Biopaliva: Obnovitelné zdroje energie a informace

Biopaliva jsou paliva, což asi žádného čtenáře nepřekvapí. Definujme si však tento pojem o něco konkrétněji a zaměřme se i na skutečnost, proč je biopalivo vůbec využíváno.

Biopalivo jako produkt úpravy biomasy

Pokud chceme definovat, co je to biopalivo, nevyhneme se krátkému vysvětlení pojmu „biomasa“. Právě její úpravou se totiž biopalivo získává. Biomasa je ve zkratce hmota organického původu, jedná se tedy o látky, jež tvoří těla živých organismů.

Co se týče energetického využití, což je pouze jednou z možností, jak s ní naložit, musíme jmenovat především dřevo, seno, slámu a další zemědělské zbytky. Patří sem rovněž určitá část průmyslového a komunálního odpadu.

Proč právě biopaliva?

Biomasa patří mezi obnovitelné zdroje energie, což platí např. i o slunečním záření, geotermální energii apod. Již dlouhou dobu se přitom upozorňuje na to, že některých hojně využívaných zdrojů energie, jako ropy či zemního plynu, bude nedostatek.

Tyto prognózy jsou sice neustále upravovány a tzv. ropný zlom, tedy bod, od kterého bude těžba ropy už jen klesat, prozatím nenastal, přesto se mohou v budoucnu stát alternativní zdroje energie klíčovými. Dříve byla navíc biopaliva často zmiňována i v souvislosti se snížením produkce CO2, tedy jednoho z hlavních skleníkových plynů. Novější studie ovšem tato pozitiva poněkud zpochybňují a aktuálně se jedná o poměrně sporné téma.

Čtěte také: Biopaliva a potravinová bezpečnost

Jaké existují druhy biopaliv?

Biopaliva lze dělit několika způsoby, nejčastěji jsou ovšem členěna dle skupenství. Z tohoto hlediska existují tři druhy biopaliv, z nichž si o každém řekneme několik základních informací.

Tuhá biopaliva

Při spalování tuhých biopaliv, což je vůbec nejčastější forma jejich zpracování, lze získat tepelnou energii. Jedná se zejména o různé formy dřeva, ale také o slámu, seno apod. Největší výhřevnost přitom mají pelety.

Plynná biopaliva

V nádržích dochází k rozkladu biomasy a vzniká tzv. bioplyn. Ten je možné opět použít k výrobě tepla či elektrické energie nebo také např. k pohonu různých dopravních prostředků, tedy nejen automobilů, ale třeba rovněž vlaků. Bioplyn vzniká při rozkladu organických látek bez přístupu vzduchu - tzv. anaerobní digescí. V některých českých zemědělských podnicích se bioplynové stanice staly základem energetické soběstačnosti.

Vzniká při rozkladu organických látek (hnůj, zelené rostliny, kal z čističek) v uzavřených nádržích, bez přístupu kyslíku. Obsahuje 55-70 % objemových procent metanu.

Kapalná biopaliva

Do této kategorie patří alkoholová biopaliva, z nichž je kupříkladu bioethanol používán jako palivo pro automobily. Rostlinné oleje (např. V některých zemích, jako je Brazílie, se bioethanol stal běžnou součástí palivového mixu.

Čtěte také: Snižování emisí: biopaliva v praxi

Mezi obnovitelné zdroje energie počítáme hlavně sluneční, větrnou, vodní energii a také biomasu. Podrobnější vymezení nabízí novela zákona č. Pokud jde o dlouhodobé trendy v této oblasti u nás, pak většina „zelené elektřiny" ještě před nedávnem vznikala ve vodních elektrárnách - a její podíl na celkové produkci byl relativně zanedbatelný. Nyní se nejvíce využívá především bioplyn včetně skládkového a kalového plynu, dále fotovoltaické systémy a biomasa. Až potom nalezneme v produkci energie vodu.

