogas, koji nastaje tokom procesa razgradnje biljaka ili životinja. Ovaj gas je uglavnom metan, koji je glavni sastojak prirodnog gasa.

Ljudu su počeli da eksperimentišu sa bionergijom u motorima sredinom 19. veka. Naučnici su 1853. koristili proces sa biljnim uljem koji je davao dizel. Rudolf Dizel (Rudolf Diesel), izumitelj dizel motora, u svom govoru 1912. napomenuo je da je biljnom ulju suđeno da bude važno isto kao ugalj i nafta.

Za etanolom kao gorivom postojalo je veliko interesovanje 1900-tih. Henri Ford (Henry Ford) je verovao da etanol dobijen od žitarica može postati vredno gorivo. Niko nije koristio etanol u velikoj meri sve dok naftni embargo iz 1973. nije doveo do krize. Ubeđeni da na planeti nestaje nafte, neki ljudi su odlučili da koriste etanol umesto benzina.

Brazil je koristio velike količine šećerne trske za dobijanje etanola. Tokom 1980-tih u Brazilu su bili popularni automobili na etanol sve dok cena nafte nije opala i cena kukuruza porasla. Francuska je krajem 20. veka počela lokalnu proizvodnju biodizela, koristeći uljanu repicu, a veliki broj proizvođača nameravao je da proizvodi vozila sa mešavinom biodizela.

Sagorevanjem biogoriva, direktno (stavljanje drva u vatru) ili indirektno (preko motora), oslobađa se energija. Slična su fosilnim gorivima koja isto tako oslobađaju energiju kada gore. Biogoriva su goriva najsličnija fosilnim gorivima. U većini slučajeva oni služe kao direktna zamena ili kao dodatak fosilnim gorivima.

Benzin je glavno gorivo koje se koristi u automobilima, koja pokreće motor sa unutrašnjim sagorevanjem. Osnovni princip unutrašnjeg sagorevanja nije se promenio više od sto godina. Oni su isti, bilo da je u pitanju naftni dizel ili biodizel. Ovi motori sagorevanjem goriva pokreću klipove koji omogućavaju pokretanje motora.

Najjednostavnija tehnologija korišćenja čvrstih biogoriva je vatra, koja se sastoji od zapaljenog granja, panjeva ili lišća. Postoji mnogo načina da se uredi ova gomila granja da bi proces bio bezbedniji i efikasniji, ali u principu, konstrukcija vatre je prosta i ne zahteva dodatnu, kompleksnu opremu. Ćumur se često koristi kao gorivo jer neka druga goriva ispustaju previše dima koji može biti štetan po životnu sredinu.

Postoje uređaji koji olakšavaju ljudima upotrebu vatre za zagrevanje ili kuvanje. Rešetka postavljena na vrh vatre omogućava lakše spremanje hrane. Neke peći na drva omogućavaju da se velika kuća zagreje sa malom vatrom, dok neke, pored toga što služe da greju, imaju ploču i rernu koje mogu  služiti za pripremanje hrane.

Bigoriva se uveliko koriste u mnogim delovima sveta. Nemačka, Britanija, Francuska i Brazil koriste biogoriva na različite načine. Biodizel i etanol su sve češći u upotrebi. Naučnici razvijaju nove tehnologije koje teže da izvuku sve prednosti biogoriva.

Biljno ulje je bilo jedno od prvih goriva korišćeno u motorima sa unutrašnjim sagorevanjem. Danas se većina biljnog ulja upotrebljava u obliku biodizela. Biljno ulje, bilo novo ili korišćeno, može da se, kao gorivo, koristi u dizel motorima, koji, pre toga, moraju da se malo izmene da bi radili. U 21. veku velike kompanije sve više su zainteresovane za upotrebu biodizela.

Etanol ima dugu istoriju upotrebe kao gorivo. Drugi alkoholi, kao što je metanol, mogu se koristiti kao gorivo. Etanol je lako dobiti iz kukuruza, žitarica, šećerne trske ili druge biljne materije. Etanol može da se meša sa benzinom. Obični automobili mogu koristiti male količine etanola u gorivu. Fleksibilni automobili koriste samo etanol. U nekim državama se svakodnevno etanol dodaje gorivu i smanjuje upotrebu fosilnih goriva.

Naučnici rade na razvoju novih tipova goriva. P-serija goriva je gorivo koje je napravljeno od kombinacije etanola, ostataka iz obrade prirodnog gasa i substance napravljene iz otpada. Radi u fleksibilnim automobilima i pokazuje se stabilnom zamenom za benzin. Da li su ova goriva zagađivači, još nije utvrđeno. Neki naučnici veruju da ne zagađuju, dok drugi veruju da značajno doprinose emisiji oksida azota.

