BIOMASSA - Energidalen

BIOMASSA
INNEHÅLL
Inledning
Inlärningsmål
1
Vad är biomassa?
2
Kategorier av
biomassa
3
Skillnad mellan
biomassa och
fossila bränslen
4
Biobränslen
INLEDNING
Biomassa i form av bioenergi är en mångsidig, lätt tillgänglig och förnybar
energikälla. Enligt International Energy Agency (IEA), är biomassa den fjärde
största energikällan i världen efter olja, kol och gas. Biomassan omfattar
vanligen också död materia i levande organismer, såsom ved. Biomassa är
organiskt material som kommer från växternas fotosyntes. Vid fotosyntesen
bildas, med växternas klorofyll, syre ur koldioxid, vatten och solenergi.
Att generera energi från biomassa är en av de äldsta energitekniker som
används av mänskligheten. Biomassa har använts för att generera värme och ljus
sedan stenåldern och efter mer än 400-tusen år blivit en viktig energikälla.
Följande ämnen kommer att behandlas i detta avsnitt om Biomassa:
• Principer för att få energi från biomassa
• Skillnaden mellan biomassa och fossila bränslen
5
Två exempel på
biodrivmedel
6
Bearbetning av
biomassa för
energiändamål
• Vad är biobränslen
• Produktion av energi från biomassa
Inlärningsmål
Målet är att:
• Bekanta sig med möjligheterna till energiproduktion och dess olika former
• Bekanta sig med produktion via pyrolys, förgasning, etc.
Fallstudier
lärande aktiviteter
Länkar till onlineverktyg
Extra Kunskap
Referenser
Ordlista
Certifiering
• Upptäcka skillnaderna mellan biomassa och fossila bränslen
• Förstå fördelarna med biobränslen
Avsnitt 1 - Vad är biomassa?
Biomassa
Biomassa är biologiskt material från levande eller nyligen levande organismer. Biomassan omfattar
vanligen också död materia i levande organismer, såsom ved. Biomassa är organiskt material som
kommer från växternas fotosyntes. Vid fotosyntesen bildas, med växternas klorofyll, syre ur
koldioxid, vatten och solenergi.
Kemisk sammansättning
Biomassa i form av ved består av kol (51%), syre (42%), väte (ca 6%) och kväve (0,5%). Den sista delen
av träets sammansättning utgörs av aska, inbegripet alkali, alkaliska jordartsmetaller och
tungmetaller. Dessa metaller finns ofta i funktionella molekyler såsom porfyriner som innehåller
klorofyll som innehåller magnesium.
Växtmaterial
Det kol som används för att bygga upp biomassan upptas av växterna från atmosfären i form av
koldioxid (CO2) genom fotosyntes. Fotosyntesen är en process där växter tar upp solens ljusenergi
och omvandlar det till glukos, en typ av socker. De kemikalier i växterna som benämns klorofyll ger
växterna sin gröna färg. När vi människor och djur andas använder vi syret (O2) och avger som
restprodukt koldioxid (CO2). Under fotosyntesen, använder växterna omvänt mot oss människor och
djur koldioxiden i luften och avger syre, så människor/djur och växter har ett symbiotiskt förhållande,
de förlitar sig på varandra för att överleva. Växter och träd skapar för sin del energi i form av glukos
genom fotosyntesen. Se bilden om fotosyntesen.
Växter kan sedan ätas av djur och omvandlas till
djurets biomassa. Om växtmaterialet inte
konsumeras som föda av djur eller människor bryts
det ned av mikroorganismer eller nyttjas som
biobränsle:
•
Vid nerbrytning (förmultning) återförs
kolet i biomassan till atmosfären som
koldioxid (CO2) och metan (CH4).
•
Vid förbränning återförs kolet i
biomassan till atmosfären som CO2.
Processen med fotosyntes har
fortgått så länge det har funnits
växter på vår planet ”Jorden”.
Växter använder koldioxid (CO2)
och solljus för att göra sin egen
”mat” för att kunna växa och avger
i denna process syre (O2) tillbaka
till atmosfären.
När vi människor förbränner
fossila/biologiska material avgår
det mesta av kolet som koldioxid
(CO2). Den koldioxiden är dock inte
ett tillskott, eftersom den redan
ingår i kretsloppet av biomassa. Så
trots att även förnybara bränslen
orsakar koldioxidutsläpp ”räknas”
de inte i klimatsammanhang,
eftersom det inte är någon ny
koldioxid.
