Biomasa e cea mai importantă resursă regenerabilă pentru UE, dar nu cea mai eficientă

Într-un recent raport, Comisia Europeană arată cât de important este rolul biomasei solide și gazoase, utilizate pentru producerea căldurii și electricității în statele Uniunii Europene - unde, până în 2020, se dorește ca 20% din energia produsă să provină din surse regenerabile. Există, însă, în continuare niște semne de întrebare referitor la viabilitatea utilizării pe scară largă a biomasei.

Cadrul legislativ gândit de specialiștii Uniunii Europene pentru domeniul biomasei se limita, până în 2010, la biocarburanții din transporturi și din alte sectoare industriale, în timp ce biomasa solidă și gazoasă, cu aplicații în producerea de căldură și electricitate, era un domeniu insuficient definit. Iată, însă, că începând cu 2010, Comisia Europeană a început dezbateri aprinse în jurul acestui important domeniu al biomasei, specialiștii atrăgând atenția că biomasa solidă, în principal formată din lemn și reziduuri lemnoase, poate fi principala sursă regenerabilă de energie pe care se poate baza Uniunea Europeană în vederea atingerii targeturilor de reducere a gazelor de seră până în 2020.

A fost nevoie de patru ani de analize pentru ca UE să publice un nou raport în urma căruia va rezulta un plan de măsuri, regulamente și recomandări pentru statele membre, astfel încât biomasa să poată fi utilizată cât mai eficient. Cel mai important argument al biomasei, față de alte surse de energie regenerabilă cu impact minim sau zero în producerea efectului de seră, ține de posibilitatea stocării mult mai convenabile și de posibilitatea utilizării biomasei în situații critice (de obicei sezoniere), dar și pentru aplicațiile în care e nevoie de obținerea unor temperaturi de încălzire mai mari decât se pot obține prin alte surse regenerabile.

Ca idee, în 2012 se estimează că sectoarele de producere a energiei electrice și a încălzirii pe baza biomasei au dus la beneficii de peste 33 de miliarde de euro, iar numărul de locuri de muncă s-a ridicat la circa 374.000. Ceea ce, din punct de vedere economic, reprezintă un avantaj major al biomasei, mai ales pe fondul crizei economice prelungite și în special în zonele rurale, unde dezvoltarea economică este cea mai scăzută. Specialiștii UE precizează că noul plan de măsuri din domeniul biomasei poate stimula protejarea și folosirea sustenabilă a pădurilor, dar și diminuarea impactului pe care deșeurile le au asupra mediului, prin utilizarea acestora în vederea producerii energiei în centrale speciale.

Cum se produce energia termică și electrică prin folosirea biomasei

La scară redusă, biomasa e reprezentată de lemnul și peleții de lemn care sunt folosiți pentru producerea căldurii în sobe și centrale de până la 100 kW putere. În aplicații industriale sau rezidențiale, diversele reziduuri lemnoase și vegetale sunt folosite în centrale și boilere de capacitate mare, de până la 500 kW, asigurând necesarul de încălzire în principal pentru ferme sau clădiri comerciale. La scară foarte mare, vorbim de mega-centrale de până la 500 MW, capabile să asigure necesarul pentru uzine mari sau zone rezidențiale utilizând doar reziduuri de biomasă solidă (rezidurii rezultate din exploatarea lemnului sau din agricultură).

biomasa-3
Principiul simplist de funcționare a unei centrale de co-generare nu arată și gradul de poluare produs

După care biomasa e folosită ca principală sursă de obținere a energiei termice și electrice prin așa-numitele centrale de cogenerare, cel mai des întâlnite în producerea de bunuri pe bază celulozică (de la hârtie la carton și altele). Eficiența acestor centrale prin cogenerare este mai redusă decât a celor folosite doar pentru încălzire (în general 70%, cu posibilitatea de a atingere a 90% printr-o foarte bună eficientizare a proceselor), de aceea folosirea lor la scară mai redusă, sub 10 MW, e rar întâlnită. Biomasa poate aduce beneficii ținând de eficiența costurilor dacă e utilizată ca și combustibil suplimentar în centralele termice bazate, în general, pe cărbuni – un procent de până la 10% biomasă reduce suficient de mult noxele fără a afecta eficiența energetică. Noul trend este ca acele centrale de cărbuni care se apropie de sfârșitul vieții să fie transformate, gradual, în centrale de biomasă, costurile pentru reconversie fiind mai mici decât construcția de la zero a unei centrale de biomasă. În plus, apar și avantaje sociale pentru zonele care depind, de multe ori radical, de aceste centrale de cărbuni.