Čini se da je moguće da će biogoriva, u najmanju ruku, postati deo svetskih energetskih potreba. Postoji mnogo dobrih razloga za to:

• Mnogo manji uticaj na životnu sredinu imaju u odnosu na fosilna goriva, i imaju manju emisiju štetnih gasova, kao i koriste materijal koji predstavlja otpad.
• Ovo je obnovljiva energija; malo je verovatno da će snadbevanje biogorivom prestati, za razliku od fosilnih goriva.
• Mogu se lokalno proizvoditi.
• Veoma su fleksibilna; lako mešanje sa drugim gorivima.
• Mogu biti jeftinija nego fosilna goriva i biće jeftinija kako cena fosilnih bude rasla.
• Etanol i biodizel su bolji za motore nego fosilna goriva. Mogu se koristiti kao aditivi za poboljšanje performansi.

Ali biogoriva nisu bez mana:

• Da bi se napravila velika količina biogoriva potrebno je mnogo zemlje za kultivaciju vrsta. Ovo može biti veoma veliki problem.
• Neka biogoriva zahtevaju modifikaciju motora.
• Biogoriva nisu svuda rasprostranjena
• Neka biogoriva zahtevaju upotrebu fosilnih goriva; većina vozila ne bi mogla da rade na čist etanol dok bi radila sa mešavinom etanola i vode.

Bioenergija je manji zagađivač od fosilnih goriva u proizvodnji ugljen dioksida. Biogoriva sadrže ugljenik koji se do nedavno nalazio u atmosferi, tako da ugljen dioksid ispušten tokom procesa sagorevanja biogoriva ne dodaje se na ukupnu količinu ovog gasa u atmosferi. Fosilna goriva sadrže ugljenik koji se nalazio u atmosferi pre više miliona godina i njihovim sagorevanjem samo se dodaje višak u atmosferu. Zamena fosilnih goriva biogorivima samo će pomoći smanjenju zagađenja vazduha.

Postoje dokazi da bioenergijom u vazduh dospeva formaldehid. Biodizel goriva su potencijalno veliki emiteri oksida azota, koji je glavni sastojak smoga. Ljudi sa respiratornim bolestima i malom decom su najpodložniji uticajima ovih zagađivača vazduha.

Biogoriva su obnovljiva. Nastaju iz biljaka i druge trenutno rastuće organske materije, tako da je moguće stvarati nove stalno. Ovo ih čini ekološki prihvatljivijim nego fosilna goriva.

Biogoriva nastaju iz otpada. Otpadno jestivo ulje iz restorana ili fabrika čipsa može da se koristi za proizvodnju biodizela. Ovim se smanjuje deponovana količina otpada. U drugu ruku, biogoriva zahtevaju velike površine zemlje za kultivaciju, uzgajanje… Ovo može da napravi ozbiljne probleme za životnu sredinu. Farmeri koriste velike količine fosilnih goriva za uzgajanje useva, kao što je kukuruz, što smanjuje cenu energije dobijenu iz ovih useva. U nekim slučajevima, proizvodnja biogoriva kao što je etanol zapravo koristi više energije nego usevi.

Početkom 21. veka proizvodnja biogoriva rapidno je porasla. U SAD proizvodnja etanola rasla je godišnje za 30 %, svake godine između 2000. i 2005. godine. Tokom istog perioda proizvodnja u Nemačkoj se povećala između 40 i 50 %. Francuska je povećala proizvodnju tokom protekle decenije za više puta, kao i Velika Britanija. Kina je napravila najveću fabriku za etanol na svetu.

Razlog za ovaj rast je jasan. Biogoriva su prethodno bila značajno skuplja nego fosilna, što ih je činilo neekonomičnim tokom 20. veka. Neki ljudi su podržavali biogoriva i ubeđivali svoje vlade jer su verovali da ne štete životnoj sredini. Sve do početka 21. veka postalo je jasno da biogoriva imaju ekonomski smisla. U zavisnosti od lokacije biogoriva postaju još jeftinija.

Za potrošača biogoriva mogu biti jeftinija ili manje skuplja od fosilnih, u zavisnosti kako se koriste. Ljudi koje prave svoj biodizel koristeći otpadno biljno ulje iz restorana manje troše na gorivo, iako su morali da izdvoje novac u početku. Grejanje na drva može da bude jeftinija varijanta od električnog i grejanja na gas.

Jedan od najvećih uticaja koji biogoriva mogu imati na društvo je veća nezavisnot za područja i korisnike koja ih koriste. Individualni potrošači i većina nacija nemaju na raspolaganju rezerve fosilnih goriva. Oni moraju da uvoze naftu, gas ili ugalj i time zavise od mnogo promena. Korišćenjem biogoriva omogućeno je ljudima ili nacijama da proizvode svoje gorivo na licu mesta. Bioenergija je veoma korisna za zemlje u razvoju koje imaju veliku potrebu za energijom, a nemaju mnogo novca za uvoz fosilnih goriva.