Denna process förklaras av bilden.
När man förbränner fossila bränslen bildas även här koldioxid (CO2) som ger ett extra tillskott till
atmosfären som “växthusgas”. Gasen går ut i atmosfären och växthuseffekten ökar, d.v.s. UV
strålningen mot jorden går igenom atmosfären men den infraröda strålningen (d.v.s.
värmestrålningen ut från jorden) kommer inte igenom atmosfären och temperaturen ökar på jorden
som i sin tur påverkar klimatet och livet på jorden. Konsekvenserna kan bli ödesdigra om packisen
smälter eller om golfströmmen ändrar riktning och tar andra vägar. Varma öknar kan bli kalla
polarområden och vi kan få torka och översvämningar som leder till naturkatastrofer.
SAMMANFATTNING
Avsnitt 1 - Vad är biomassa?
•
•
•
•
•
Biomassa är material från levande eller nyligen levande organismer.
Biomassan består av grundämnen som kol, väte, syre, och kväve och även små mängder
av jordarts- och tungmetaller.
För tillväxt av biomassa absorberas koldioxid (CO2) från atmosfären.
Fotosyntesen är en process där växter tar solens ljusenergi och omvandlar det till glukos
Kolcykeln är en process där grundämnet kol cirkuleras i dess olika former
SJÄLVBEDÖMNING
Avsnitt 1 - Vad är biomassa?
Under fotosyntesen växter biomassan och skapar energi i form av:
• Glukos
• Elektricitet
• Kol
Avsnitt 2 - Kategorier av biomassa
Det finns två kategorier av biomassa:
 Skogråvara och råvara från
 Råvara från agrara sektorn (jordbruket)
Trämaterial var en gång det viktigaste bränslet som användes för uppvärmning av bostäder och till
att kunna laga mat. Trämateriel utgör även idag en betydande andel av den energi vi använder och
där biobränslena numera utgör Sveriges största energikälla. Av den energi vi använder kommer 32
procent från biobränslen, en större andel än den som kommer från olja (30 procent), vattenkraft (15
procent) och kärnkraft (12 procent).
Huvuddelen av den bioenergi vi använder i Sverige kommer från skogen. Av de ca 131 TWh bioenergi
som används i Sverige (2010) kommer nästan 85 procent från skog och skogsindustri. Jordbruket
bidrar med cirka 1,5 TWh.
Energin från sockerrör är en annan energikälla och där sockerrör odlas i vissa områden på jorden,
främst i Afrika och Sydamerika och som kan användas för att producera alkohol som är avvändbart
som fordonsbränsle.
Det finns fem grundläggande typer av material för biomassa:
•
•
•
•
•
Äkta trä från skogsbruk och träförädling
Energigrödor, högavkastande grödor som odlas speciellt för energiändamål.
Biologiska restprodukter från jordbruket
Livsmedelsavfall
Industriellt avfall och biprodukter från biologiskt material.
Biomassa är en av de viktigaste förnybara energikällorna och som utgör en stor inhemsk tillgång som
kan tillvaratas på ett betydligt bättre sätt mot var sker idag.
Biomassa är viktigt inte bara som energikälla, men kan vara lika viktig utifrån sociala/ekonomiska
aspekter särskilt för landsbygden då här finns stora möjligheter att skapa nya permanenta
arbetstillfällen och säkerställa en levande landsbygd.
SAMMANFATTNING
Avsnitt 2 - Kategorier av biomassa
•
•
•
•
•
•
Trä är en av de viktigaste källorna för biomassa.
Det finns fem grundläggande typer av material som är biomassa.
Äkta trä från skogsbruk och träförädling
Energigrödor som odlas speciellt för energiändamål.
Biologiska restprodukter från jordbruket
Livsmedelsavfall
Industriellt avfall och biprodukter från biologiskt material.
SJÄLVBEDÖMNING
Avsnitt 2 - Kategorier av biomassa
Vad är energigrödor:
• Grödor som kräver en stor mängd biomassa för att växa
• Grödor som odlas speciellt för energiändamål
• Grödor som absorberar stora mängder solenergi
Vilket av följande är inte ett material som används för energi från biomassa:
• Trä
• Energigrödor
• Slam från reningsverk
• Matavfall
Avsnitt 3 - Skillnaden mellan biomassa och fossila bränslen
Fossila bränslen
Det finns tre olika typer av fossila bränslen, kol, olja och naturgas. De utgör tillsammans över 85 % av
all den energi som konsumeras i världen. Olja pumpas upp från underjorden och förädlas till en
mängd olika produkter, de mest kända är bensin och diesel. Fossila bränslen som kol, olja och gas
härrör även de från biologiskt material, men av material som bildades för många miljoner år sedan.