Obnovitelné zdroje energie v českých domácnostech

Zájem o obnovitelné zdroje energie v českých domácnostech výrazně stoupl po roce 2020. Jednak k tomu přispěla i karanténami ovlivněná „covidová doba", a nadále tomu přispívá i nejistota ohledně tradičních zdrojů elektřiny i tepla včetně rizika zdražování. Být alespoň částečně soběstačný je jednou z cest, jak snížit náklady na chod domácnosti.

Z dlouhodobého hlediska je podle Komory obnovitelných zdrojů energie (Komora OZE) největší zájem o tepelná čerpadla, kterých jenom loni Češi nainstalovali více než 20 tisíc. Určitou renesanci po delší době stagnace zažívá střešní fotovoltaika, takže jestli jste si všimli přibývajících solárních panelů na střechách domů, nejedná se o náhodu, ale trend.

V době, kdy se klimatická krize a energetická nezávislost stávají každodenním tématem, nabývají obnovitelné zdroje energie na zásadním významu. Obnovitelné zdroje nejsou jen ekologickým řešením - přinášejí i větší energetickou soběstačnost a snižují závislost na dovozu fosilních paliv. Vývoj technologií v oblasti obnovitelných zdrojů je mimořádně dynamický.

Technologie samy o sobě nestačí. Rozhodující roli hrají politická rozhodnutí, legislativa a finanční podpora. Například evropský plán REPowerEU má zásadní dopad i na českou energetiku. Jaké technologie a strategie ovlivní budoucnost obnovitelných zdrojů? A jaké výzvy i příležitosti přinese příštích pár let?

Čtěte také: Význam obnovitelné energie

Obnovitelné zdroje: Základ moderní a udržitelné energetiky

Obnovitelné zdroje energie - slunce, vítr, voda, geotermální teplo a biomasa - představují přírodní síly, které se neustále obnovují. Jejich hlavní výhodou je schopnost nahradit fosilní paliva, která zatěžují životní prostředí. Přispívají ke snižování emisí skleníkových plynů a posilují energetickou nezávislost států. Moderní technologie mění způsob, jak energii vyrábíme, ukládáme i spotřebováváme.

Obnovitelné zdroje tvoří základ moderní a udržitelné energetiky. Využívají přírodní procesy, které se neustále obnovují, a nabízejí tak dlouhodobě stabilní a ekologické řešení. Každý zdroj má své výhody i limity - od geografických omezení po technologické nároky.

• Solární energie: Patří mezi nejrychleji rostoucí obnovitelné zdroje. Fotovoltaika je ideální pro domácnosti, firmy i veřejné budovy. Díky poklesu cen a vyšší účinnosti se solární technologie rychle rozšiřují.
• Větrná energie: Využívá sílu větru k výrobě elektřiny pomocí turbín. Offshore farmy, například v Severním moři, mají obrovský potenciál vyrábět elektřinu bez zásahu do krajiny. Výzvou zůstává jejich napojení na síť, dopad na přírodu a veřejné přijetí.
• Vodní energie: Je jedním z nejstarších a nejstabilnějších obnovitelných zdrojů. Výhodou vodních elektráren je schopnost rychle reagovat na změny v poptávce. Na druhou stranu mohou ovlivnit vodní ekosystémy a vyžadují pečlivé plánování.
• Biomasa: Využívá organický materiál - dřevo, zemědělské zbytky nebo biologický odpad - k výrobě tepla, elektřiny a biopaliv. Díky moderním technologiím je spalování efektivní a s minimálními emisemi. Decentralizovaná výroba energie z biomasy je ideální pro menší obce. Biomasa vzniká díky dopadající sluneční energii. Jde o hmotu organického původu. Pro energetické účely se využívá buď cíleně pěstovaných rostlin nebo odpadů ze zemědělské, potravinářské nebo lesní produkce.
• Geotermální energie: Čerpá teplo z nitra Země a využívá ho k vytápění nebo výrobě elektřiny. I když má největší potenciál v oblastech s vyšší geotermální aktivitou, i v Česku existují vhodné lokality.

