Darni_bioenergetika-S

DARNI BIOENERGETIKA

2011

2

Viršelio nuotraukos autorius D. Dzenajavičius

Leidinį parengė: Eugenija Farida DZENAJAVIČIENĖ

Nerijus PEDIŠIUS Romualdas ŠKĖMA

Lietuvos energetikos institutas

2011 Kaunas

Part-financed by the European Union (European Regional Development Fund and European Neighbourhood and Partnership Instrument)

3

SUMMARY

This publication provides information of the sustainable use of biomass for production of various types of fuel and for generation of energy.

The first chapter Solid Biomass investigates issues, related to production of solid biomass and its’ use in EU and Lithuania. Information is provided on EU policy in the field of renewable energy sources and main EU directives embodying above policy are presented.

Wood, wood cutting and processing residues, agriculture and municipal waste are the main resources for production of solid biomass in Lithuania. The largest share of solid biomass is and will be produced from wood at present and in future and thus this publication dedicates special attention to the issues of various types of wood fuel production and use. The wood resources available for bioenergy in Lithuania could be increased via cultivating energy plantations of willows, poplar and other short rotation plants.

Separate subchapter Agriculture products discusses issues related to agriculture residues – straw, which is best available for bioenergy generation, and also providers information of prospective energy plants suitable for cultivation in Lithuania’s climate conditions, such as Miscanthus, Jerusalem artichoke, cannabis, etc.

The last subchapter of Solid Biomass chapter provides data on the volumes of municipal waste in largest Lithuanian cities and possibilities to use them for energy generation.

The second chapter Biofuel provides information on characteristics, peculiarities of production and use of the two most popular kinds of biofuels in the world and Lithuania – bioethanol and biodiesel.

Subchapter Bioethanol provides comprehensive information on characteristics of ethanol comparing it to traditional gasoline. Publication investigates the main merits and demerits of bio-ethanol and overviews the main requirements to engines which use fuel mixes with higher concentration of bio-ethanol in petrol.

Separate subchapter provides data on the use of oxygenates MTBE, ETBE and ethanol as well as their merits and demerits.

The publication provides comprehensive description of bioethanol production from cereals and biodiesel production from rape seed oil (RME) and fatty acids of animal origin (FAME). Information on biofuel plants in Lithuania is also presented.

Separate subchapter of Future biofuel covers issues related to production technologies of biofuel of the second, the third and the following generations.

The third chapter of our publication Biogas provides the basic knowledge on microbiologic decomposition of organic matter under anaerobic conditions,

4

the result of which is biogas. The chapter analyses the impact of various factors – such as temperature, the composition and acidity of substrate, ,etc. – on biogas formation process. The publication also discusses the advantages of biogas production to agriculture and environment. The main components of bio-digesters and biogas plants are described together with the basic requirements for them. The booklet also provides information on biogas production and use in EU member states and Lithuania.

Separate subchapter analyses formation process of landfill gases, as well as collection, purification and use possibilities. It also provides information of biogas production from residues of agriculture and industrial companies as well as extraction and use of gas in the landfills of large cities.

The forth chapter Sustainability, Biomass, Bioenergy provides information on the main provisions of sustainable development. This chapter analyses aims and criteria, which can be achieved while applying these sustainability criteria. The reader can find the main sustainability principles and criteria for bioenergy, which were elaborated during implementation of the Baltic Sea Region Bioenergy Promotion Project and which should be applied for biomass production and bioenergy consumption in six main areas:

1. Biodiversity; 2. Resource efficiency; 3. Energy efficiency; 4. Climate mitigation efficiency; 5. Social aspects; 6. Economic issues. Our publication „Sustainable Bioenergy“ was prepared under

implementation of the INTERREG IIIB Baltic Sea Region project, Bioenergy Promotion, which is co-financed by the European Union. It is dedicated to public which is interested in energy, environment and sustainable development issues.

Publication „Sustainable Bioenergy” is supplemented with CD-ROM, which includes: The text of this publication; main EU and Lithuanian legislation regulating the use of biomass and other renewable energy sources; and the main outcomes of the project Bioenergy Promotion.

5

SANTRUMPA Leidinyje pateikiama informacija apie darnų biomasės naudojimą įvairių

kuro rūšių bei energijos gamybai. Pirmajame leidinio skyriuje Kietoji biomasė nagrinėjami klausimai, susiję

su kietojo biokuro gamyba ir naudojimu ES ir Lietuvoje. Pateikiama informacija apie ES politiką atsinaujinančių energijos šaltinių srityje bei pagrindines ES Direktyvas, formuojančias šią politiką.

Lietuvoje kietojo biokuro gamybos pagrindinius išteklius sudaro – mediena, jos ruošos bei apdirbimo atliekos, žemės ūkio kultūros bei atliekos ir komunalinės atliekos. Šiuo metu ir ateityje didžiausi kietojo biokuro kiekiai bus gaminami iš medienos, todėl leidinyje įvairių medienos kuro formų gamybos ir naudojimo klausimams skiriamas ypatingas dėmesys. Bioenergetikai naudojamos medienos išteklius Lietuvoje galima būtų padidinti auginant energetines karklų ar trumpos apyvartos tuopų plantacijas.

Atskirame leidinio poskyryje Žemės ūkio produktai aptariami klausimai, susiję su gausiausių žemės ūkio atliekų – šiaudų naudojimu bioenergijos gamybai bei pateikiama informacija apie perspektyviausių Lietuvos klimatinėmis sąlygomis energetinių žolių (drambliažolių, topinambų, kanapių ir kt.) kultivavimo galimybėmis.

Paskutiniame skyriaus Kietoji biomasė poskyryje pateikiami duomenys apie didžiausiuose Lietuvos miestuose susidarančių komunalinių atliekų kiekius bei galimybes jas naudoti energijos gamybai.

Antrajame leidinio skyriuje Biodegalai pateikiama informacija apie dviejų populiariausių pasaulyje ir Lietuvoje biodegalų rūšių – bioetanolio ir biodyzelino savybes, gamybos ir naudojimo ypatumus.

Poskyryje Bioetanolis pateikiama išsami informacija apie etanolio savybes, lyginant jas su tradiciniu benzinu. Analizuojami bioetanolio privalumai ir trūkumai bei apžvelgiami pagrindiniai reikalavimai varikliams, naudojantiems didesnės koncentracijos bioetanolio ir benzino mišinius.

Atskirame skyrelyje pateikiami duomenys apie oksigenatų MTBE, ETBE ir etanolio naudojimą bei jų teigiamas ir neigiamas savybes.

Leidinyje išsamiai aprašytos bioetanolio iš grūdinių žaliavų ir biodyzelino iš rapsų aliejaus (RME) bei gyvulinės kilmės riebalinių rūgščių (FAME) gamybos technologijos. Taip pat pateikta informacija apie biodegalų gamyklas Lietuvoje.

Atskirame skyrelyje Ateities biodegalai nagrinėjami klausimai, susiję su antros ir sekančių kartų biodegalų gamybos technologijomis.

Trečiajame leidinio skyriuje Biodujos pateikiamos pagrindinės žinios apie mikrobiologinį organinių medžiagų skaidymą anaerobinėmis sąlygomis, kurio rezultate susidaro biodujos. Analizuojama įvairių faktorių, tokių kaip temperatūra, substrato sudėtis bei rūgštingumas ir t.t. įtaka biodujų

6

susidarymo procesui. Pateikiami duomenys apie biodujų sudėtį ir savybes, o taip pat žaliavas, naudojamas jų gamybai. Nagrinėjami biodujų gamybos privalumai žemdirbystės ir aplinkosaugos požiūriais. Aprašyti bioreaktorių ir biodujų jėgainių pagrindiniai komponentai bei jiems keliami reikalavimai. Taip pat pateikiama informacija apie biodujų gamybą ir naudojimą ES ir Lietuvoje.

Atskirame skyrelyje analizuojamas sąvartynų dujų susidarymo procesas, o taip pat jų surinkimo, išvalymo ir panaudojimo galimybės. Pateikiama informacija apie biodujų gamybą iš žemės ūkio ir pramonės įmonių atliekų bei sąvartynų dujų surinkimą ir panaudojimą didžiųjų miestų sąvartynuose.

Ketvirtame leidinio skyriuje Tvarumas, biomasė, bioenergija pateikiama informacija apie pagrindines darnaus vystymosi nuostatas. Analizuojami darnumo kriterijai ir tikslai, kuriuos ketinama pasiekti, taikant šiuos darnumo kriterijus. Taip pat skaitytojas supažindinamas su tvarumo principais ir kriterijais, parengtais vykdant projektą „Baltijos jūros regiono bioenergetikos skatinimo projektas“, kurie turėtų būti taikytini biomasės gamybos ir bioenergijos vartojimo metu šešiose pagrindinėse srityse, kurias sudaro:

1. Bioįvairovė; 2. Išteklių naudojimo efektyvumas; 3. Energijos vartojimo efektyvumas; 4. Klimato kaitos švelninimo efektyvumas; 5. Socialiniai aspektai; 6. Ekonominiai aspektai. Leidinys „Darni bioenergetika“ parengtas vykdant ES dalinai finansuojamą

Baltijos jūros regiono INTERREG IIIB kaimynystės programos projektą „Baltijos jūros regiono bioenergetikos skatinimo projektas“ ir skiriamas plačiajai visuomenei, besidominčiai energetikos, aplinkosaugos ir darnaus vystymosi klausimais.

Leidinys „Darni bioenergetika“ taip pat komplektuojamas kompaktiniu disku, kuriame įrašytas leidinio tekstas, pateikti pagrindiniai ES ir Lietuvos teisės aktai, reglamentuojantys biomasės ir kitų atsinaujinančių energijos šaltinių naudojimą bei medžiaga apie esminius projekto „Baltijos jūros regiono bioenergetikos skatinimo projektas“ rezultatus.

7

ĮŽANGA

Pasaulyje atsinaujinančių energijos šaltinių naudojimui skiriamas vis didesnis dėmesys. Tai sąlygoja šios pagrindinės priežastys – siekis didinti energijos tiekimo saugumą bei švelninti pavojingą klimato kaitą, susijusią su šiltnamio efektą skatinančių dujų emisijomis į atmosferą.

Iškastinio kuro ištekliai yra riboti ir labai netolygiai pasiskirstę. Vienos šalys turi didelius jų kiekius, o kitos priverstos importuoti kurą ir tokiu būdu tampa priklausomomis nuo kurą eksportuojančių valstybių. Atsinaujinantys energijos šaltiniai – biomasė, saulės, vėjo, geoterminė bei hidroenergija yra vietiniai energijos ištekliai, todėl jų naudojimas mažina kuro importo poreikį bei didina energijos tiekimo saugumą.

Naudojant atsinaujinančius energijos šaltinius į atmosferą neišmetami arba išmetami ženkliai mažesni šiltnamio efektą sukeliančių dujų (pagrinde anglies dvideginio) kiekiai.

Tarptautinės energetikos agentūros duomenimis 2007 m. atsinaujinančių išteklių energija sudarė 10,7% nuo viso pirminės energijos vartojimo pasaulyje. Didžiąją dalį, per 77% šio kiekio sudarė biomasė.

Iš biomasės galima gaminti kietąjį (malkos, briketai, granulės), skystąjį (biodegalus) ir dujinį (biodujas) kurą.

Sunku pasakyti, kaip pirmykštis žmogus pirmąkart įsižiebė ugnį ir ją saugojo savo oloje, tačiau, be abejonės, tai buvo susiję su mediena ir mišku.

8

Sumedėjusius augalus žmogus nuo seno naudojo kurui ir savo būsto šildymui. Netgi dabar beveik pusė pasaulio miškuose iškertamos medienos sunaudojama kurui.

Tradicinių energijos šaltinių pakeitimas biomase ar kitais atsinaujinančiais energijos šaltiniais padeda taupyti už perkamą įvežtinį kurą sumokamas lėšas, mažinti priklausomybę nuo kuro importuotojų, spręsti gamtosaugos problemas ir gerinti aplinkos kokybę, papildomai apkrauti vietinę pramonę, mažinti bedarbystę ir kurti naujas darbo vietas, didinti energijos tiekimo saugumą.

