Výsledkom životných procesov rastlín, živočíchov a húb sú biosuroviny, ktoré predstavujú obnoviteľné zdroje surovín. Základom biosurovín je biomasa, predovšetkým z rastlín, (lignocelulózová biomasa) ktorá sa využíva na energetické účely.Biomasa sa ako zdroj energie môže použiť priamo spaľovaním, pričom vzniká teplo, alebo nepriamo, po premene na iné formy biopalív – čo možno dosiahnuť chemicky, tepelne alebo biochemicky.


Najväčším energetickým zdrojom biomasy je drevo – napr. vo forme odumretých stromov, konárov, pňov, ďalej vetvičiek, drevnej štiepky. Ďalším zdrojom biomasy je rastlinná a živočíšna hmota, ktorá môže byť premenená na vlákna, prípadne iné priemyselné chemikálie, včítane biopalív. Priemyselná biomasa môže byť produkovaná napríklad z prosa, kukurice, konope, topoľa, vŕbe, cukrovej trstiny, repky olejnej, bambusu, eukalyptu, alebo napríklad palmy olejnej. Niektoré rastliny sú špeciálne pestované ako palivo – pri malej vstupnej energii poskytnú veľké výstupné množstvo biomasy. Príkladom môže byť pšenica, ktorá poskytne 7,5 – 8 ton zrna a 3,5 – 5 ton slamy z 1 ha. Zrno sa dá použiť na kvapalné a pohonné hmoty, slama na spálenie, pričom cieľom je produkcia tepla či elektriny.

Biomasu možno premeniť napr. aj na metán (bioplyn; skládkový plyn – produkuje sa aj napr. z odpadu po ľuďoch, z hnijúcich odpadkov), pohonné hmoty (etanol – napr. fermentáciou kukurice, cukrovej trstiny; bionaftu), cukor (degradáciou z celulózy na glukózu; biopalivo prvej generácie)

Ďalšou významnou zložkou biomasy je riasová biomasa – jej výhodou je že sa nevyužíva ako potravina. Pokosené riasy sa dajú fermentovať na biopalivá (metán, etanol, butanol, H2, bionaftu).


Biomasa predstavuje obnoviteľný zdroj energie. Napríklad, v prípade biomasy z rastlín, je významné, že uhlík sa prostredníctvom fotosyntézy vracia späť do prírodného kolobehu, preto záťaž prostredia skleníkovými plynmi je veľmi malá.


 

Vznik biomasy

 


Na svoj rast rastliny využívajú vodu zo zeme a CO2 z atmosféry. Tieto sa vďaka fotosyntéze premieňajú na stavebné články biomasy – sacharidy. Hybnou silou fotosyntézy je energia slnečných fotónov, ktorá sa uskladňuje v chemických väzbách organického materiálu. Táto energia sa pri spaľovaní biomasy zas uvoľňuje. Uhlík z biomasy a kyslík zo vzduchu sa spájajú, čím vzniká CO2 a voda. Ide teda o cyklicky uzavretý proces.

Základná forma biomasy je vzniknutá fotosyntézou, teda  energiu získanú z biomasy môžeme považovať za uskladnenú energiu Slnka.


Fotosyntézu môžeme zapísať rovnicou:

 

6 CO2 + 12 H2O (+ 2830 kJ + chlorofyl) → (CH2O)6 + 6 H2O + 6 O2

 


 

Metódy získavania energie z biomasy

 

  • spaľovanie a kompostovanie – najstaršie metódy;

V súčasnosti metódy získavania energie z biomasy rozdeľujeme do niekoľkých skupín premeny:

  • Termochemické – (suché procesy):

  • spaľovanie

  • splynovanie

  • pyrolýza

  • Mokré procesy – biochemické:

  • kvasenie (alkoholové, metánové)

  • Fyzikálne a chemické

  • mechanické (drtenie, štiepenie, lisovanie, briketovanie, peletovanie, mletie,...)