Conversia materialelor organice în biogaz în absența aerului (denumită și ”digestie anaerobă”) este o tehnologie care a început să ia amploare, contribuind la utilizarea foarte eficientă a reziduurilor din agricultură (în principal gunoiul de grajd și resturile vegetale), dar și a dejecțiilor din comunitățile umane. În centrale speciale, acest tip de biomasă se transformă în biogaz bogat în metan, cu aplicații în încălzire sau chiar în transporturi, ca și combustibil. Prin injectarea acestui biogaz în gazul metan, se obține un combustibil cu proprietăți energetice superioare, ceea ce înseamnă și o ardere mai bună, deci emisii mult mai scăzute.

În general, biomasa e mult mai eficient de utilizat pentru producerea căldurii decât pentru producerea energiei electrice. Prin procese de pre-tratare (uscare, transformare în peleți și brichete sau tratamente termo-chimice, precum piroliza), se crește desitatea energetică a biomasei, contribuind la scăderea poluării în transport și conversie finală.

Care sunt riscurile de poluare din cauza utilizării biomasei

După cum am văzut mai sus, utilizarea biomasei nu înseamnă eliminarea emisiilor nocive, în principal a dioxidului de carbon, care contribuie cel mai mult la efectul de seră. Deci, comparativ cu surse regenerabile precum energia solară, eoliană sau geotermală, utilizarea biomasei nu e ”complet verde”. În schimb, biomasa este o alternativă clar mai bună decât combustibilii fosili, ducând la o reducere de circa 70% a emisiilor față de arderea cărbunilor sau combustibililor petrolieri.

biomasa-4
Probabil cel mai mare risc al prioritizării biomasei ține de permiterea defrișărilor masive în mod oficial. Cu dublu impact: emisii de CO2 prin arderea lemnului, plus cantități uriașe de CO2 care nu mai pot fi procesate în mod natural. Dacă renunțăm în mod voit la ”plămânii planetei”, unde se ajunge, oare?

Arderea lemnului și a reziduurilor organice, mai ales în cazul arderii incomplete, e o sursă importantă de poluare a aerului din cauza emisiilor de particule și a monoxidului de carbon, dar și a altor emisii rezultate prin arderea compușilor organici din componența lemnului și a materialelor vegetale (metale grele, hidrocarburi aromate policiclice sau compuși volatili). În plus, toate acestea afectează în mod direct sănătatea umană, astfel încât se estimează că folosirea intensivă a sobelor de lemne pentru încălzirea locuințelor este responsabilă de o treime din problemele respiratorii pe care le are populația din Europa. Dacă această practică s-a mai redus în țările Uniunii Europene, ea rămâne principala modalitate de asigurare a căldurii în gospodăriile din țările nedezvoltate sau în curs de dezvoltare, țări care contorizează trei sferturi din populația globului – deci riscurile creșterii poluării prin arderea lemnului sunt extrem de mari.

Prin urmare, specialiștii Comisiei Europene încearcă să găsească un sistem legislativ cât mai eficient pentru a evita creșterea poluării prin utilizarea biomasei. Riscurile sunt, însă, mai mari decât lasă să se înțeleagă raportul UE. Conform estimărilor de până acum, consumul de biomasă pentru satisfacerea nevoilor energetice a crescut considerabil în ultimii zece ani, iar până la finalul acestui deceniu trendul se va păstra. Dacă în 2012 s-a folosit o cantitate de biomasă de circa 100 Mtoe (milioane de tone de petrol echivalent), în 2020 vor fi necesare peste 130 Mtoe, din care 80% vor satisface nevoile de încălzire.

De reținut că aproape 70% din biomasa solidă e reprezentată de materialul lemnos, ceea ce ridică mari semne de întrebare referitor la exploatarea forestieră pentru producerea de bionenergie. Conform estimărilor specialiștilor UE, până în 2020 va fi nevoie de încă aproape 100 de milioane de metri cubi de lemn pentru producerea energiei, ceea ce va presupune și necesitatea importului de biomasă lemnoasă (circa 15%), în principal din SUA și Canada, dar și din Rusia, Ucraina și Belarus – prin urmare, se pune întrebarea dacă biomasa poate fi răspunsul la securitatea energetică pe care o caută în această perioadă liderii Uniunii Europene.

biomasa-5
Până nu demult, reziduurile din agricultură erau pur și simplu irosite. Acum pot fi folosite mai eficient, ca și materie primă pentru producerea de energie mai curată