Nuotrauka iš http://metrohippie.com/

ES reikalavimai diegti ir plėtoti atsinaujinančių išteklių energijos

naudojimą, griežtėjantys aplinkosauginiai reikalavimai, susiję su šiltnamio efektą sukeliančių dujų emisijų bei atliekų mažinimu, verčia kuo plačiau naudoti vietinius atsinaujinančius energijos išteklius, tame tarpe ir biodegalus. Biodegalų gamyba iš vietinių žaliavų mažina importuojamo iškastinio kuro vartojimą, o taip pat sudaro galimybes plėtoti žemės ūkį, negaminant maisto produktų. Vietinių atsinaujinančių energijos išteklių įsisavinimas sumažina ūkio subjektų priklausomybę nuo mineralinių išteklių ir padeda išvengti pasekmių, susijusių su energijos aprūpinimo sutrikimais.

Biodegalai yra iš biomasės gaminamas skystasis kuras, paprastai naudojamas transportui. Dyzelino ir benzino analogai biodyzelinas ir bioetanolis – labiausiai paplitusios jo rūšys. Biodyzelinas daugiausia gaminamas iš augalinių aliejų ar gyvulinės kilmės riebalų (Lietuvoje – iš rapsų

9

aliejaus), o bioetanolis – iš krakmolo ar cukraus turinčių žaliavų (Lietuvoje – daugiausia iš kvietrugių ar kviečių).

Šiuo metu pasaulyje didžioji biodegalų dalis pagaminama iš maistinių kultūrų – javų, runkelių, sojų, cukranendrių, rapsų, palmių ir pan. „Antrosios kartos“ biokurą galima gaminti iš bet kokios biomasės, įskaitant šiukšles ir dumblius.

Nuotrauka iš http://farm1.static.flickr.com/

Nors mažai minimi ir įgyvendinami Lietuvos energetikos sektoriuje,

tvarumo (arba darnumo) aspektai tampa vis aktualesni Europos Sąjungos teisinėje bazėje.

Darnios (tausojančios, subalansuotos) plėtros idėja buvo iškelta dokumente „Mūsų bendra ateitis“ ("Our Common Future"), visuotinai žinomame kaip Brundtlando ataskaita, paskelbta 1987 metais.

Darna buvo apibrėžta kaip „dabartinės kartos poreikių tenkinimas, neaukojant būsimų kartų poreikių“ (WCED, 1987:43). Tuo norima pasakyti, jog darni (tausojanti, subalansuota) plėtra palieka ateities kartoms pakankamai išteklių kokybiškam gyvenimui. Pagrindiniai elementai siekiant šio tikslo – ilgalaikis planavimas bei visų žmonių dalyvavimas jame.

2009 m. priimta Direktyva 2009/28/EB dėl skatinimo naudoti atsinaujinančių išteklių energiją suformulavo svarbiausius kriterijus biodegalų ir skysto biokuro gamybai. Kiti, su biomasės kuro gamyba ir bioenergijos vartojimu susiję tvarumo kriterijai suformuluoti įvairiuose teisiniuose žemės

10

ūkio, miškų, atliekų tvarkymo, aplinkosaugos ir kitą veiklą reglamentuojančiuose dokumentuose.

Darnumo sąvoka

Tokių kriterijų taikymą itin skatina Skandinavijos šalys, inicijuodamos projektus, kurių metu nagrinėjami ir formuluojami kriterijai bei pagrindiniai jų įgyvendinimą demonstruojantys rodikliai.

11

TURINYS SUMMARY ................................................................................................... 3 SANTRUMPA ............................................................................................... 5 ĮŽANGA ........................................................................................................ 7 TURINYS .................................................................................................... 11 TERMINAI .................................................................................................. 13 1. KIETOJI BIOMASĖ ................................................................................. 15

1.1 Biokuro naudojimas ES ir Lietuvoje ................................................... 17 1.2 Kietojo biokuro rūšys Lietuvoje .......................................................... 22

1.2.1 Mediena..................................................................................... 22 1.2.2 Energetiniai želdiniai .................................................................. 25 1.2.3 Žemės ūkio produktai ................................................................. 28

1.2.3.1 Žemės ūkio produkcijos atliekos – šiaudai ........................... 28 1.2.3.2 Energetinės žolės ............................................................... 30

1.2.4 Miestų atliekos ........................................................................... 36 2. BIODEGALAI .......................................................................................... 40

2.1 Biodegalų naudojimas ES ir Lietuvoje ............................................... 42 2.2 Biodegalų rūšys Lietuvoje ................................................................. 46

2.2.1 Bioetanolis ................................................................................. 47 2.2.2 Oksigenatų gamyba ir vartojimas ............................................... 50 2.2.3 Biodyzelinas .............................................................................. 52

2.3 Biodegalų gamybos technologijos ..................................................... 54 2.3.1 Bioetanolio gamyba ................................................................... 55 2.3.2 Biodyzelino gamyba ................................................................... 56 2.3.3 Biodegalų gamybos įmonės Lietuvoje ........................................ 58 2.3.4 Ateities biodegalai ...................................................................... 62

2.3.4.1 Pirmos kartos biodegalai ..................................................... 62 2.3.4.2 Antros kartos biodegalai...................................................... 63 2.3.4.3 Trečios kartos biodegalai. ................................................... 65 2.3.4.4 Ketvirtos kartos biodegalai .................................................. 67

3. BIODUJOS ............................................................................................. 69 3.1 Bendros žinios apie biodujų susidarymo procesą .............................. 69 3.2 Faktoriai įtakojantys anaerobinį biodujų gamybos procesą................ 70

3.2.1 Temperatūra .............................................................................. 71 3.2.2 Substrato sudėtis ....................................................................... 72 3.2.3 Substrato rūgštingumas ............................................................. 73 3.2.4 Stimuliatoriai ir inhibitoriai .......................................................... 73

3.3 Biodujų sudėtis ir savybės ................................................................. 73 3.4 Žaliavos biodujų gamybai .................................................................. 75 3.5 Bioreaktorius ..................................................................................... 76 3.6 Biodujų jėgainė ................................................................................. 79

12

3.7 Biodujų gamybos privalumai žemdirbystės ir aplinkosaugos požiūriais ......................................................................................................... 80

3.8 Biodujų naudojimas ES ir Lietuvoje ................................................... 83 3.9 Biodujų gamyba iš įvairių žaliavų Lietuvoje ........................................ 88

3.9.1 Biodujos iš žemės ūkio atliekų.................................................... 89 3.9.2 Biodujos iš pramonės atliekų ...................................................... 90 3.9.3 Biodujos iš komunalinių atliekų sąvartynų................................... 91 3.9.4 Biodujos iš nutekamųjų vandenų dumblo.................................... 94

3.10 Biodujų naudojimas energijos gamybai............................................ 95 3.10.1 Šilumos gamyba ...................................................................... 96 3.10.2 Elektros gamyba ir kogeneracija............................................... 96 3.10 3 Autotransporto kuras ................................................................ 98 3.10.4 Tiekimas į gamtinių dujų tinklą bei cheminių medžiagų gamyba 99

3.11 Biodujų naudojimo pavyzdžiai Lietuvoje ........................................ 102 3.11 1 Biodujos iš žemės ūkio atliekų ................................................ 102 3.11.2 Biodujos iš pramonės atliekų .................................................. 104 3.11.3 Biodujos iš komunalinių atliekų sąvartynų ............................... 107 3.11.4 Biodujos iš nutekamųjų vandenų dumblo ................................ 112

4. TVARUMAS (DARNUMAS), BIOMASĖ, BIOENERGIJA........................ 115 4.1 Biokuro naudojimas, laikantis darnumo kriterijų ............................... 115 4.2 Pagrindiniai darnumo kriterijų taikymo tikslai ................................... 117 4.3 Pagrindinės biomasės gamybos, bioenergijos vartojimo tvarumo sritys,

principai ir kriterijai .......................................................................... 118 4.3.1 Bioįvairovė ............................................................................... 118 4.3.2 Išteklių naudojimo efektyvumas ................................................ 120 4.3.3 Energijos vartojimo efektyvumas .............................................. 122 4.3.4 Klimato kaitos švelninimo efektyvumas .................................... 123 4.3.5 Socialiniai aspektai .................................................................. 126 4.3.6 Ekonominiai aspektai ............................................................... 128

LITERATŪRA ........................................................................................... 129 Kietoji biomasė ..................................................................................... 129 Biodegalai ............................................................................................ 130 Biodujos ............................................................................................... 132 Darnumo aspektai................................................................................. 134

APIE PROJEKTĄ ...................................................................................... 136

13

TERMINAI

Biomasė – žemės ūkio (įskaitant augalinės ir gyvūninės kilmės medžiagas), miškų ūkio ir kitų susijusių pramonės šakų produktai ir atliekos ar šių produktų bei atliekų biologiškai skaidoma dalis, taip pat pramoninių ir buitinių atliekų biologiškai skaidoma dalis. Biomasė gali būti augalinės ir gyvulinės kilmės.

Biokuras – iš biomasės pagaminti degūs dujiniai, skystieji ir kietieji produktai, naudojami energijai gaminti.

Bioenergija yra energija, išgauta iš biomasės, ji yra neutrali anglies atžvilgiu visame gyvavimo cikle, t.y. deginant biomasę į atmosfera išleidžiama tik tiek anglies, kiek jos absorbuoja augalai augimo procese. Tačiau praktikoje gali to ir nebūti dėl šiltnamio dujų emisijų, išsiskiriančių biomasės gamyboje, apdorojime ir paskirstyme.

Šilumingumas – šilumos kiekis, išsiskiriantis visiškai sudegus 1 kg kuro. Kietasis biokuras - iš medienos ar kitų biokuro rūšių pagaminti degūs

kietieji produktai (malkos, medienos skiedros, granulės ir briketai, pagaminti iš medienos,šiaudų ir kitų rūšių biologinės kilmės - žemės ūkio atliekų ir augalų), naudojami energijai gaminti.

Malkos – apvalioji ar skaldyta mediena, skirta kurui ir matuojama su žieve.

Pjuvenos – smulkios dalelės, susidariusios pjaunant ar apdirbant medieną.

Skiedros – į tam tikrų matmenų daleles mechaniškai susmulkinta mediena.

Biodegalai – biokuras, tinkamas naudoti vidaus degimo varikliuose kaip degalai. Dažniausiai vartojamos biodegalų rūšys yra bioetanolis, biodyzelinas, biodujos, bioetiltretbutileteris (ETBE).

Bioetanolis – etanolis (etilo alkoholis), pagamintas iš biomasės ir (ar) biologiškai skaidomos atliekų dalies, skirtas naudoti kaip biokuras. Lietuvoje bioetanolis gaminamas iš grūdų.

Biodyzelinas – metilo (etilo) esteris, pagamintas iš augalinės kilmės aliejų ar gyvūninės kilmės riebalų, prilygstantis dyzelino kokybei, skirtas naudoti kaip biokuras. Lietuvoje biodyzelinas (rapsų metilo esteris – RME) gaminamas iš rapsų sėklų.

Biodujos – tai dujos, susidarančios mikroorganizmams skaidant organines medžiagas anaerobinėmis sąlygomis.

14

Tvarumas apima aplinkosauginius, ekonominius ir socialinius aspektus ir skatina atsakingą gamtinių išteklių naudojimą.

Tvari bioenergijos sistema tiek gamyboje, tiek ir vartojime minimaliai neigiamai veikia žmogaus sveikatą ir gyvybiškai svarbių ekosistemų funkcionavimą, tame tarpe ir globalią aplinką, išsaugodama save ateities kartoms. Tvari bioenergijos gamyba įvertina ekonomines, socialines ir aplinkosaugines pasekmes. Tvarus energijos vartojimas apima tinkamos energijos rūšies naudojimą tinkamai paskirčiai ir kuo efektyviau.