Användandet av fossila bränslen är behäftat med ett antal miljöproblem. Det allvarligaste av dessa
anses vara den globala uppvärmningen. Då de stora mängderna av grundämnet kol i de fossila
bränslena har befunnit sig utanför den naturliga cirkulationen av kol i naturen (kolcykeln) under en
mycket lång tid ökar det på ett påtagligt sätt atmosfärens halt av koldioxid vid förbränning. Då
koldioxid är en växthusgas som bidrar till att öka den påverkan som sker genom ”växthuseffekten”
som höjer jordens temperatur vid förbränning av fossila bränslen, utgör koldioxiden med stor
sannolikhet den största orsaken till att jordens medeltemperatur har stigit de senaste decennierna
och fortsätter att stiga.
Skillnaden mellan biomassa och fossila bränslen
Den avgörande skillnaden mellan biomassa och fossila bränslen är tid och omfattning. Biomassa
absorberar grundämnet kol som CO2 från atmosfären när den växer, och returnerar motsvarande
mängd vid förbränning. Om biomassan omhändertas på ett hållbart sätt, är skördad biomassa som en
del av ett slutet kretslopp. Detta upprätthåller en sluten kolcykeln utan någon nettoökning av
atmosfärens CO2-nivåer.
fossila bränslen
vs
biobränslen
Medan både biomassa och fossila bränslen utför samma arbetsuppgifter att producera energi, skiljer
de sig mycket i sina miljöeffekter. Både fossila bränslen och biobränslen påverkar miljön på två olika
sätt, deras framställning och deras användning. För många fossila bränslen som skall omvandlas till
en användbar produkt som el, måste de normalt raffineras först inför en slutlig användning. Dessa
processer producerar en stor mängd föroreningar som släpps ut i luft och som fast avfall som sedan
måste omhändertas för att inte orsaka skada på miljö och människor. Biobränslen genomgår en
liknande process som för fossila bränslen, men med en mycket mer positiv effekt på miljön.
Biobränslen skapas genom naturliga processer som involverar väldigt lite föroreningar och där
biobränslen normalt har en ringa påverkan på miljön.
Fördelarna med att använda biomassa för energiändamål:
• Biomassa eliminerar de negativa effekterna på miljön (t.ex. utsläpp av växthusgaser)
• Biomassa är en förnybar energikälla
• Biomassa är en stor inhemsk energikälla vilket kan minska behovet av import av fossil energi
Nackdel med biobränsle
Det finns en stor nackdel med användningen av biobränslen:
• Biomassa kan hota livsmedelsförsörjningen: När odling av biomassa tränger undan odling av
livsmedel gäller att det tas hänsyn till att livsmedel och foder istället produceras någon annanstans.
SAMMANFATTNING
 Depending on the crop used to produce the biofuel, they use anywhere from 2 to 84 times as
Avsnitt 3 - Skillnaden mellan biomassa och fossila bränslen
•
•
•
•
Det finns tre fossila bränslen, kol, olja och naturgas. De fossila bränslena utgör över 85
procent av all den energi som konsumeras i världen.
Fossila bränslen härrör även de från biologiskt material men av material som absorberade
CO2 från atmosfären många miljoner år sedan.
Biomassa och fossila bränslen kan användas till att producera energi men de skiljer sig
mycket i sina miljöeffekter.
Både fossila bränslen och biobränslen påverkar miljön på två olika sätt, under
framställningen och under användningen.
SJÄLVBEDÖMNING
Avsnitt 3 - Skillnaden mellan biomassa och fossila bränsle
Vilket av följande är en fördel för biobränslen?
• Biomassa eliminerar till del de negativa effekterna på miljön
• Biomassa är en förnybar energiform
• Biomassa utgör en stor inhemsk energikälla vilket bör kunna minska behovet av import av
fossila bränslen
• Alla ovanstående
Biomassan måste förbrännas för att kunna producera el och värme.