  • chemické (esterifikácia olejov)

  • Získavanie odpadového tepla pri spracovávaní biomasy 

 

 

Výhody využívania biomasy na energetické účely:


  • obnoviteľný zdroj energie

  • nízky obsah síry

  • z hľadiska odpadového hospodárstva je zväčša druhotnou surovinou

  • pohľadu zamestnanosti zlepšuje sociálne pomery

  • prispieva k ochrane životného prostredia

  • Zdroje biomasy nie sú lokálne limitované

  • môže prispievať k tvorbe krajiny a starostlivosti o ňu

  • umožňuje využiť spáliteľné a niekedy aj toxické odpady


 

Nevýhody využívania biomasy na energetické účely:

 

  • niekedy cena biomasy prevýši cenu fosílnych palív

  • energetickej výrobne môže byť nižšia spoľahlivosť dodávky do energetickej výrobne oproti iným palivám

  • sezónnosť pestovania takto využiteľných rastlín si vyžaduje skladovanie v pomerne veľkom rozsahu

  • menšia účinnosť v porovnaní s fosílnymi palivami, aj nižší výkon Nebezpečenstvo úniku škodlivých látok pri niektorých technológiách (prach, oxidy dusíka pevné a kvapalné odpady


 

Využitie rastlín v ostatných odvetiach priemyslu:

 

I. Potravinársky priemysel:

1. Obilniny:

a) pšenica siata

 

  • najdôležitejšia chlebová obilnina, má vysoký podiel bielkovín a kvalitného lepku

  • zrno (hlavne obal a klík) obsahuje vitamíny skupiny B, minerálne látky (Ca, Fe, P)

b) raž siata

 

  • druhá najdôležitejšia chlebovina

  • má malú náročnosť na klimatické podmienky

  • typická a charakteristická plodina starých Slovanov

c) jačmeň siaty

  • obilnina stará min. 10 000 rokov

  • doležitou plodinou starých Grékov a Rimanov

  • na území Európy sa využíva hlavne na výrobu liehovarníckeho a pivovarníckeho sladu

  • zrno je zdrojom hlavne sacharidov (75 – 85%) a bielkovín (11 – 13%) ale napr. aj vitamínov skupiny B, a vitamínu E

d) proso siate

 

  • jednou z najstarších kultúrnych plodín

  • pochádza z číny, východnej Ázie a Indie

  • produkt z prosa, ktorý je najviac konzumovaný, je ľahkostráviteľné pšeno

  • neobsahuje lepok

  • zdroj železa a vitamínov skupiny B

2. Ovocie a zelenina

- napr. v mraziarenskom a konzervárskom priemysle

- využitie má aj v biotechnoógiách

3. Ostatné rastliny

- napríklad: výroba medu (kvety)

II. Farmaceutický priemysel – využíva liečivé, koreninové a aromatické rastliny, ktoré obsahujú účinné látky schopné ovplyvňovať metabolizmus, posilňovať imunitu či pozitívne vplývajú ak o ochrana pred niektorými ochoreniami. Spracováva sa napr. skorocel kopijovitý, medovka lekárska, mäta prieporná, harmanček, aloe vera, rakytník, pupalka dvojročná, šalvia lekárska – z týchto rastlín sa vyrábajú napr. čaje a iné výživové doplnky.

III. Kozmetický priemysel – v kozmetickom priemysle sa z rastlín izolujú čisté látky a napr. silice. Voňavé éterické oleje napr. z mäty, či šalvie majú protizápalový (antiseptický) účinok, z fenikla, cédra, aleo napr. levandule insekticídny účinok. Ďalej sa výťažky z rastlín používajú do zubných pást, krémov deodorantov, či mydiel.

Nemožno však toto rozdelenie brať striktne. Mnohé rastliny majú komplexné hospodárske či priemyselné využitie, t.j. že sa využívajú v rôznych priemyselných odvetiach.


 



Zopakujte si:
1. Aká je to lignocelulózová biomasa? Načo sa využíva?
2. Aké metódy sa používajú pri spracovávaní biomasy?
3. Uveď výhody a nevýhody využitia biomasy ako energetického zdroja.
4. Ktorá obilnina neobsahuje lepok?


Použitá literatúra:
vlastné poznámky
http://sk.wikipedia.org/wiki/Biomasa_(energetika)
http://gymbott.edupage.org/text/?text=teachers/48658&subpage=25
http://cs.wikipedia.org/wiki/Biopalivo