15

1. KIETOJI BIOMASĖ

Autorių nuotrauka

Augalai vegetacijos metu fotosintezės dėka įsisavina anglies dvideginį iš atmosferos ir vandenį iš dirvožemio, sudarydami daug energijos turinčius monosacharidus. Vėliau monosacharidai yra paverčiami į celiuliozę, hemiceliuliozę, ligniną, krakmolą ir kitas augalų sudėtines dalis. Tokiu būdu saulės energija yra paverčiama į cheminę energiją, kuri sukaupiama augalų biomasėje. Augalams žuvus prasideda įrimo procesas, kurio metu oksidacijos reakcijos išlaisvina biomasėje sukauptą energiją ir grąžina anglies dvideginį atgal į atmosferą. Biomasė yra atsinaujinantis energijos šaltinis, nes naujų augalų augimas papildo jos išteklius. Tvarus biomasės naudojimas reiškia, kad nepažeidžiamas jos susidarymo ir naudojimo balansas, t.y. sunaudojama biomasės ne daugiau kaip jos susidaro, tuo pačiu išsaugojant biologinę įvairovę.

Per milijonus metų natūralūs žemėje vykstantys procesai transformavo biomasės organinę medžiagą į šiandienos iškastinį kurą: naftą, dujas ir anglį.

16

Iškastinis kuras nėra atsinaujinantis, kadangi šiandien naftos, gamtinių dujų ir anglies naudojimo spartumas yra tūkstančius ar milijonus kartų didesnis už jų susidarymo procesą.

Autorių nuotrauka

Laikoma, kad biomasės naudojimas energijai gauti nedidina anglies dvideginio emisijų į atmosferą. Visi augalai augdami pašalina anglies dvideginį iš atmosferos fotosintezės proceso metu. Jei naujai susidarančios biomasės kiekis atitinka energijai gauti panaudojamos biomasės kiekį, laikoma, kad šis biomasės transformacijos į energiją procesas yra neutralus anglies dvideginio atžvilgiu. Tuo būdu biomasės išteklių naudojimas energijai gaminti neįtakoja klimato kaitos, o taip pat yra vienas iš būdų sunaudoti biomasės atliekas.

Kalbant apie atsinaujinančius energijos šaltinius sąvoka biomasė yra labai plati. Tai:

- mediena, jos ruošos bei apdirbimo atliekos; - žemės ūkio kultūros bei atliekos (rapsai, kviečiai, šiaudai ir t.t.);

- gyvulininkystės atliekos (gyvulių ir paukščių mėšlas); - maisto pramonės organinės atliekos;

17

- nutekamųjų vandenų dumble susikaupusios organinės medžiagos;

- komunalinių atliekų organinė frakcija.

Autorių nuotrauka

Biokuras gali būti kietasis, skystasis arba dujinis. Pirmuoju atveju pakanka

minimalaus biomasės mechaninio apdirbimo, pavyzdžiui, smulkinimo. Norint iš biomasės gauti skystąjį ar dujinį kurą nepakanka vien mechaninio apdirbimo, bet būtina pasitelkti kur kas sudėtingesnius terminius, cheminius, biocheminius ir mikrobiologinius apdorojimo būdus.

1.1 BIOKURO NAUDOJIMAS ES IR LIETUVOJE

Pirmasis žingsnis, žengtas ES atsinaujinančių energijos išteklių panaudojimo bendrosios strategijos vystyme, buvo 1996 m. išleista Žalioji knyga (COM(96)576). Sekantis žingsnis buvo žengtas gana greitai – 1997 m. pabaigoje buvo išleistas Komisijos leidinys „Baltoji knyga: energija ateičiai – atsinaujinantys energijos šaltiniai“ (1997-11-26 d. COM(97)599), kuriame buvo nagrinėjama ES strategija; taip pat buvo parengtas veiksmų planas šios strategijos įgyvendinimui.

18

1 Prancūzija 9.609 (2005: 9.78 )

2 Švedija 8.943 (2005: 7.94 )

3 Vokietija 8.816 (2005: 7.75 )

4 Suomija 7.428 (2005: 6.59 )

5 Ispanija 4.325 (2005: 4.18 )

6 Lenkija 4.299 (2005: 4.18 )

7 Austrija 3.347 (2005: 3.37 )

8 Portugalija 2.731 (2005: 2.71 )

9 Latvija 1.987 (2005: 1.99 )

10 Italija 1.81 (2005: 1.79 )

11 Čekijos Respubl. 1.568 (2005: 1.46 )

12 Danija 1.274 (2005: 1.28 )

13 Vengrija 1.058 (2005: 1.00 )

14 Graikija 0.931 (2005: 0.957 )

15 Jungtinė Karalystė 0.801 (2005: 0.883 )

16 Lietuva 0.722 (2005: 0.722 )

17 Estija 0.706 (2005: 0.706 )

18 Olandija 0.556 (2005: 0.516 )

19 Slovėnija 0.449 (2005: 0.469 )

20 Belgija 0.439 (2005: 0.428 )

21 Slovakija 0.409 (2005: 0.398 )

22 Airija 0.179 (2005: 0.175 )

23 Liuksemburgas 0.015 (2005: 0.015 )

24 Kipras 0.009 (2005: 0.009 )

Viso ES 62.41 (2005: 59.29 )

Energijos gamyba iš biomasės ES-25, Mtne (Šaltinis: http://www.energy.eu)

19

Dėka pastarojo laiko technologinio progreso energijos gamyba iš biomasės rinkoje tapo konkurencinga ypač lyginant su kitomis energijos tiekimo alternatyvomis. Kalbant apie kietąjį biokurą, išskirtinai svarbiu yra laikomas iškastinio kuro pakeitimas biokuru arba biokuro ir kitų kuro rūšių mišinių deginimas vienu metu, presuoto kuro gamyba (granulės, briketai) bei platesnis miško kirtimo ir kitų atliekų panaudojimas. Intensyvesnis biokuro naudojimas buvo siejamas su ES termofikacinės šilumos bei elektros energijos gamybos skatinimo strategija.

Suomijos miškų instituto METLA atlikta ES šalių miškų įvertinimo biokuro gamybai analizė

Toliau atsinaujinančių išteklių energijos temą Komisija vėl iškėlė energetikos politiką formuojančiame 2000 m. dokumente „Žalioji knyga: link Europos strategijos energijos tiekimo saugumo srityje“. Siekiant sumažinti priklausomybę nuo importuojamos energijos, daug tikimasi iš aukštųjų technologijų taikymo atsinaujinančių išteklių energijos naudojimo srityje. Nagrinėjant faktorius, sudarančius kliūtis atsinaujinančių išteklių energijos naudojimui, Žaliojoje knygoje nurodoma, kad problemos yra susijusios su jau esamų struktūrų pobūdžiu, t. y. visuomeninės ekonominės ir socialinės

20

sistemos buvo sukurtos, remiantis centralizuotu įprastinių energijos išteklių (anglies, naftos, gamtinių dujų bei atominės energijos) vystymu. Didelės pradinės investicijos yra pagrindinė problema atsinaujinančių išteklių energijos naudojimo plėtrai.

Kiti veiksniai, skatinantys atsinaujinančių išteklių energijos naudojimą ES, buvo Direktyvos, nustatančios elektros gamybos iš atsinaujinančių išteklių tikslus (2001/77/EB) ir skatinančios naudoti biokurą transporte (2003/30/ EB). Tolesnį biomasės naudojimo šilumos gamybai vystymą netiesiogiai palaiko termofikacinę šilumos ir elektros energijos gamybą skatinanti Direktyva 2004/8/EB. Konkretus reikalavimas teikti pirmenybę atsinaujinantiems energijos ištekliams taip pat iškeltas ir Direktyvoje 2002/91/EB dėl pastatų energinio naudingumo.

Autorių nuotrauka

Naujieji mokesčių nuostatai, kuriuos valstybės narės priėmė pagal Direktyvą 2003/96/EB nuo 2004 m. sausio 1 d., apibrėžia palankias biokuro naudojimo apmokestinimo sąlygas. Pagal šią Direktyvą energetikos produktų bei elektros energijos mokesčių struktūra ES buvo pertvarkyta, išplėtus energetikos produktų, apmokestinamų akcizo mokesčiu, nomenklatūrą nuo skystojo kuro iki kietojo kuro, gamtinių dujų ir elektros energijos. Pagal naująją Direktyvą anglis ir koksas yra apmokestinami, bet kiti kietieji energijos ištekliai, tarp jų mediena ir durpės, lieka neapmokestinti. Biokuro naudojimo

21

plėtrą remia ir naujoji šiltnamio efektą sukeliančių dujų emisijų apyvartinių taršos leidimų prekybos sistema Europos Sąjungoje (Direktyva 2003/87/EB).

2009 m. balandžio 23 d. priimta naujoji Direktyva 2009/28/EB dėl paramos naudoti energiją iš atsinaujinančių šaltinių, pakeičianti 2001/77/EB ir 2003/30/EB direktyvas, kurioje jau remiama ir šilumos bei šalčio gamyba, naudojant atsinaujinančių šaltinių energiją. Joje ypač akcentuojama atsinaujinančių šaltinių energijos naudojimo plėtra, paremta darnumo kriterijais. Šioje direktyvoje nustatytas tikslas siekti, kad atsinaujinančių išteklių energija ES iki 2020 m. turi sudaryti 20% nuo viso Bendrijoje suvartojamo energijos kiekio. Lietuvai šis rodiklis yra 23%.

Biomasė sudaro apie 2/3 nuo visų atsinaujinančių energijos išteklių vartojimo Europoje ir yra vienas iš greičiausiai besiplečiančių sektorių absoliučiais dydžiais. Bendras atsinaujinančių išteklių vidaus vartojimas pasiekė 110 milijonų tonų naftos ekvivalento (Mtne) 2004 m., iš kurių 66% (72 Mtne) gauta iš biomasės. Indėlis į visą Europos pirminės energijos vartojimą (1 747 Mtne) sudarė iki 4,13% 2005 m.

Kietojo biokuro vartojimo dinamika Lietuvoje

284,7 284,7 284,9

425,4 439,8 461,3 505,5 517,8 570,8 591,4 619,8 654,4 688,7 711,3 729,5 718,5 732,3 706 735 758,1 7600 0 0

0 0 00 0

0 00

02,9 3,8 3,9 2,7 1,7

4,43,2 4,2 5,7

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

ktn

e

Malkos ir medienos atliekos Žemės ūkio atliekos

Lietuvoje kaip ir ES bei visame pasaulyje biomasė yra daugiausiai

naudojamas ir didžiausią potencialą turinti atsinaujinantis energijos šaltinis. Malkų, medienos ir žemės ūkio atliekų iš viso 2007 m. buvo suvartota 709,5 ktne, o tai sudarė daugiau kaip 87% visų atsinaujinančių energijos išteklių. Didžiausias biokuro kiekis (59%) yra sunaudojamas namų ūkiuose. Centralizuoto šilumos tiekimo įmonių katilinėse suvartojama apie 23,6% viso medienos kuro kiekio. Nuolat augant didesnės galios medienos katilų skaičiui kai kuriose šalies vietovėse medienos stygius tampa ribojančiu veiksniu

22

tolimesnei energijos gamybos plėtrai, aštrėja konkurencija tarp medienos drožlių plokščių ir biokuro gamintojų.

Esama situacija centralizuoto šilumos tiekimo sektoriuje 2010 m.

(Šalt. Lietuvos šilumos tiekėjų asociacija)

1.2 KIETOJO BIOKURO RŪŠYS LIETUVOJE

1.2.1 MEDIENA

Pagrindinė ir labiausiai naudojama kietojo biokuro rūšis yra mediena.

Medienos naudojimą energetinėms reikmėms, lyginant su žoliniais

energetiniais augalais, skatina keletas priežasčių: jie yra daugiamečiai (auginant energetikai, jų nereikia kiekvienais metais iš naujo sėti);

23

pakankamai produktyvūs (hektaras našaus miško kasmet produkuoja 7-12 t sausos biomasės); kai kurios rūšys gerai atželia savaime (tokių miškų nereikia sodinti); mediena pasižymi gera energetine verte (degios medžiagos – vandenilis ir anglis – sudaro 54-58 % sausos masės); medieną patogu transportuoti ir laikyti (sandėliuoti); jos kuras pasižymi geru energijos balansu, t.y. santykiu tarp iš kuro gautos energijos ir energijos, sunaudotos auginimui, derliaus nuėmimui bei transportavimui. Pagrindinės medienos kuro rūšys yra malkos, medienos skiedros ir presuota mediena briketų ar granulių pavidalu.