• Sant
• Falskt
Avsnitt 4 - Biobränslen
Biofuels
Biobränslen har alltid funnits sedan miljontals år tillbaka i tiden. Fossil energi i form av bensin och
diesel har även de sitt ursprung i nedbrutna växter och djur men som har lagrats i jorden under
mycket lång tid. Vid bioomvandling används vegetabiliskt och animaliskt avfall för att producera
biobränslen såsom metanol, biogas och bio olja. Det finns olika sätt att producera bioenergi, ett sätt
är att med hjälp av jäsning och värme bryta ner stärkelsen i biomassan, socker, i biomassan till
alkoholer. Alkoholerna kan sedan förädlas som biodrivmedel för fordon.
För att betraktas som ett biodrivmedel måste det drivmedlet innehålla över 80 procent förnybara
material.
Kolfixering:
I kolets globala kretslopp fixeras ungefär
120 respektive 80 miljarder ton C årligen
genom fotosyntesen på land och i havet.
Det är dock bara ungefär hälften av detta
kol (C) som byggs in i biomassa (tillväxt
och reproduktion). Den andra hälften
behöver organismerna för sin respiration.
Det som byggs in i biomassa motsvarar
totalt cirka 100 miljarder ton kol (C) per
år.
Om vi antar att den nybildade biomassan
har en genomsnittlig kolhalt på 45% så produceras det årligen ca 220 miljarder ton biomassa
(torrvikt). Detta kallas för jordens totala nettoprimärproduktion.
Denna biomassa kan omvandlas till energi på tre olika sätt:
•
•
•
Termisk - Det äldsta och vanligaste sättet är att förbränna biomassa för att skapa energi i
form av värme. Energin kan användas direkt för t.ex. uppvärmning av bostäder eller för
industriella processer alternativt för generering av elektricitet.
Termokemisk - Genom upphettning (Pyrolys i syrefattig miljö ) av biomassa, är det
möjligt att bryta ner biomassan till gas, vätska och fast kolmaterial. Processen ske i en
syrefattig miljö för att producera en förbränningsgas (mestadels metan), som sedan kan
nyttjas för olika ändamål endera till förbränning eller för kemisk vidareförädling.
Biokemisk - När bakterier, jäst och enzymer blandas med biomassa i vatten startar en
jäsningsprocess och alkohol kommer att produceras. En liknande process används för att
kunna jäsa (fermentera) jordbruksprodukter till etanol så kallad sädesalkohol. Alkoholen
kan sedan blandas med bensin för att tillverka drivmedel med olika inblandningar av
etanol. När bakterier används för att bryta ner biomassan i deponier och
avloppsreningsverk bildas normalt gasen metan som kan fångas upp och efter rening
bl.a. kan användas som biogas för fordonsdrift.
Efterfrågan av biobränslen har under senare år allt mer ökat i popularitet på grund av stigande
oljepriser, miljöhänsyn och behovet av trygg energiförsörjning.
Tre generationer av biodrivmedel:
Biobränslen är ofta uppdelat i tre generationer.
•
1: a generationens biodrivmedel kallas också
konventionella biodrivmedel. De är tillverkade
av råvaror som socker, stärkelse eller
vegetabilisk olja. Observera att dessa alla är
livsmedelsprodukter. Varje biobränsle som
tillverkas av en råvara som också kan
konsumeras som ett livsmedel hänförs till den
första generationens biodrivmedel.
•
2: a generationens biodrivmedel framställs av hållbar råvara. Biodrivmedlet ska inte kunna
vara en livsmedel gröda, även om vissa livsmedel kan bli andra generationens drivmedel när
de inte längre är användbara för konsumtion. Till exempel är avfall från vegetabilisk olja en
andra generationens biobränslen, eftersom det redan har använts och inte längre är tjänlig
som livsmedel. Gräs är en annan 2: a generationens biodrivmedel. Andra generationens
biobränslen kallas ofta " avancerade biobränslen . "
•
3: e generationens biodrivmedel är ännu inte färdigutvecklade och klara för en
marknadsintroduktion. Alger kan precis som andra växter som idag används som energikälla
omvandla solenergin till kemisk energi genom fotosyntes. Alger är bland de mest effektiva
växter på jorden att utföra fotosyntes och anses som en lovande kandidat till att producera
och utvinna förnyelsebara biodrivmedel. De algbaserade biodrivmedlen har fått egen separat
klass på grund av sin unika mekanism och potential för att reducera de flesta av nackdelarna
med 1: a och 2: a generationens biodrivmedel.