Budoucnost biopaliv

Během několika příštích let se ukáže, zda vývoj biopaliv zkolabuje nebo díky rozvoji biopaliv druhé a třetí generace uspěje. Geneticky upravené enzymy nebo chemické katalyzátory mohou být v krátké době schopny laciným způsobem rozbít celulózu v dřevnatých zemědělských odpadech na cukry vhodné ke zkvašení (fermentaci). Velký pokrok by mohl být zaznamenán i v oblasti pěstování a zpracování řas v umělých nebo přirozených nádržích a v oceánech na etanol nebo butanol.

Pokud elektrárny využívající obnovitelné zdroje energie (OZE) nebo jadernou energii budou hlavními zdroji elektřiny a pokud budoucí auta budou moci být napájena přímo ze sítě, pak by se biopaliva mohla využít v námořní dopravě nebo v aplikacích nevhodných pro síťové napájení.

Biopaliva druhé generace

Biopalivový průmysl se učí využívat chudší stravu, tj. nepoživatelné zbytky. Dlouhodobým cílem bude efektivně přeměnit zdroje druhé generace biopaliv - trávy, odpadního dřeva, papíru a jiných nepoživatelných odpadů potravinářských plodin - na biopaliva, která by se tak dala získávat na dosud nevyužitelných půdách nebo zcela mimo půdu.

Mezi hlavní druhy biopaliv patří bioetanol, který může být použit buď jako příměs do benzínu nebo může benzín zcela nahradit. Získávání velkého množství bioetanolu z odpadních materiálů představuje velkou výzvu. O významu biopaliv druhé generace svědčí některé údaje z USA.

V roce 2009 uveřejnila Biotechnology Industry Organisation se sídlem ve Washingtonu, D. C., studii, v níž dochází k závěru, že by tato biopaliva mohla do roku 2022 snížit dovoz benzínu do USA za téměř 70 miliard dolarů. Bruce Dale z Office of Biobased Technology z Michigan State University je ještě optimističtější a domnívá se, že biomasa druhé generace by mohla být zdrojem až 350 milionů litrů biopaliv ročně, což představuje roční dovoz ropy do USA.

Technologie výroby biopaliv druhé generace

Problémem biopaliv druhé generace je způsob rozkladu celulózy, která tvoří nepoživatelné buněčné stěny zelených rostlin. Po rozložení celulózy následuje přeměna na cukry s využitím enzymů. Zkvašením je pak možné z cukrů získat bioetanol.

Biopaliva třetí generace - řasy

Když se řekne řasy, většina lidí si představí nepříjemné organismy v bazénech a rybnících. Pro vědce v laboratořích společnosti Exxon Mobil ale znamenají velkou příležitost. Řasy totiž mohou produkovat obnovitelnou energii a současně absorbovat oxid uhličitý. Energie z řas by mohla v budoucnu produkovat biopaliva srovnatelná s palivy na bázi konvenční surové ropy.

Po dodání CO2 rostou zelené řasy velmi rychle a pokud se je podaří přeměnit na biopalivo, jsou stonásobně výnosnější na hektar než kukuřice, soja nebo cukrová třtina. Porovnání vyrobeného biopaliva z některých plodin ukazuje srovnání:

• Sojové boby - 470 l/ha
• Řepka olejka - 1 200 l/ha
• Řasy - 66 000 až 94 000 l/ha

Legislativa a podpora obnovitelných zdrojů v ČR

Od roku 2026 vstupuje v platnost zákon Lex OZE II, jehož cílem je zjednodušit a zrychlit povolovací procesy pro obnovitelné zdroje energie. Klíčovým prvkem jsou tzv. Lex OZE II představuje důležitý milník na cestě k udržitelné energetice.