Žaliava medienos kuro gamybai susidaro kertant miškus ir apdirbant medieną pramonės įmonėse (lentpjūvėse, popieriaus ir celiuliozės fabrikuose, baldų gamybos įmonėse ir pan.). Kertant mišką pagaminama padarinė mediena, malkos ir susidaro kirtimo atliekos – medžių šakos, viršūnės, maži stiebai, o taip pat kelmai. Kirtimo atliekos smulkinamos į skiedras ir naudojamos kaip kuras tam tikslui pritaikytose kūryklose.

Medienos skiedros

Medienos pramonės įmonių atliekos dažniausiai yra geresnės kokybės, lyginant su miško kirtimo atliekomis (mažesnė drėgmė). Iš jų gaminamas presuotas biokuras – granulės (dažniausiai 8-12 mm diametro ir 5-30 mm ilgio) ar briketai, o taip pat ir medienos skiedros.

24

Medienos granulės

Svarbiausias medienos kuro energetinis parametras yra šilumingumas, kuris priklauso nuo kuro sudėties. Degieji elementai, iš kurių sudarytas kietasis biokuras, yra anglis, vandenilis ir siera. Junginiuose su šiais elementais yra deguonis ir azotas, kurie sudaro kuro vidinį balastą. Kure taip pat yra drėgmės ir mineralinių medžiagų, kurios sudegus kurui, lieka pelenų pavidalu.

Kuro sudėtį schematiškai galima pavaizduoti taip:

Kuras tokio pavidalo, koks jis patenka vartotojui pristatymo metu,

vadinamas naudojamuoju kuru arba kuru pristatymo metu, o jo masė – naudojamąja mase. Iš kuro pašalinus drėgmę, lieka sausoji masė. Sudeginus sausąją kuro masę lieka pelenai. Vadinasi iš sausosios kuro masės atėmus pelenų masę gausime degiąją kuro masę.

Vienu iš svarbiausių kuro parametrų yra jo šilumingumas. Naudojamos dvi kuro šilumingumo sąvokos: viršutinis ir apatinis šilumingumas. Skiriasi jos tuo, kad nustatant viršutinį šilumingumą įvertinama degimo produktuose esančio vandens garo kondensacijos šiluma, o nustatant apatinį šilumingumą ši šiluma nevertinama.

Kitas, ypač biokurui, svarbus parametras yra jo drėgnumas. Kuro drėgnumas paprastai charakterizuojamas santykine drėgme, t.y. drėgmės kiekiu išreikštu procentais kuro naudojamosios masės atžvilgiu. Santykinė kuro drėgmė gali kisti plačiose ribose nuo 0 iki ≥60%. Esant dideliam drėgnumui, kurą sunkiau uždegti, mažesnis jo šilumingumas, nes kure esančiam vandens kiekiui išgarinti suvartojama dalis degimo metu

Naudojamoji masė

Drėgmė Sausoji masė

Pelenai Degioji masė = - - =

25

išsiskyrusios šilumos. 30 proc. drėgnumo medienos šilumingumas yra apie 3,4 MWh/t.

Drėgmės kiekis žalioje medienoje priklauso nuo medžių rūšies bei jų dalies (kamienų, šakų, žievės), naudojamos medienos kurui gaminti, ir medienos žaliavos džiovinimo laiko. Sandėliuojamos krūvomis žalios medienos drėgmės kiekis per vasarą sumažėja maždaug 30-40 procentų. Medienos kuro kokybė priklauso ne tik nuo drėgmės kiekio, bet ir nuo jį sudarančių frakcijų dydžio, švarumo.

Autorių nuotrauka

Augančio miško ir miško kirtimo atliekos – pagrindiniai biokuro resursai artimiausioje ateityje. Vien tik kertant miškus kasmet lieka apie 2 mln. kietmetrių šakų, viršūnių. Dar vos ne milijoną kubinių metrų sudaro kelmai, kurie dėl nepakankamo technologijų lygio kol kas lieka nepanaudoti. Prognozuojama, kad 2011–2020 m. kirtimų apimtys sudarys apie 7,5 mln. m3 per metus. Tuo pačiu ženkliai daugės ir kirtimo atliekų.

1.2.2 ENERGETINIAI ŽELDINIAI

Labai trumpos rotacijos (1-4 m.) plantacijų auginimo tyrimai buvo pradėti JAV apie 1960 m. (buvo siekiama sukurti smulkios medienos, tinkamos celiuliozės gamybai, plantacijas). Panašūs plantacijų auginimo principai buvo pritaikyti ir kuriant trumpos apyvartos energetinių plantacijų auginimo technologijas. Trumpos apyvartos energetinių plantacijų tyrimai pasaulyje

26

plačiau pradėti tik praėjusio šimtmečio aštuntajame dešimtmetyje, kai Europos šalys (Švedija, Anglija, Vokietija, Suomija ir kt.) pasirašė susitarimą, kuriuo įsipareigojo remti miškų energetikos tyrimus.

Energetinėse plantacijose auginami medžiai ir krūmai turi atitikti tokius reikalavimus: (1) labai gerai prigyti dauginant vegetatyviniu būdu; (2) produkuoti daug biomasės; (3) ilgai išlaikyti atžėlimo pajėgumą; (4) jauname amžiuje greitai augti; (5) būti atsparūs kenkėjams ir ligoms; (6) būti atsparūs nepalankiems abiotiniams veiksniams, visų pirma, šalnoms; (7) pasižymėti gera energetine verte.

Motininė gluosnių plantacija Botanikos instituto lauko bandymų stotyje.

Nuotrauka iš (V.Lygis ir kt.)

Europoje plačiausiai energetinių plantacijų veisimui naudojami gluosniai (Salix gentis). Labiausiai populiarūs gluosniai yra žilvičiai (S. viminalis), ilgalapiai gluosniai (S. dasyclados), blindės (S. caprea) bei kai kurie karklai (S. burjatica, S. mollisima ir kt.). Perspektyvūs ir Salix genties medžių – baltojo, trapiojo, maudinio ir kt. – hibridai. Labiausiai gamybinėse plantacijose paplitusio žilvičio metinis produktyvumas yra apie 10-12 t/ha sausos biomasės.

Energetinėse plantacijose auginamos ir kitų medžių rūšys. Vis didesnį susidomėjimą kelia hibridinės tuopos (Populus x euramericana, P. deltoides,

27

P. trichocarpa), kurių plantacijų produktyvumas ne daug ką nusileidžia karklams – 7-12 t/ha per metus.

Alksniai, beržai, vikmedžiai blogiau atželia po nupjovimo, jų metinis biomasės prieaugis nėra didelis (7-8 t/ha), bet šių rūšių medžiai greitai ir gerai auga nederlinguose dirvožemiuose, fiksuoja jame oro azotą ir taip didina dirvožemio derlingumą.

Lietuvoje durpiniuose ir derlinguose mineraliniuose dirvožemiuose tikslinga auginti gluosnio žilvičio, o mažiau derlinguose mineraliniuose dirvožemiuose - smailialapio ir pajūrinio karklų energetines plantacijas. Iš medžių tinkamiausios drebulės ir tuopos (ypač kai kurie jų hibridai ir greitai augantys klonai).

Gluosnių pjovimo kombainas. Nuotrauka iš http://www.miskobirza.lt/

Specialistų vertinimu, dabar Lietuvoje turime tik apie 500 ha energetinių plantacijų. Siekiama, kad iki 2025 metų šalyje būtų įveista 17,5 tūkst. ha plantacijų ir iš jų pagaminta 70 tūkst. tne biomasės.

Energetinėms plantacijoms turi būti parenkami derlingi, paprastai jau žemės ūkiui naudoti dirvožemiai. Blogesniame dirvožemyje reikia padidinti humuso kiekį, kalkinti ir tręšti. Tam gali būti sėkmingai panaudotos ir vandenvalos nuosėdos.

28

Optimali žilvyčių plantacijų rotacijos trukmė – 4 metai. Žilvyčiai gerai atželia maždaug iki 25 metų, po to jų atžalinė galia pradeda ženkliai mažėti. Todėl paprastai taikomos 6 žilvyčių plantacijų apyvartos, nuimant plantacijų derlių (biomasę) kas 4 metai. Po paskutiniosios apyvartos kelmai išraunami arba susmulkinami frezeriu ir paliekami kaip trąša. Plantacija veisiama iš naujo.

Gluosnių skiedra. Nuotrauka iš (V.Lygis ir kt, 2006.)

Medžiai energetinėse plantacijose auginami ilgesnėmis - 5-15 metų – rotacijomis: gluosniai ir tuopos – 5-10 m., alksniai – 9-12 m., beržai ir vikmedžiai – 10-15 m.

1.2.3 ŽEMĖS ŪKIO PRODUKTAI

1.2.3.1 Žemės ūkio produkcijos atliekos – šiaudai

Didžiausią augalinės kilmės atliekų potencialą žemės ūkyje sudaro šiaudai. Jų derlingumas priklauso nuo grūdinių augalų rūšies, veislės, klimatinių sąlygų ir pan. Remiantis statistiniais duomenimis, Lietuvoje auginama apie 950 tūkst. ha javų. Šiaudų ir grūdų derlingumo santykis gali kisti nuo 0,6 iki 1,2%, priklausomai nuo augalų rūšies ir veislės. Įvairiais vertinimais nustatyta, kad metinis šiaudų gamybos potencialas siekia 4 mln. tonų. Apie 15-20% šio kiekio lieka laukuose, maždaug tiek pat sunaudojama

29

pašarams ir kraikui, iki 1% sunaudojama kitoms reikmėms (daržininkystei ir energijos gamybai) ir apie 60% šiaudų derliaus nepanaudojama. Šis šiaudų kiekis – apie 2,4 mln. tonų) gali būti panaudotas energetinėms reikmėms (biokuro ir energijos gamybai). Galimų panaudoti šiaudų energetinė vertė sudaro apie 870 ktne per metus. 2006 m. biokuro katilinėse buvo sunaudota vos 5000 tonų šiaudų.

Didžiausias Lietuvoje tokio kuro atsargas turi tos apskritys, kurios daugiausiai augina javų - tai Šiaulių, Panevėžio, Marijampolės ir Kauno apskritys. Kitų apskričių šiaudų atsargos kurui palyginti menkos.

Nuotrauka (A. Genutis, 2006)

Šiaudai priskiriami kurui, kurį deginant atmosferoje nepadidėja anglies dioksido (CO2) kiekis, nes tas anglies dioksido kiekis kitais metais javams augant absorbuojamas iš oro. Šiaudų pelenų sudėtyje yra kalio, magnio, fosforo, kalcio ir kitų elementų, kurie gali būti naudojami kaip trąšos žemės ūkyje. Pelenuose būna nedidelis kiekis sunkiųjų metalų (vario, cinko, alavo, nikelio, chromo, kadmio ir kitų), todėl prieš nusprendžiant, ar jie tinka laukams tręšti, reikia atlikti jų cheminės sudėties analizę.

Pagal šilumingumą 1 t šiaudų gali pakeisti 0,28 t mazuto. Sunaudojus visus kurui galimus naudoti 500 000 tonų šiaudų, kasmet šalyje būtų galima sutaupyti 140 000 t įvežtinio kuro.

30

1.2.3.2 Energetinės žolės

Europos ir kitų šalių patirtis bei mokslininkų tyrimų rezultatai rodo, kad šalia medžių bei sumedėjusių augalų yra daug vienmečių ir daugiamečių žolių, kurios savo biomasėje gali sukaupti ganėtinai daug energijos. Panagrinėkime keletą jų, kurios specialistų požiūriu Lietuvoje yra perspektyviausi. Vykdant paieškas naujų energinių augalų, gebančių tomis pačiomis sąlygomis užauginti daugiau biomasės negu vietinių augalų rūšys, ir siekiant plėsti jų asortimentą šalyje, atliekami tyrimai, norint įvertinti jų tinkamumą mūsų klimato sąlygoms, adaptacijos lygį, nustatyti jų augimo tempus, produktyvios biomasės kaupimosi dinamiką, produkcijos potencialą.

