Biowęgiel jako magazyn energii? Czy warto?

Czy biowęgiel jest przyszłością? Ostatnie kilkanaście lat to okres szczególnie szybkich zmian w szeroko rozumianym sektorze elektroenergetyki i ciepłownictwa. Z jednej strony ich siłą napędową są działania i polityka Unii Europejskiej ukierunkowana na istotne ograniczenie zużycia. Bądź nawet odejście od wykorzystania paliw kopalnych. Z drugiej zaś kwestie ekonomiczne, będące konsekwencją całej palety różnego rodzaju dopłat do tzw. technologii niskoemisyjnych.

Wymagana obecnie konieczność wykorzystywania tzw. energii zielonej, mającej pierwszeństwo zakupu na rynku, jest oczywiście wzniosła ideowo. Lecz niestety obarczona poważnym mankamentem – jest generowana głównie w dzień, podczas gdy gros konsumpcji przypada na okres wieczorny.

Dodatkowo – zwłaszcza w miesiącach jesienno-zimowych – pamiętać należy o konieczności zapewnienia odpowiednich dostaw ciepła do ogrzewania. Tym samym, postulowana zmiana polskiego miksu energetycznego i szersza (wielkoskalowa) implementacja oraz wykorzystanie fotowoltaiki, pomp ciepła, siłowni wiatrowych oraz innych nowych technologii (np. hybrydowych, wykorzystujących paliwa syntetyczne, itp.) ma istotne ograniczenie praktyczne, związane z nieprzewidywalnością dostaw oraz trudnościami w stabilizacji systemu energetycznego (generacja głównie w ciągu dnia, podczas gdy konsumpcja przede wszystkim wieczorem).

W obecnym układzie energia z OZE jest więc droga. A jej sprzedaż na rynku nie byłaby opłacalna bez wdrożenia systemu dopłat oraz wymogu zakupu uprawnień do emisji CO2 – w przypadku wykorzystania paliw kopalnych.

Biowęgiel jako magazyn energii?

Ekonomii w dłuższej perspektywie nie da się oszukać, a istniejący system różnego rodzaju subsydiów to w gruncie rzeczy drenowanie podatnika. Pytanie brzmi: czy tego chcemy jako konsumenci? I czy im więcej OZE w systemie, tym energia droższa? Abstrahując od logiki związanej z emisjami CO2 i koniecznością utrzymywania dyspozycyjnych elektrowni systemowych oraz elektrociepłowni, logicznym działaniem powinno być uwzględnienie kosztów konieczności utrzymywania stabilizatora systemu energetycznego również w cenie energii oferowanej ze źródeł OZE, co jednak spowoduje wzrost cen.

Innym sposobem poprawy funkcjonowania OZE i obniżenie cen energii mogą być magazyny energii, które w okresach jej nadpodaży będą produkować np. wodór lub też magazynować energię w formie innego jej nośnika. W perspektywie kilkuletniej, duże magazyny bazujące na procesach elektrochemicznych wydają się nierealne ze względu na oferowaną gęstość energii oraz dostępne na świecie zasoby tzw. pierwiastków ziem rzadkich, których ograniczona ilość, siłą rzeczy, stanowi barierę technologiczną, dodatkowo hamowaną przez nieznane skutki środowiskowo-ekologiczne (utylizacja i recykling).

Należy zatem dążyć do promowania takich technologii magazynów energii, które są realne do implementacji w dużej skali technicznej, a dodatkowo są sprawdzone, ekologiczne i względnie tanie.

Magazynowanie energii

Jednym z takich perspektywicznych rozwiązań technologicznych jest magazynowanie energii w postaci energii chemicznej zawartej w biowęglu, czyli produkcie termolizy (termiczne przetwarzanie – nie mylić z procesem pirolizy) różnego rodzaju biomasy (leśnej, rolnej, odpadowej). W efekcie termolizy biomasa przekształcana jest do postaci karbonizatu o morfologii i strukturze zbliżonej do węgla drzewnego (np. węgla do grilla).

Wskutek termolizy następuje usunięcie z biomasy części lotnych, które są spalane, a wytworzone ciepło jest wykorzystywane do termolizy, a wsad przekształcany jest do sypkiej postaci stałej, zawierającej zwykle 60-95% pierwiastka C i znikomą ilość wilgoci oraz siarki.

Cały artykuł przeczytasz w Magazynie Biomasa. Sprawdź:

Tekst: Robert Zarzycki, Rafał Kobyłecki, Politechnika Częstochowska, Wydział Infrastruktury i Środowiska

Zdjęcie: Shutterstock