Ett exempel på en 3:e generationens biodrivmedel visas i bilden nedan: Microalger som effektivt kan
producera högkvalitativ bio olja genom fotosyntesen och som utnyttjar energin från solen och
koldioxiden från atmosfären. Den producerade och utvunna biooljan kan omvandlas som
biodrivmedel Restprodukten i form av fast biomassa kan användas som djurfoder.
SAMMANFATTNING
Avsnitt 4 - Biodrivmedel
•
•
•
•
•
•
•
•
Biodrivmedel är bränslen som är tillverkade av organiskt material.
Kolfixering är en process där gasen CO2 tas från atmosfären och som via fotosyntesen
omvandlar den till organiska kolföreningar.
Biomassa kan omvandlas till energi på tre olika sätt:
termisk omvandling
kemisk omvandling
biokemisk omvandling
Det finns tre generationer av biodrivmedel.
Om biodrivmedlen produceras på "rätt" sätt, kan de kraftigt minska utsläppen av
växthusgaser till atmosfären.
SJÄLVBEDÖMNING
Avsnitt 4 - Biodrivmedel
När kan ett drivmedel klassas som ett biodrivmedel?
• När det inte använder CO2 i sin produktion
• När det innehåller över 80 % förnyelsebart material
• När det är gjort i trä
Biodrivmedel som tillverkas av hållbar råvara är:
• Första generationens biodrivmedel
• Andra generationens biodrivmedel
• Tredje generationens biodrivmedel
Avsnitt 5 - Två exempel på biodrivmedel
Två exempel på biobränslen: Etanol och biodiesel
Etanol, även känd som sprit (drickbar), är ett drivmedel som kan användas för att driva fordon
(Flexible Fuel bilar) som är anpassade för olika typer av drivmedel. Idag tillverkas etanol genom
jäsning av jordbruksprodukter, såsom majs, sockerrör eller sockerbetor. Dessa råvaror står dock för
endast en liten del av den totala grödan som skulle kunna användas. Produktion av etanol från
cellulosa som majsblad och stjälkar har potential att kunna utgöra ett väsentligt tillskott för att
påtagligt öka etanolproduktion. Etanol kan användas i speciella typer av bilar som är gjorda för att
använda alkohol bränsle istället för bensin. Alkoholen kan också kombineras och blandas in i bensin.
Detta kommer att minska vårt idag stora beroende av drivmedel baserade på fossila bränslen.
Biodiesel är ett förnybart bränsle för dieselmotorer. Biodiesel tillverkas av jordbruksprodukter och
biprodukter såsom sojaolja och andra naturliga oljor och fetter. Biodiesel kan användas i blandning
med fossil diesel. Den största potentialen för bio olja kommer finns i oljeväxter från raps, palm och
sojabönor. Även om oljan från jordbrukssektorn har stor potential är produktionen låg främst
beroende stark konkurrens prismässigt från fossil olja. Det är helt enkelt för dyrt att konkurrera med
fossil diesel i dagsläget vilket inte gynnar en ökad produktion av biodrivmedel.
En avfallsprodukt som vegetabilisk olja kan dessbättre ofta hämtas gratis vilket ger ökade
förutsättningar att kunna processa den till biodrivmedel till acceptabelt pris.
RESUMÉ
Avsnitt 5 - Två exempel på biodrivmedel
•
•
•
•
•
Etanol är en alkohol som kan användas som drivmedel i främst ”Flexible Fuel” fordon.
Idag tillverkas etanol främst genom jäsning av jordbruksprodukter, såsom majs, sockerrör
eller sockerbetor.
Produktion av etanol från cellulosa såsom majsblad och stjälkar har potential att kunna
utgöra ett väsentligt tillskott för att påtagligt öka etanolproduktion.
Biodiesel tillverkas av jordbruksprodukter och biprodukter såsom sojaolja och andra
naturliga oljor och fetter.
Den största potentialen för bio olja kommer finns i oljeväxter från raps, palm och
sojabönor.
SJÄLVBEDÖMNING
Avsnitt 5 - Två exempel på biodrivmedel
Biodiesel är också känd som sädesalkohol.
• Sant
• Falskt
Etanol tillverkad av biprodukter från jordbruket såsom sojaolja, andra naturliga oljor.
• Sant
• Falskt
Avsnitt 6 - Bearbetning av biomassa för energiändamål
Hur kan energi utvinnas från biomassa?