Nuo 2007 m. Lietuvos žemdirbystės instituto įrengtoje augalų energetikos tikslams tyrimų plantacijoje pirmą kartą tiriamos šios įvežtinių augalų rūšys: drambliažolės, sidos, geltonžiedžiai legėstai.

Drambliažolė – tai miglinių (Poaceae) šeimos Miscanthus genties augalas. Šių aukštaūgių ir ilgaamžių tropinės kilmės žolių privalumai: turi didelį potencialą konvertuoti saulės energiją fotosintezės proceso metu sukaupia santykinai didelį biomasės derlių. Labai svarbu tai, kad jos auga net sausringose bei nederlingose žemėse, kurios netinkamos daugumai kitų augalų. Labai platus jų biomasės panaudojimas, nes jos yra kaip potencialios energijos šaltinis su maža azoto oksidų emisija, kaip žaliava lignino celiuliozės produkcijos gamybai, daugiau negu kiti augalai kaupia aukštos koncentracijos ląstelieną bei azotą.

Drambliažolė. Nuotrauka. iš http://www.developmentandtransition.net/

31

Šie augalai turi trūkumų, nes jų plantacijų įrengimui reikia daug išlaidų, mat drambliažolė yra triploidinis hibridinis augalas, nesubrandina sėklų ir išskirtinai dauginamas vegetatyviniu būdu. Be to, pirmų metų pasėliai sunkokai prisitaiko, augalai lėtai vystosi ir didžiausią derlių pradeda duoti tik nuo trečių ar ketvirtų metų.

Geltonžiedis legėstas (Siphium perfoliatum L.) – astrinių (graižažiedžių) (Asteraceae Dumort) šeimos augalas. Silphium L. į Europą buvo atvežti iš Šiaurės Amerikos ir Kanados prerijų. Augalai šiek tiek panašūs į saulėgrąžas, ypač žiedai, tik kelis kartus mažesni, lapai stambūs. Beje, tai ne tik dekoratyvūs, bet ir labai medingi augalai. Lenkijos augalininkystės ir augalų aklimatizacijos instituto botanikos sode šių augalų galima išvysti energetiniams tikslams auginamų augalų plantacijose. 12 metų auga toje pačioje vietoje ir biomasės kiekis nemažėja.

Geltonžiedis legėstas Nuotrauka Iš http://www.intrinsicperennialgardens.com/

32

Sora rykštėtoji (Panicum virgatum) dar vienas pasaulyje populiarus energetikoje naudojamas augalas, plačiau žinomas kaip „switchgrass“. Tai yra šiltojo sezono žolė ir viena iš dominuojančių Šiaurės Amerikos aukštaūgėse prerijose. Sora rykštėtoji yra šalčiui atspari daugiametė kupstais auganti žolė, kuri pradeda augti vėlyvą pavasarį. Ji gali išaugti iki 1,8-2,2 m aukščio. Lapų ilgis 30-90 cm su aiškia pagrindine gysla. Sora rykštėtoji atspari karščiams ir sausroms. Augalo žiedai turi gerai išvystytą šluotelę, dažnai iki 60 cm ilgio ir duodą gerą 3-6 mm ilgio ir 1,5 mm pločio vaisių derlių.

Sora rykštėtoji. Nuotrauka iš http://www.big-grass.com/

Sora rykštėtoji dažnai laikoma gera kandidate biokurui – ypač etanolio gamybai – dėl savo tinkamumo nederlingam dirvožemiui ir klimato sąlygoms, greito augimo ir mažo poreikio tręšimui ir herbicidams. Sora rykštėtoji taip pat yra daugiametė, priešingai nei javai ar cukrašvendrės, ir duoda didelį biomasės derlių, 15-25 t/ha grynos augalo masės, panaudojamos biokurui.

Įprastosios žolės. Auginti javus ir rapsus energetinėms reikmėms lyg ir neetiška, iš kitur atvežti, mums netradiciniai augalai dar tik tiriami, o štai žolės jau mums gerai žinomi augalai, tad galbūt reiktų orientuotis į jų platesnį panaudojimą. Žolynų biomasę galima naudoti kieto kuro ir biodujų gamybai. Nors biodujų išeiga ir mažesnė nei iš kukurūzų, tačiau ne tiek jau daug ir skiriasi, ypač įvertinus tai, kad žolių nereikia kasmet sėti, joms žemę įdirbti.

Pagrindines būtinos sąlygos energiniams žolynams - turi būti mažos energijos sąnaudos: augalų auginimui, derliaus dorojimui, produkcijos

33

saugojimui, perdirbimui, atliekų utilizavimui. Turi būti didelis biomasės derlius, optimali perdirbimui cheminė sudėtis, didelė augalų energinė vertė.

Atliekamų tyrimų objektai – nendriniai dryžučiai, nendriniai eraičinai, paprastosios šunažolės. Tai daugiametės žolės, Lietuvos klimato sąlygomis užauginančios didelį biomasės derlių, pagal savo cheminę sudėtį tinkamos galvijų pašarui. Tikimasi, kad šių žolių biomasė bus gera žaliava ir biodujų gamybai.

Nendrinis dryžutis. Nuotrauka iš lt.wikipedia.org/wiki/Nendrinis_dryžutis

Topinambai (Helianthus tuberosus) arba bulvinė saulėgrąža. Dėl

įvairiapusiško panaudojimo topinambai yra vieni perspektyviausių augalų, ypač kaip atsinaujinančios biomasės šaltinis. Lietuvoje šie augalai daugiau žinomi kaip vertinga daržovė. Šiek tiek anksčiau buvo bandyta auginti topinambus silosui bei žaliajam pašarui. Tačiau dėl įvairių priežasčių jie plačiau nepaplito. Galbūt pagrindinė mažo paplitimo priežastis yra

34

informacijos trūkumas apie topinambų ūkines savybes bei auginimo technologijas.

Pagrindinė topinambų panaudojimo sritis ateityje bus etanolio, skirto maišymui su benzinu, gamyba iš gumbų. Topinambų gumbų šviežioje masėje yra apie 15% cukraus. Tai beveik tiek pat kiek cukriniuose runkeliuose. Be to antžeminė augalų masė gali būti panaudota katilinėse kaip biokuras.

Topinambai. Nuotrauka Iš

http://www.rojaussodai.lt/pav/up/2005_spalio/bulvine_saulegraza.jpg

Topinambų auginimo technologija nėra sudėtinga. Juos praktiškai galėtų

auginti bet kuris ūkininkas ar žemės ūkio bendrovė. Rūgtys (persicaria) Gamtoje yra labai daug rūšių rūgčių, pradedant

smulkiomis, 20-30 cm aukščio piktžolėmis, labai dažnomis visuose mūsų laukuose, baigiant gigantiškais 3-4 m aukščio augalais.

Praktinę reikšmę kaip energetiniai augalai turi kelių rūšių rūgtys, kurios šiuo metu daugiausia auginamos kaip dekoratyviniai augalai parkuose, darželiuose bei miestų aikštėse. Bene didžiausią perspektyvą turi aukštaūgės ir gausų biomasės derlių išauginančios Veiricho, sachatininės, kanadinės, japoninės bei Užbaikalės rūgtys.

Sausųjų medžiagų derlius gali svyruoti nuo 7,7 iki 13,5 t/ha, rūgtys yra gana patrauklūs augalai šiluminės energijos gamyboje. Tuo labiau, kad šie augalai yra daugiamečiai, vienoje vietoje gali augti 25 ir daugiau metų. Rūgtys yra nereiklios dirvožemio, klimato ir kitoms auginimo sąlygoms. Lietuvos klimatas ir didžioji dalis dirvų tinka rūgtims auginti.

35

Rūgtis. Nuotrauka iš http://pics.davesgarden.com/

Prieš įveisiant didesnes rūgčių plantacijas, vertėtų atlikti bent minimalius mokslinius tyrimus, ypač nustatant šių augalų tinkamumą naudoti vienokio ar kitokio tipo katilinėse.

Kanapės (cannabis) Iki šiol kanapės buvo vertinamos dėl jų stipraus pluošto, o iš sėklų gaminamas vertingas maistinis, medicininis bei techninis aliejus. Pastaraisiais metais mokslininkai atkreipė dėmesį j geras kanapių energetines savybes. Pagal sausųjų medžiagų derlių kanapės priskiriamos prie našiausių augalų, nes jų galinguose stiebuose sukaupta daugiau nei kituose augaluose ląstelienos. Paprastai kalbant, kanapių stiebai yra sumedėję, todėl ir katilinių pakurose jie dega panašiai kaip medienos atliekos.

Lietuvoje šiuo metu kanapių auginimą riboja galiojantys įstatymai, nors ES reglamentai leidžia auginti tų veislių augalus, kurių sudėtyje yra ne daugiau kaip 0,3% narkotinės medžiagos tetrahydrokanabinolio. Todėl šie augalai sėkmingai auginami Vokietijoje, Austrijoje ir kitose ES šalyse.

36

Kanapės. Nuotrauka Iš http://www.gaspadine.lt/

Prieš pasirenkant auginti vienus ar kitus energetinius augalus, labai svarbu atsižvelgti j kai kuriuos faktorius. Pirmiausia reikia įvertinti ekonominius, finansinius ir ūkinius aspektus, nuo kurių priklauso augalų auginimo sėkmė.

1.2.4 MIESTŲ ATLIEKOS

Deginimas yra vienas iš daugelio atliekų nukenksminimo būdų. Jis gali būti naudojamas norint padaryti kuo mažiau žalos gamtai. Daugelis savivaldybių turi pasirinkti kelias atliekų naikinimo strategijas, kadangi pačios atliekos yra skirtingos. Ne visos atliekos yra degios, tačiau apskritai Europoje vis didesnę atliekų dalį sudaro degios medžiagos. Vidutinė šiluminė buitinių kietųjų atliekų vertė Europoje kyla, kadangi tarp atliekų daugėja degių medžiagų, tokių kaip popierius ir plastikas. Didelę šių atliekų dalį ateityje numatoma utilizuoti. Tai sumažins jų kiekį, liekantį sudeginti, o tuo pačiu ir visų atliekų šilumingumą.

Jei atliekos naikinamos deginimo būdu, tai deginimo liekanų, šalinamų į sąvartynus, tūris ženkliai sumažėja. Šios liekanos gali sudaryti 25-30% pirminių atliekų masės ir iki 10-20% jų tūrio. Šiuolaikinė deginimo įranga bei oro taršos kontrolės technologija daro atliekų deginimą ekologiškai priimtiną,

37

mažina jo žalingumą ir įgalina statyti atliekų deginimo įmones arti tankiai apgyvendintų vietovių.

Nuotrauka Iš http://www.15min.lt/

Tai savo ruožtu mažina atliekų pervežimo kaštus ir palengvina elektros energijos ir ypač karšto vandens ar garo naudojimą. Jei tokios įmonės statomos miestuose, gyventojams gali kilti nepatogumų dėl triukšmo ir padidėjusio transporto judėjimo. Tai yra ne tik atliekų deginimo, bet ir visų kitų centralizuotų atliekų tvarkymo įmonių problema, susijusi su ekologija ir žmonių sveikata. Tačiau visuomenės susirūpinimas dėl galimo pavojaus sveikatai, susijusio su deginimo krosnių dūmais, gali apsunkinti tokių gamyklų statybą ir vietos joms parinkimą. Vietinės valdžios institucijos turi parinkti vietą atliekų tvarkymo įmonėms dar miesto planavimo pradžioje, o ne tada, kai pradedama planuoti tokios specialios įmonės statyba. Vietos tinkamumą lemia geras privažiavimas (keliai, geležinkelis ar vandens kelias). Daug naudos gali duoti energija, gaunama deginant atliekas. Elektros energijos gamyba ir pardavimas ir/arba apylinkės šildymas duoda atliekų deginimo įmonei nemažas papildomas pajamas.

38

Tipinė buitinių atliekų sudėtis Europoje (K. Buinevičius)

Kalbant apie atliekų potencialą Lietuvoje, buvo apskaičiuoti tokie komunalinių ir pramonės bei komercinių atliekų, pagaminamų didžiuosiuose šalies miestuose ir jų apylinkėse, kiekiai.

Atliekų kiekis Lietuvos miestuose.