Zmíněný nárůst podílu obnovitelných zdrojů energie (OZE) na konečné spotřebě energie (v ČR v roce 2030) ze současných 14,89 % [1] na nejméně 22,5 % [2] vyplývá z celounijního cíle vyrábět v roce 2030 32 % energie z OZE. Podle aktuálních propočtů potenciálu OZE v ČR od expertů Komory obnovitelných zdrojů energie je český cíl nejméně 22,5 % s rezervou splnitelný. Potenciál OZE v ČR do roku 2030 byl vyčíslen na 255 PJ.

V ČR rozvoj OZE už několik let stagnuje. Finanční podpora pro OZE byla plošně zrušena v roce 2013 jako nezvládnutou regulaci fotovoltaiky v roce 2009 v době úřednické vlády Jana Fischera. Od té doby se situace postupně zlepšuje hlavně díky operačním programům a Nové zelené úsporám.

Zemědělská biomasa

Zemědělskou biomasu tvoří cíleně pěstovaná biomasa, biomasa obilnin a olejnin, trvalé travní porosty, rychlerostoucí dřeviny pěstované na zemědělské půdě a rostlinné zbytky ze zemědělské prvovýroby a údržby krajiny. Využívání zemědělské biomasy s sebou přináší výhody ve formě využití tradiční zemědělské techniky, snížení nezaměstnanosti, dále je šetrné k životnímu prostředí, pozitivně přispívá k údržbě krajiny, zadržení vody v krajině a v neposlední řadě dopomáhá k efektivnímu nakládání se zemědělskými odpady a přebytky.

Zbytková biomasa

Zbytková biomasa zahrnuje široký rozsah druhů biomasy vznikající sekundárně při zpracování primárních zdrojů rostlinné nebo živočišné biomasy. Hlavní objem zbytkové pochází z průmyslu papíru a buničiny, z dřevovýroby, ze zpracování masa a ostatního potravinářského průmyslu a ze třídění komunálního odpadu. Patří sem také biomasa ze živočišné zemědělské výroby, tj. exkrementů chovných zvířat.

Samostatnou položkou ve využívání biomasy je průmyslové využití, které je jak energetické, tak i neenergetické. Energetickému průmyslovému využití vládne průmysl výroby buničiny a papíru, neenergetické využití spočívá zejména ve výrobě stavebních desek a cihel.

Biopaliva a ceny potravin

Nelze kategoricky tvrdit, že nástup využívání biopaliv nemá žádné vlivy na zvyšování cen potravin, není však pravdou, že by biopaliva byla hlavním důvodem nárůstu cen základních zemědělských komodit. Hlavním viníkem jsou bezesporu ceny ropy, jež v současné době atakují hranici 140 dolarů za barel. Cena ropy vzrostla od začátku roku o 25 procent a v meziročním nárůstu dokonce zhruba o 200 procent.

Podle Mezinárodní energetické agentury je reálná hodnota barelu ropy kolem 70 dolarů za barel. Podle kartelu Organizace zemí vyvážejících ropu (OPEC) je stále ropy na trhu dostatek a její růst je zapříčiněn spekulacemi, které se na komoditních trzích odehrávají. Obchodníci se tak nákupem komodit zajišťují proti inflaci.

Světová finanční krize v USA je tedy dalším významným faktorem, který se podepsal na vysokých cenách zemědělských komodit. V době stagnujících akciových trhů, kdy investoři hledají nové příležitosti, jak zhodnotit svůj kapitál, jsou komoditní trhy jednou z nejlepších voleb.

tags: #biopaliva #obnovitelné #zdroje #informace

Oblíbené příspěvky:

• Piktogram nebezpečí znečištění
• Studium na FOP
• Jak na údržbu mobilních WC v zimě?
• Městský park v Kyjově
• Recenze Ecozone Tyčinky na Čištění Odpadů