Specialiștii Comisiei Europene consideră că, până în 2020, vom asista la creșterea procentului de biomasă provenind din agricultură (circa 40 Mtoe în 2020 față de numai 13 Mtoe în 2012), dar și la creșterea biomasei provenite din deșeuri biodegradabile, pe fondul generalizării centralelor de procesare a dejecțiilor (de la 10 Mtoe în 2012 la peste 16 Mtoe în 2020), care pot suplini cu succes folosirea de combustibili fosili pentru producerea energiei termice în localități. Însă toate acestea implică alte riscuri, ținând de pericolele defrișărilor masive, mai ales în țările în care legislația nu e aplicată consecvent, până la utilizarea ineficientă a terenurilor agricole (subiectul posibilei crize alimentare din următorii ani rămâne unul foarte aprins). La care se mai adaugă contribuția importantă a metanului la accentuarea fenomenului de efect de seră, metan obținut și din biomasă.

Utilizarea biomasei produce și poluare conexă, legată în principal de transportul și procesarea materiei prime. Prin urmare, adăugând în ecuație și această poluare conexă, eficiența centralelor care utilizează biomasa scade până la doar 30-35%. Chiar dacă, din punct de vedere financiar, o centrală de co-generare poate asigura o eficiență a costurilor de 60%, mergând în cazuri ideale până la 90%, emisiile poluante, în primul rând de CO2, rămân o problemă concretă. Singurul avantaj clar ține de poluarea mai redusă cu până la 70% față de folosirea resurselor fosile. În funcție de utilizarea biomasei, se obțin următoarele valori ale emisiilor de CO2 raportat la 1 MWh de energie obținută:

  • 86 kg CO2 / MWh pentru obținerea căldurii
  • 201 kg CO2 / MWh pentru obținerea curentului electric
  • 78 kg CO2 / MWh pentru obținerea biometanului

Concluzii

Raportul Comisiei Europene privitor la biomasa solidă este departe de a oferi soluții clare. Dimpotrivă, deși stipulează că, pe termen scurt și mediu, biomasa reprezintă cea mai importantă resursă regenerabilă a Uniunii Europene, specialiștii consideră că, până în 2020, procentul de bioenergie din totalul energiilor regenerabile urmează să scadă, de la 62% în 2012 la circa 57% în 2020, datorită evoluției rapide (prognozate) a celorlalte soluții de energie alternativă.

Estimările optimiste ale Comisiei Europene arată că în 2030 consumul de energii regenerabile ar trebui să dețină un procent de 30% din totalul consumului de energie din UE, iar în 2050 energiile verzi ar trebui să devină predominante, cu un procent de 60%. În aceste condiții, nu trebuie neglijat interesul pentru biomasă, care se consideră că, până și în 2050, va reprezenta aproape jumătate din totalul energiilor verzi pe plan european.

biomasa-
Mesaj pe care UE ne îndeamnă să-l ascultăm. Însă adevărul este că utilizarea biomasei ascunde multe riscuri, mai mari decât avantajele

În ce privește țările din UE, Franța are cele mai ambițioase planuri de utilizare a biomasei, în 2020 estimându-se că va consuma circa 16,5 Mtoe (adică aproape 20% din totalul de biomasă consumat în UE). Urmează Germania (10,6 Mtoe), Suedia (9,4 Mtoe), Italia (5,5 Mtoe) și Polonia (5,1 Mtoe) – ceea ce înseamnă că primele 5 țări vor fi responsabile de folosirea a peste 50% din biomasă pe plan european. România se numără printre țările care privilegiază utilizarea biomasei, estimându-se că, în 2020, va utiliza 1,3 Mtoe pentru încălzirea centralizată urbană și circa 2,7 Mtoe pentru centralele de încălzire rezidențiale.

Este important de remarcat faptul că biomasa nu poate fi catalogată, de fapt, drept o sursă de energie complet regenerabilă și nepoluantă. Suntem mai aproape de adevăr considerând biomasa ca o punte de legătură între resursele fosile și cele cu adevărat nepoluante – deci, în cel mai bun caz, utilizarea biomasei poate însemna o perioadă de tranziție, destul de lungă, spre un sistem energetic cu adevărat nepoluant. Deocamdată, raportul Comisiei Europene reușește doar să evidențieze avantajele biomasei față de utilizarea resurselor fosile, însă în același timp reliefează posibile riscuri de amploare pe care le poate naște utilizarea ineficientă a biomasei. Așa încât s-ar impune o reevaluare a gradului de importanță pe care biomasa trebuie să o aibă în planurile țărilor UE.