Miestas Gyventojai (tūkst)

Atliekų kiekis (tūkst.t./metus)

Buitinės Pramoninės ir komercinės

Iš viso

Vilnius 597,7 95,6 47,8 143,4

Kaunas 433,2 69,3 34,6 103,9

Klaipėda 208,3 33,3 16,6 49,9

Šiauliai 149,0 23,8 11,9 35,7

Panevėžys 131,2 21,0 10,5 31,5

Alytus 76,5 12,2 6,1 18,4

Marijampolė 52,1 8,3 4,2 12,5

Palanga 20,8 3,5 1,7 5,0

Druskininkai 23,6 3,8 1,9 5, 7

Neringa 2,6 0,4 0,2 0,6

Birštonas 4,3 0,7 0,4 1,0

39

Įvertinant visą Lietuvos komunalinių atliekų potencialą, jis būtų apie 1 mln. tonų per metus. Šių atliekų energetinis potencialas sudarytų apie 200 tūkst. tne.

Atliekų deginimo potencialas, išreikštas atliekų tonomis ir energetine verte,

galimas deginti Kauno atliekų deginimo stotyje (K. Buinevičius)

40

2. BIODEGALAI

Automobiliuose dažniausiai naudojamos šios biodegalų rūšys: bioetanolis, biodyzelinas ir jų mišiniai su mineraliniais degalais.

Bioetanolio gamybai gali būti naudojamos:

• cukraus turinčios žaliavos: cukranendrės, cukriniai runkeliai,

• krakmolo turinčios žaliavos: bulvės, grūdai,

• lignoceliuliozė, mediena, šiaudai. Iki 15 % bioetanolio priemaišos benzine nereikalauja techninių variklio

pakeitimų ir nemažina variklio galios. Norint naudoti aukštesnės koncentracijos bioetanolį reikalingi variklio pakeitimai. Bioetanolis yra labiausiai pasaulyje paplitę biodegalai.

Biodyzelinas – augalinės ar gyvulinės kilmės riebalų esteris. Priklausomai nuo gamyboje naudojamo alkoholio rūšies – metanolio arba etanolio, jis vadinamas metilo arba etilo esteriu atitinkamai. Biodyzelinas naudojamas mišiniuose su tradiciniu dyzelinu arba grynas. Dažniausiai naudojamus 20% biodyzelino mišinius galima vartoti šiuolaikiniuose varikliuose be techninių pakeitimų. Kadangi biodyzelinas yra geras tirpiklis, tai

41

pradėjus vartoti jo mišinius, pradžioje tenka dažniau keisti kuro filtrus. Grynas biodyzelinas gali būti naudojamas tik tam tikslui pritaikytuose varikliuose.

Šiuo metu daugelis automobilių gamintojų (VW, Audi, Renault, Seat ir kt) išleidžia automobilius, pritaikytus biodyzelinui.

Biodyzelino kolonėlė (Carlos Sousa, 2009)

Augalinis aliejus naudojamas tik perdirbtuose varikliuose. Neseniai

paskelbta apie ketinimus biokurui panaudoti gyvulinius riebalus.

Mažėjant iškastinio kuro rezervams ir brangstant jo gavybai bei gamybai, biokuro panaudojimas transporte suteikia šias teigiamas galimybes:

• Demonopolizuojama degalų tiekimo rinka, dažnai priklausanti nuo užsienio ekonominių ir politinių faktorių.

• Degalų gamyba vyksta netoli jų vartojimo, todėl sumažėja pačių degalų transportavimo išlaidos.

• Suteikiamos naujos galimybės žemės ūkio įmonėms.

• Svarbiausia – mažinama tiesioginė aplinkos tarša. Tyrimai parodė, kad naudojant aukštos etanolio koncentracijos kurą (pvz., E85, 70–85% etanolio, plačiai naudojamas Švedijoje, plinta JAV), išskiriama mažiau kancerogeninių medžiagų nei naudojant įprastą kurą, taip pat mažesnės šiltnamio dujų emisijos, tačiau išsiskiria žymiai daugiau

42

acetaldehido, kuris veikiamas saulės šviesos išskiria ozoną, kuris savo ruožtu skatina žmogui kenksmingo smogo susidarymą.

Nuotrauka iš http://global-warming.accuweather.com/

2.1 BIODEGALŲ NAUDOJIMAS ES IR LIETUVOJE

Apie 90% pasaulinės biodegalų gamybos sukoncentruota JAV (43%), Brazilijoje (35%) ir Europos Sąjungos šalyse (15%). Paskaičiuotas ES biokuro vartojimas kelių transportui, ktne:

2007 2008 2009

Biodyzelinas 5899 7900 9616

Augalinis aliejus 735 398 137

Bioetanolis 1200 1766 2339

Viso biodegalų 7834 10064 12092

Šaltinis: Tarptautinė energetikos agentūra (IAE, 2010)

43

2007 m. ES tiek biodujų, tiek biodyzelino gamyba išaugo dėl padidėjusio buitinio vartojimo. Tačiau 2008 vasarą biodyzelino rinka žymiai sumažėjo dėl nukritusio iškastinio kuro kainų ir politinių pokyčių Vokietijoje, kuri turi didžiausią biodyzelino rinką ES. Derėtų paminėti, kad auga ir biodyzelino importas iš JAV.

2007 2008 2009

Biodyzelinas

Gamyba, mln. ltr. 5713 7755 9046

Vartojimas, ktne 5899 7900 9616 Bioetanolis

Gamyba, mln. ltr. 1734 2816 3703

Vartojimas, ktne 1200 1766 2339 Šaltinis: Biofuels platform, 2011

ES didžiausia biodyzelino gamintoja yra Vokietija, kiti stambūs gamintojai Prancūzija, Italija ir Beneliukso šalys. Tarp bioetanolio gamintojų didžiausią dalį gamina Prancūzija ir Vokietija, toliau seka Beneliuksas, Lenkija, Jungtinė Karalystė ir Ispanija.

Biodegalų gamybą ir naudojimą Lietuvoje skatina tarptautiniai įsipareigojimai, susiję su šiltnamio efektą skatinančių dujų emisijų mažinimu bei transporte naudojamų biodegalų kiekio didinimu. Įtakos turi ir nuolat didėjanti dyzelino paklausa, palyginus su benzinu, bei nuolat kylanti naftos, taip pat ir mineralinių degalų kaina.

Biodegalų gamyba ir vartojimas Lietuvoje, ktne:

2007 2008 2009

Biodyzelinas

Gamyba 21,9 57,1 92,5 Importas 26,7 39,1 29,2 Eksportas 5,1 41,7 81,6 Vartojimas 42,1 45,7 37,8 Bioetanolis

Gamyba 9,6 11,1 15,8 Importas 2,5 6,0 2,2 Eksportas 0,3 0,2 1,0 Vartojimas 11,8 15,7 14,4

Šaltinis: Kuro ir energijos balansas 2009, Statistikos departamentas prie LR Vyriausybės, 2010.

44

Stebimas pasaulyje naftos produktų kainų kitimas benzinui (1 pav.) ir dyzelinui (2 pav.) rodo, kad po staigaus kainų šuolio 2008 m. viduryje, šiuo metu šios kainos pastoviai auga. Be to, plečiant biodegalų gamybą ir naudojimą, sukuriamos papildomos darbo vietos žemės ūkyje ir perdirbimo pramonėje, taip pat žemės ūkio gamyboje didėja produkcijos dalis, skirta ne maisto reikmėms.

Benzinas

0

0,5

1

1,5

2

2,5

Va

s08

Ge

g08

Rg

p08

Lap

08

Va

s09

Ge

g09

Rg

p09

Lap

09

Va

s10

Ge

g10

Rg

p10

Lap

10

Va

s11

US

D/li

tre

1 pav. Benzino kainų kitimas 2 pav.. Dyzelino kainų kitimas

2009 m. duomenimis, Lietuvoje buvo pagaminta 104,7 tūkst. tonų biodyzelino ir 24,5 tūkst. tonų bioetanolio. Pagrindinė biodyzelino žaliava yra rapsų sėklos, kurių išauginami kiekiai 2009 m. buvo tokie:

Žieminiai rapsai Vasariniai rapsai Iš viso Pasėliai, tūkst. ha 106,6 85,5 192,1 Derlius, tūkst. t 269,6 146,2 415,8 Derlingumas, t/ha 2,53 1,71 -

Šaltinis: Žemės ūkio statistika 2009, Statistikos departamentas prie LR Vyriausybės, 2010.

Ekologiškų degalų vartojimo skatinimas mūsų šalyje nesulaukia tiek

dėmesio, kaip Vakarų Europos valstybėse. Lietuvoje iš augalų gaminamų degalų paklausa nuo 2010 metų sumažėjo. Žiemą paprastai „iškrenta“ du su

45

puse mėnesio. Tuo metu „Orlen Lietuva“ neperka biodyzelino, nes į žieminį dyzeliną neprivaloma maišyti biologinių priedų.

Nuotrauka iš http://www.elt.lt/

Be to, biologinių priedų pardavimui įtakos turi bendra benzino ir dyzelino paklausa, kuri, augant degalų kainoms, palyginti su ankstesniais metais, yra sumažėjusi. Didžioji dalis Lietuvoje pagamintų biodegalų iškeliauja į užsienį - eksportuojama apie 70 proc. produkcijos, o Lietuvoje pagrindiniai klientai yra „Orlen Lietuva“ ir terminalai, galintys patys maišyti biodegalus į benziną bei dyzeliną.

Bioetanolio gamybos pajėgumai Lietuvoje nuolat didinami. 2009 m. buvo ketinama pagaminti apie 200 tūkst. tonų bioetanolio. Šio kiekio per daug, nes benzino, atitinkančio standarto LST EN 228 reikalavimus, sudėtyje leidžiama tik iki 5% bioetanolio. Kadangi Lietuvoje šiuo metu suvartojama apie 300 tūkst. t/metus benzino, tai šiam kiekiui pakaktų 15 tūkst. t bioetanolio. Galima vartoti ir degalus E85, susidedančius iš 85% bioetanolio ir 15% benzino, tačiau tam reikalingi automobiliai su taip vadinamais „lanksčiais varikliais“, galinčiais naudoti degalų mišinius, kuriuose bioetanolio kiekis kinta didelėse ribose. Tokius variklius kol kas gamina tik SAAB firma.

Bioetanolis mūsų šalyje gaminamas dažniausiai iš kvietrugių, bet jį galima gaminti ir iš kitų javų grūdų, bulvių ar cukrinių runkelių. Šių augalų derlius, auginimo plotai ir derlingumas 2009 metais pateikti lentelėje:

46

Pasėliai, tūkst. ha Derlius, tūkst. t Derlingumas, t/ha

Rugiai 82,2 207,9 2,53

Žieminiai kviečiai 397,6 1749,4 4,40

Žieminiai kvietrugiai 124,5 394,6 3,17

Bulvės 46,6 662,5 14,23

Cukriniai runkeliai 15,1 682,0 45,13 Šaltinis: Žemės ūkio statistika 2009, Statistikos departamentas

prie LR Vyriausybės, 2010.

http://smashingmagazine.blogspot.com/

2.2 BIODEGALŲ RŪŠYS LIETUVOJE

Biodegalai žinomi jau labai seniai. Pirmasis dyzelinis variklis, varomas

grynu žemės riešutų aliejumi, demonstruotas jau 1900 m. Pasaulinėje parodoje Paryžiuje. Tačiau dėl pigios naftos ir paprastos benzino bei dyzelino gamybos 20 a. jie buvo pamiršti.

47

2.2.1 BIOETANOLIS

Bioetanolis gaminamas fermentuojant turinčias daug cukraus ar krakmolo žaliavas – grūdus, cukrinius runkelius ar kitus augalus.

Pagrindinės benzino ir etanolio fizinės savybės nurodytos žemiau pateiktoje lentelėje.