Den traditionella metoden för elproduktion från biomassa baseras främst på förbränning med
produktion av ånga som i sin tur driver en ångturbin. Tekniken är mycket sofistikerad och tillåter
användning av flera typer av insatsvaror. Dess nackdel är att det krävs relativt höga
investeringskostnader per producerad enhet samt att den totala effektiviteten i produktionen
normalt är låg men ger möjligheter till ytterligare förbättringar. En av fördelarna med biomassa är
dess mångsidighet. Biomassan kan förbrännas direkt eller omvandlas till gas eller olja, för att
generera elektricitet och värme. Biomassan kan även omvandlas till flytande bränslen (biodrivmedel)
för att driva fordon. Det finns flera sätt att vända biomassa till el och värme, inklusive direkt
förbränning, samförförbränning, förgasning, pyrolys och rötning.
Ett kraftverk som gör el av biobränslen, är mycket likt ett kraftverk som använder fossilt bränsle:
Biomassa förbrännas även för uppvärmning av våra fastigheter samt för att ge energi för annat
ändamål.
Direkt förbränning
Det enklaste sättet och äldsta sättet att generera el från biomassa är att förbränna den (direkt
förbränning) för att producera högtrycksånga som sedan leds via en ångturbin som ger mekanisk
energi genom att snurra i hög takt, oftast med 3 000 varv per minut. Turbinen är kopplad till en
generator som omvandlar den mekaniska energin till elektrisk energi. Efter det att ångan gått genom
turbinen, har den tappat i tryck och temperatur och kyls därefter ner i en kondensor som tar upp
värmen från ångan och leder den vidare ut i fjärrvärmenätet.
Verkningsgraden i turbin/generator är ofta låg mellan 10-35% av den totala energiproduktionen.
Största delen av energin måste därför kunna användas som hög- och lågtrycksånga eller som värme i
ett fjärrvärmenät.
När både el och värme produceras och tillvaratas kan betydligt högre verkningsgrad uppnås ca 90%.
Den här typen av anläggning där både el och värme genereras och nyttjas kallas kraftvärmeverk.
Sameldning
Sameldning innebär att olika bränslen (bio-/fossila) blandas och förbränns i en och samma brännare
eller eldas i separata brännare i en och samma panna. Sameldning av kol med inblandning av
biobränsle är en beprövad teknik varifrån det finns goda erfarenheter. Men när biobränsle och kol
sameldas kan det leda till att riskerna för askrelaterade problem ökar. Omfattningen beror på vilken
typ av biobränsle det gäller och hur stor andel av bränslemixen den står för. Många koleldade
kraftverk använder sameldning och inblandning av biobränsle för att minska användningen av kol och
därmed uppnå lägre utsläpp av koldioxid, svaveldioxid och kväveoxider.
Förgasning
Nya tekniker har utvecklats för att förgasa biomassa som ett sätt att framställa förnyelsebara
energigaser t.ex. biometan, vätgas och kolmonoxid.
Tekniken fungerar genom att värma upp fast biomassa till höga temperaturer (ca 800-1500 C) i en
syrefattig miljö för att producera en bränslegas. Gasen har lågt energiinnehåll och för att uppnå
naturgaskvalitet krävs en uppgradering genom gasrening och syntetisering (katalysatorer).
Förgasning ger vissa fördelar jämfört med direkt förbränning: till exempel förgasning av biomassa för
att producera el är dubbelt så effektiv som att bränna den direkt och ger lägre utsläpp av partiklar
och växthusgaser. Förgasningssystem kan också kombineras med bränslecellssystem, som omvandlar
vätgas till elektricitet och värme.
Pyrolys
Vid snabb pyrolys uppvärms biomassan, till exempel flis av hyggesrester, under syrefria förhållanden
till temperaturen cirka 500°C, varvid den bildar kondenserande gaser.
Den bildade gasen kyls snabbt för att få den i form av en olja- liknande vätska ( bioolja ) och den
återstående fasta substansen är en träkol -liknande rest ( som kallas " char" ) . Biooljan kan hanteras
och användas på likartat sätt som för fossil olja för att generera el/värme medan träkolet kan
användas för uppvärmning av processen alternativt förbrännas i fristående kraftverkspanna. De gaser
som bildas i processen används normalt i processen för att torka biomassan till lämplig fukthalt innan
den tillförs pyrolysreaktorn.