Benzino ir etanolio fizinės savybės Parametras Benzinas Etanolis

Tankis, kg/m3 710-760 790

Virimo temperatūra, 0C 35-195 78,39

Užšalimo temperatūra, 0C -60 ÷ 80 -114,15

Sočių garų slėgis prie 38 0C, kPa 65-92 17,0

Garavimo šiluma, kJ/kg 289-306 920

Stechiometrinis koeficientas, kg/kg 14,5-15,0 9,06

Degimo temperatūra, K 2336 2235

Šiluminė vertė (viršutinė/žemutinė), MJ/kg 47,8/44,0 29,7/26,9

Šiluminė vertė (viršutinė/žemutinė), MJ/l 34,78/32,05 23,44/21,25

Stechiometrinio mišinio šiluminė vertė, MJ/m3

3,52-3,55 3,68

Oktaninis skaičius 75-95 108

Cetaninis skaičius 8-14 8

Molekulinis svoris 100 ÷ 105 46,07

Cheminė sudėtis masės % anglis vandenilis deguonis

85-88 12-15

0,0

52,2 13,1 34,7

Tirpumas vandenyje (tūrio %) nežymus 100 Lyginant etanolį su benzinu matome, kad etanolis atžvilgiu benzino turi

privalumų ir trūkumų. Trūkumai. Etanolio šiluminė vertė yra 32,6% mažesnė už benzino. Tai

reiškia, kad naudojant etanolį didėja santykinės degalų sąnaudos, t.y. norint nuvažiuoti tą patį atstumą su etanoliu reikėtų didesnio degalų kiekio. Vadinasi, automobiliai, naudojantys etanolį turi turėti didesnės talpos kuro bakus.

48

Etanolio sočių garų slėgis yra keletą kartų mažesnis negu benzino. Dėl žemo sočių garų slėgio kuro tiekimo sistemoje gali susidaryti garų kamščiai ir sutrikdyti variklio darbą.

Etanolio garavimo šiluma yra apie tris kartus didesnė negu benzino. Dėl didelės garavimo šilumos ir žemo sočių garų slėgio variklį užvesti prie žemesnių temperatūrų (t <+10 0C) yra sunku arba net neįmanoma. Norint pašalinti šį trūkumą į etanolį turi būti dedami specialūs priedai.

Etanolis tirpsta vandenyje bet kokiu procentu. Dėl šios savybės būtina imtis priemonių, užkertančių kelią vandeniui patekti į etanolį.

Etanolis yra laidus elektrai. Tai sukelia visą eilę keblumų jį sandėliuojant – atsiranda korozijos ir elektrokorozijos pavojus, negalima benziną ir etanolį sandėliuoti tose pačiose talpose.

Etanolio ir kitų medžiagų suderinamumas skiriasi nuo benzino, todėl medžiagos kontaktuojančias su benzinu ne visada galima naudoti etanolio atveju.

Privalumai. Etanolio didesnis oktaninis skaičius. Tai įgalina padidinti variklio suspaudimo laipsnį.

Etanolio stechiometrinis koeficientas yra ženkliai mažesnis už benzino. Etanolio stechiometrinio mišinio šiluminė vertė 4% didesnė už benzino. Ši savybė, o taip pat galimybė didinti variklio suspaudimo laipsnį įgalina padidinti variklio galią. Dėl šios priežasties spiritų mišiniai naudojami kaip degalai lenktyniniuose varikliuose. Dėl aukščiau išvardintų etanolio ir benzino skirtumų gryną etanolį arba

aukštos koncentracijos mišinius su benzinu (E85) galima naudoti tik specialiai šiam tikslui skirtuose varikliuose. Pagrindiniai tokių variklių skirtumai, lyginant su tradiciniais, būtų šie :

• didesnis suspaudimo laipsnis, • skirtinga vožtuvų ir degimo kameros forma, • skirtinga vožtuvų medžiaga, • kuro siurblys turi būti atsparus korozijai, • turi būti kuro mišinio pašildymo sistema, • kuro bakas 1,5-2 kartus didesnis, • kuro bako gamyboje nenaudojamas švinas ir alavas, • kitokia karbiuratoriaus konstrukcija, • karbiuratorius turi būti atsparus korozijai, • skirtinga kuro padavimo ir uždegimo sistema, • skirtingas uždegimo žvakių kaitrumo skaičius, • variklio detalės turi atitikti padidintą suspaudimo laipsnį, • didesnės galios starteris ir generatorius, • didesnės įkrovos akumuliatorius, • kuro tiekimo sistemos detalės turi būti atsparios spirito

poveikiui,

49

• turi būti speciali sistema šalto variklio paleidimui. Taigi, tokiam kurui skirtas variklis turi per 300 detalių skirtingų nuo tradicinio benzininio variklio. Etanolį galima naudoti ir standartiniuose varikliuose, tačiau šiuo atveju

naudojamas dehidratuotas etanolis ir jo koncentracija būna iki 10%. Tokie etanolio mišiniai su benzinu, kuriuose etanolio yra 10% labai paplitę JAV ir yra dažniausiai vadinami gazoholu. Australijoje šie mišiniai žinomi petroholo vardu. Tokia etanolio koncentracija parinkta neatsitiktinai, nes 10% etanolio priedas padidina degalų oktaninį skaičių 3 vienetais, t.y. iš 92 markės benzino gaunamas 95 markės benzinas. Iš praktikos yra nustatyta, kad naudojant 10% etanolio-benzino mišinius nuvažiuojamas 2-4% mažesnis atstumas. Nežiūrint to, kad benzino-etanolio mišiniai gali turėti savyje daugiau vandens nei grynas benzinas, tačiau jei vandens kiekis mišinyje viršija 0,3% kyla pavojus, kad mišinys gali išsisluoksniuoti.

Dehidratuotas etanolis gali būti naudojamas ir kaip benzino pakaitalas. Šiuo atveju tai gana plačiai naudojamas etanolio ir benzino mišinys, kuriame etanolio yra 85%. Tokie mišiniai žymimi E85 simboliais. 15% benzino priedas reikalingas siekiant pagerinti mišinio uždegimo savybes, o taip pat palengvinti variklio užvedimą ypač esant žemesnėms temperatūroms. Mišiniai E85 yra vartotini tik tam pritaikytuose varikliuose. Pastaruoju metu automobilių pramonė gamina taip vadinamus universalius automobilius (Flexible Fuel Vehicle – FFV), kurių varikliai pritaikyti darbui su bet kokios koncentracijos etanolio-benzino mišiniais. Juose esantys specialūs davikliai ir kompiuterinė sistema nustato etanolio kiekį degaluose ir pagal tai sureguliuoja variklio darbą, pritaikydama jį konkrečiam kuro mišiniui.

Viena iš pagrindinių teigiamų bioetanolio savybių lyginant su tradiciniu benzinu yra mažesnės emisijos į atmosferą. Lentelėje pateikti duomenys apie emisijas į atmosferą, gauti vykdant Automobilių oro teršimo kontrolės programą (Programa de Controle de Poluicao de Veiculos – PROCONVE) Brazilijoje.

Automobilių į atmosferą išmetami degimo produktai (g/km) Degalai CO HC NOx Aldehidai Benzinas 22 2,0 1,9 0,04 Etanolis 16 1,6 1,8 0,11 PROCONVE (1988-1991) 24 2,1 2,0 PROCONVE (1992-1996) 12 1,2 1,4 0,10 Kaip matyti iš lentelėje pateiktų duomenų, naudojant etanolio kurą,

sumažinamos CO ir angliavandenių emisijos ir nežymiai sumažėja azoto oksidų išmetimai, tačiau ženkliai padidėja aldehidų, pagrindinai acetaldehido, kiekis išmetamose dujose. Pagal duomenis, pateiktus paskutinėse dviejose eilutėse, matyti kaip brazilams pavyko sumažinti emisijas dešimtajame dešimtmetyje. Pažymėtina, kad angliavandeniai ir azoto oksidai, susidarę

50

naudojant etanolio degalus pasižymi mažesniu reaktyvumu lyginant su analogiškomis emisijomis naudojant benziną. Tai ypač svarbu nes emisijos su mažesniu reaktyvumu mažiau skatina smogo susiformavimą ypač užterštose teritorijose.

Tačiau pagrindinis etanolio pranašumas lyginant su tradiciniu benzinu yra ženkliai mažesnės (apie 90%) CO2 emisijos. Įvertinus tai, kad etanolio žaliavų auginimo metu augalai asimiliuoja atmosferos anglies dvideginį, o etanolio gamybos metu susidarantys CO2 kiekiai nėra dideli, laikoma, kad 1 litro benzino pakeitimas etanoliu sumažina anglies dvideginio emisijas apie 0,54-0,57 kg.

Aplinkosauginiu požiūriu biodegalai taip pat turi tą pranašumą, kad išpilti ant grunto ar į vandenį nedideliais kiekiais greitai praranda savo toksiškumą. Nustatyta, kad etanolio skilimo pusperiodis jam patekus į gruntą yra 2,6-24 h, paviršinius vandenis – 6,5-26 h, gruntinius vandenis – 13-52 h. Didžiausias etanolio suirimo pusperiodis yra ore – 12,2-122 valandos. Tuo tarpu naftos produktų toksinis poveikis tęsiasi ilgą laiką (metus ir ilgiau). Be to, kai kurie labai nuodingi naftos produktų komponentai yra tirpūs vandenyje ir net mažos jų koncentracijos yra žalingos.

Priešgaisriniu požiūriu etanolis taip yra pranašesnis lyginant su benzinu. Jo aukštesnė užsiliepsnojimo temperatūra ir jis mažiau pavojingas sprogimo požiūriu.

Pagrindinės potencialios bioetanolio žaliavos Lietuvoje: grūdai,

cukriniai runkeliai, bulvės

2.2.2 OKSIGENATŲ GAMYBA IR VARTOJIMAS

Automobilių degalai pagrinde susideda iš angliavandenilių, tačiau siekiant pagerinti jų savybes (sumažinti variklio dilimą, apsaugoti kuro sistemą nuo nuosėdų, pagerinti kuro sudegimą ir pan.) naudojami įvairūs priedai. Plačiajai visuomenei geriausiai žinomi degalų priedai yra taip vadinami “antidetonatoriai”, kurie dedami į benziną tikslu padidinti jo oktaninį skaičių ir tokiu būdu išvengti benzino-oro mišinio savaiminio užsiliepsnojimo variklio cilindre. Anksčiau šiam tikslui plačiai buvo naudojams švino tetraetilas ar

51

švino tetrametilas. Tačiau šio benzino priedo buvo atsisakyta dėl dviejų priežasčių. Pirma – švinas ir jo junginiai yra kenksmingi sveikatai, antra – pradėjus automobiliuose naudoti katalizatorius jie greitai išeidavo iš rikiuotės dėl neigiamo švino poveikio. Tada kaip priedas didinantis degalų oktaninį skaičių buvo pradėtas naudoti oksigenatas – metilo ir tretinio butilo eteris (sutrumpintai – MTBE). MTBE turi ir tą privalumą, kad jo sudėtyje yra deguonies, kurio įtakoje benzinas variklio cilindruose pilniau sudega ir mažiau išskiria į aplinką žalingų emisijų. MTBE gaunamas reaguojant metanoliui su izobutylenu. Jo cheminė formulė yra CH3OC(CH3)3. Kad vyktų sintezės reakcija reikalingas katalizatorius ir paaukštinta temperatūra. MTBE yra vienas iš labiausiai pasaulyje vartojamų benzino priedų – oksigenatų. Bendru oksigenatų vardu vadinami benzino priedai turintys savo sudėtyje deguonies molekulių ir pagerinantys kuro sudegimą. MTBE kambario temperatūroje yra bespalvis degus skystis. Jo ir kitų oksigenatų savybės pateiktos lentelėje žemiau.

Pagrindinės oksigenatų savybės

Oksigenatas Oktaninis skaičius (T+V)/2

Garų tamprumas pagal Reidą

Virimo temperatūra

(0C)

Šiluminė vertė (MJ/l)

Deguonies kiekis (%)

Vandens tirpumas

(%)

MTBE 110 55,1 55 26,1 18,2 4,3

ETBE 112 27,6 72 27,0 15,7 1,2

Etanolis 115 124,1 78 21,2 34,8 neribotas Paskutiniu metu JAV vyksta diskusijos dėl MTBE naudojimo uždraudimo.