Ett brett utbud av biomassa kan användas i pyrolysprocessen. Pyrolysprocessen är mycket beroende
av fuktinnehållet i råvaran och bör vara cirka 10 % för att få en fungerande process. Vid högre
fukthalter i biomassan sker en anrikning av vatten i biooljan som produceras vilket är till stor nackdel
och vid låga fukthalter i biomassan finns en uppenbar risk att processen bara producerar damm i
stället för olja. För organiska material med högt fuktinnehåll, såsom slam och livsmedelsavfall, krävs
att materialet torkas före det tillförs pyrolysreaktorn.
Effektiviteten och utbytet i pyrolysprocessen är starkt beroende av partikelstorleken i den malda
råvaran. De flesta pyrolysprocesserna kan endast använda material som består av små partiklar upp
till högst 2 mm. En snabb värmeöverföring genom partikeln krävs för att processen ska kunna
fungera optimalt. Efterfrågan på liten partikelstorlek innebär att inmatningsmaterialet måste malas
innan det tillförs pyrolysreaktorn.
Rötning
Vissa typer av bakterier bryter ner och sönderdelar organiskt material i frånvaro av syre och
producera biogas som en restprodukt. Denna biologiska process kallas rötning.
Rötning sker normalt i gamla deponier som innehåller organiskt avfall. Gasbildning i deponier är
sedan länge ett känt fenomen och det har konstaterats att gasläckage från deponier till atmosfären
bidrar till att påskynda växthuseffekten. En viktig process vid drift av deponier är därför att utvinna
deponigasen som är rik på metan och återvinna den energi som finns i gasen för el/värmeproduktion eller som fordons gas efter rening och uppgradering.
Biogas kan framställas genom att blanda växter och animaliskt avfall (matavfall) med vatten i syrefria
tankar. När matavfall och reningsverksslam används i en rötningsprocess måste det först
förbehandlas och hygieniseras. Hygieniseringen är ett lagkrav eftersom det förhindrar att eventuell
smitta som finns i biomassan sprids, till exempel så dödas salmonellabakterier vid hygieniseringen.
Restprodukterna från rötningsanläggningarna kallas för biogödsel och kan användas som ett
organiskt gödselmedel.
Att använda ”deponi gas” eller biogas från rötkammare som fordons gas är fullt möjligt. Beroende på
råvarusammansättningen och på hur rötningsprocessen drivs kan biogasen ha olika sammansättning.
Liksom naturgas består biogas huvudsakligen av metan, men även till viss del av koldioxid samt en
mindre mängd andra ämnen. För att biogas ska kunna användas som fordons gas behöver den renas
från koldioxiden. Reningen sker i en uppgraderingsanläggning där metanhalten i gasen höjs samtidigt
som energivärdet ökar. Efter reningen innehåller gasen ca 97 % metangas – så kallad fordons gas.
Fordons gas är ett miljövänligt drivmedel som inte bidrar till växthuseffekten.
Produkterna från rötning är:
•
•
•
Biogas består huvudsakligen av metan (CH4) och koldioxid (CO2)
En fast återstod (fiber eller biogödsel) fås som restprodukt från rötningsprocessen
Fiber eller biogödsel kan användas som organiskt gödselmedel i jordbruket.
SAMMANFATTNING
Avsnitt 6 - bearbetning av biomassa för energiändamål
• Den traditionella metoden för elproduktion från biomassa baseras främst på direkt
förbränning och produktion av ånga, som driver ångturbiner.
• En av fördelarna med biomassa är dess mångsidighet. Det kan brännas direkt, eller
omvandlas till en gas eller olja, för att generera elektricitet (biokraft) och värme.
• Biomassa kan också omvandlas till flytande bränslen (biodrivmedel) till fordon.
• Det finns flera möjligheter att använda biomassa för el- och värmeproduktion t.ex. via
direkt förbränning, samförbränning, förgasning, pyrolys och rötning.
SJÄLVBEDÖMNING
Avsnitt 6 - bearbetning av biomassa för energiändamål
I processen för förgasning av biomassa upphettas den till hög temperatur i en:
• Syrefattig miljö
• Syrerik miljö
Vid direkt förbränning av biomassa i pannor produceras en högtemperaturvätska.
• Sant
• Falskt
Under en biologisk process som kallas anaerob rötning bildas biogas med stort innehåll av butan.
• Sant
• Falskt
Källor och referenser
http://www.biomassenergycentre.org.uk
http://www.ehow.com
http://biomasspowerassociation.com
http://www.kids.esdb.bg/biomass.html