MTBE yra nuodingas. Jis dalinai tirpus vandenyje. Kai kuriose JAV vietovėse MTBE iš nesandarių talpų pateko į gruntą ir ištirpęs vandenyje užteršė gruntinius vandens klodus. Dėl šios priežasties jo naudojimas Kalifornijos valstijoje yra uždraustas pilnumoje ir vyksta debatai apie MTBE uždraudimą visoje JAV teritorijoje, esamas MTBE gamyklas rekonstruojant ir pertvarkant į ETBE (etilo ir tretinio butilo eterio) gamybą. Šitoks pertvarkymas pareikalautų milžiniškų lėšų, kadangi MTBE suvartojama labai daug – apie 10 milijardų litrų per metus.

Kitas oksigenatas, kurio vartojimas pasaulyje nuolat auga yra ETBE – etilo ir tretinio butilo eteris. ETBE taip pat gaunamas reaguojant etanoliui su izobutylenu dalyvaujant katalizatoriui. Šio oksigenato cheminė formulė yra C2H5OC4H9. ETBE savo sudėtyje turi apie 45% etanolio. ETBE kaip ir MTBE padidina oktaninį skaičių ir pagerina benzino sudegamumą. ETBE galima dėti į benziną iki 15%. Benzinai su ETBE priedais be jokių apribojimų yra tinkami įprastiniams varikliams. Prie oksigenatų priskiriamas ir grynas etanolis. Kadangi etanolis turi didžiausią procentą deguonies (žiūr. 2.8 lentelę), todėl jį naudojant mažiausiai praskiedžiamas benzinas, norint gauti tą patį kiekį

52

deguonies benzino-oksigenato mišinyje. Lyginat tarpusavyje ETBE ir etanolį pastarasis turi du didelius trūkumus. Pirma – etanolis linkęs absorbuoti vandenį, o jam patekus į etanolio-benzino mišinį, mišinys išsisluoksniuoja ir pasidaro netinkamas vartojimui. Dėl šios priežasties etanolio-benzino mišiniai netransportuojami vamzdynais, nes jie sugertų vamzdynuose galintį susidaryti kondensatą. Taip pat etanolio ir benzino mišiniai dažniausiai ruošiami ne naftos perdirbimo įmonėse, o specialiuose terminaluose, prieš išpilstant juos į benzovežius transportavimui į degalines. Antra etanolio žymiai didesnis garų tamprumas, todėl pridėjus jo į benziną padidėja pastarojo lakumas, o tuo pačiu ir angliavandenilių emisijos į atmosferą iš benzino bakų, talpų, o taip pat degalų užpylimo metu. Norint išvengti šio blogumo benzino-etanolio mišiniams naudojamas specialus mažesnio lakumo benzinas.

2.2.3 BIODYZELINAS

Biodyzelinas gaminamas iš aliejinių augalų, tokių kaip rapsai ar saulėgrąžos, taip pat iš gyvulinių riebalų.

Biodyzelinas gali būti naudojamas grynas arba kaip priedas mišiniuose su mineraliniu dyzelinu. Ddažniausiai naudojamas mišinys – 5% biodyzelino ir 95% dyzelino. Naudojant mišinį, kuriame daugiau kaip 5% biodyzelino, gamintojas nesuteikia garantijų transporto priemonei. Mišiniui, kuriame daugiau kaip 30% biodyzelino, būtina keisti variklio konstrukciją, nes guminės tarpinės sukietėja ir užblokuojami purkštukai.

Biodyzelino gamybos žaliava – rapsai

53

Aplinkosauginė nauda yra ta, kad 100% biodyzelino naudojimas sumažintų CO2 išmetimus 40-50%. Naudojant 5% mišinį, CO2 išmetimai sumažėja 2-2,5%. Biodyzelinas yra skaidomas mikroorganizmų, todėl juo užterštas dirvožemis greičiau apsivalo.

Biodegalai varikliams turi du svarbius privalumus: maišant iki 5% su įprastiniais degalais, nereikia modifikuoti automobilio variklio, ir antra, jie gali būti tiekiami per tas pačias autotransporto degalines be papildomų investicijų tiekimo infrastruktūrai.

Deja, kalbant apie ekonominius aspektus, derėtų paminėti, kad biodyzelino gamybos iš aliejinių sėklų kaštai maždaug 2 kartus didesni nei dyzelino gamybos kaštai iš žalios naftos. Bioetanolio gamybos išlaidos maždaug 2-3 kartus didesnės nei benzino gamybos išlaidos iš žalios naftos. Todėl tokio kuro vartojimo skatinimui būtinas mokesčių mažinimas ir/arba kitos lengvatos.

Nuotrauka iš http://earth2tech.com/

54

2.3 BIODEGALŲ GAMYBOS TECHNOLOGIJOS

Biodegalai – kuras arba degalai, skirti automobiliams, buitiniam, komerciniam arba pramoniniam naudojimui, visiškai arba iš dalies susidedantys iš komponentų, gaminamų iš atsinaujinančios augalinės žaliavos. Pagrindiniai komponentai yra alkoholiai, eteriai ir augalinių aliejų esteriai, tačiau kartais vartojami ir neesterinti augaliniai aliejai.

Egzistuojančios ir planuojamos biodegalų rūšys ir gamybos būdai

Biodegalų tipas

Pavadinimas Biomasės žaliava

Gamybos procesas

Pirmos kartos biodegalai

Bioetanolis Bioetanolis Grūdai, cukriniai runkeliai, bulvės

Hidrolizė + fermentacija

Grynas augalinis aliejus

Grynas augalinis aliejus

Aliejiniai augalai (pvz., rapsas)

Šaltas spaudimas/ ekstrakcija

Biodyzelinas Rapso metilo esteris (RME) Riebalinių rūgščių metilo/etilo esteris (FAME/FAEE)

Aliejiniai augalai (pvz., rapsas), riebalų atliekos

Šaltas spaudimas/ ekstrakcija + transesterifikacija

Biodujos Valytos biodujos Biomasė Mikrobiologinis irimas

Bio-ETBE Bio-ETBE Bioetanolis Cheminė sintezė

Antros kartos biodegalai

Bioetanolis Celiuliozinis bioetanolis

Lignoceliuliozė Pažangesnė hidro-lizė + fermentacija

Sintetiniai biodegalai

Biomasė į skysčius (BTL) Fischerio-Tropscho (FT) dyzelinas Sintetinis (bio) dyzelis

Bioetanolio sunkesni (mišrūs) alkoholiai

Biodimetilesteris (bio DME)

Lignoceliuliozė Dujofikacija + sintezė

Biodyzelinas 1 ir 2 kartos

NE x BTL Augaliniai aliejai ir gyvuliniai riebalai

Hidrinimas (perdirbimas)

Biodyzelinas SNG (sintezės dujos) Lignoceliuliozė Dujofikacija + sintezė

Biovandenilis Biovandenilis Lignoceliuliozė Dujofikacija + sintezė

55

2.3.1 BIOETANOLIO GAMYBA

Gaminant etanolį, augaluose esantys angliavandeniai per daugelį tarpinių produktų paverčiami alkoholiu. Paprasčiausia alkoholį gauti iš cukrinių runkelių ar cukranendrių, nes cukrus juo paverčiamas be tarpinių produktų. Iš krakmolo (pavyzdžiui, grūdų) iš pradžių reikia gauti cukrų, iš kurio vėliau rauginant išskiriamas etanolis. Iš daug ląstelienos turinčių augalų bioetanolį gaminti sudėtingiau, nes, norint, kad celiuliozė virstų cukrumi, reikia naudoti rūgštis arba fermentus. Todėl šis būdas kol kas menkai naudojamas, nes reikalauja daug išlaidų ir yra neekonomiškas. Visame pasaulyje dedama daug pastangų tobulinant šį bioetanolio gamybos būdą, kadangi žaliavų – šiuo atveju bet kokios biomasės ištekliai yra milžiniški.

Kitame bioetanolio gamybos cikle surūgusią augalų masę (misą) reikia distiliuoti, kad išsiskirtų alkoholis. Likę žliaugtai gali būti sušeriami gyvuliams, panaudoti biodujoms gaminti arba dirvoms tręšti. Gautame alkoholyje dar yra apie 4 proc. vandens, todėl jį reikia išgryninti (nuvandeninti) iki 99,6-99,8 proc. koncentracijos.

Principinė bioetanolio gamybos schema (Janulis, 2007)

56

Kadangi bioetanolis gaminamas iš įvairių žaliavų, toliau lentelėje pateikiamas įvairių žaliavų poreikis 1 tonai bioetanolio pagaminti.

Bioetanolio gamybos iš įvairių žaliavų efektyvumas

Žaliavų rūšis

2008-2010 metų

derlingumas (t/ha)

Krakmolo ar cukraus kiekis, %

Bioetanolio išeiga Sukauptos etanolyje

energijos kiekis (GJ/ha)

l/t t/ha

Rugiai 2,36 62 390 0,73 21

Žieminiai kviečiai 4,19 58 350 1,15 34

Žieminiai kvietrugiai 2,95 60 370 0,86 25

Bulvės 14,0 18 115 1,27 37

Cukriniai runkeliai 43,7 16 85 2,93 84

Remiantis pateiktais duomenimis galima teigti, kad naudingiausia

pirmosios kartos bioetanolį gaminti iš cukrinių runkelių, nes bioetanolio išeiga ir energijos kiekis, gaunamas iš 1 ha, pats didžiausias – 80 GJ/ha. Be to, cukrinių runkelių panaudojimą bioetanolio gamybai žada išskirtinai remti Europos Sąjunga [KOM 2006 288 galutinis], vykdydama „cukraus politiką“.

2.3.2 BIODYZELINO GAMYBA

Dėl mažo teršalų kiekio, rapsų metilo esteris – tinkamiausi degalai transportui miestuose, tankiai apgyvendintose vietovėse, taip pat žemės ūkio technikai. Tai biologinės kilmės produktas, todėl, patekus į dirvą, daugiau kaip 90% jo suyra per standartinę 21 paros trukmę.

Metilo esterio gamyba iš augalinio aliejaus apima du pagrindinius procesus. Pirmajame iš aliejingųjų augalų sėklų išgaunamas aliejus, o antrajame jis peresterinamas alkoholiais, naudojant katalizatorius.

Teoriškai biodyzelino gamybai gali būti naudojamas bet koks augalinis aliejus. Deja, iš pietų šalyse augančių augalų aliejaus rūšių pagaminto biodyzelino užšalimo laipsnis neatitinka ES taikomų standartų.

57

Geriausiomis savybėmis pasižymi biodyzelinas, pagamintas iš rapsų aliejaus, nes jis tinkamiausias naudoti atšiauraus klimato šalyse. Lietuvoje pagrindinė žaliava gamybai yra aliejus, išspaustas iš šalyje auginamų rapsų.

Principinė biodyzelino gamybos schema (Janulis, 2007)

Paskutiniu metu gaminami dyzeliniai varikliai kuo puikiausiai veiks su

100% grynumo biodyzelinu, jei jis atitiks LST EN 14214 standartą. Tačiau ne visi standarto reikalavimai yra esminiai ir, netgi jeigu bus nedidelių nukrypimų, didelės įtakos variklio darbui tai neturės. Vis dėlto, visada reikia žinoti, kokie yra šie nukrypimai. Prieš pilant biodyzeliną į baką reikia žinoti kelis esminius dalykus.

Filtrai. Biodyzelinas tirpdo per ilgesnį laiką degalų bakuose, filtrų korpusuose bei vamzdynuose susikaupusias nuosėdas. Tai vaškai ir kiti nešvarumai, atsiradę naudojant mineralinį dyzeliną. Staiga padidėjęs ištirpusių vaško kristalų ir kitų teršalų kiekis gali užkimšti kuro sistemos filtrus ir sutrikdyti visos maitinimo sistemos darbą. Ypač tai aktualu, kai degalai laikomi atsitiktinėse nešvariose talpyklose ir į bakus pilami nefiltruoti.

Guminės dalys. Biodyzelinas gali sukelti guminių dalių irimą, bet toks reiškinys labai retas. Bet kuri dyzelinė sistema, pagaminta po praėjusio dešimtmečio vidurio, yra iš detalių, kurios atsparios biodyzelinui. 1990-ųjų viduryje perėjimas prie mažai sieros turinčio biodyzelino sukėlė intensyvesnį dilimą ir gedimus kuro siurbliuose. Todėl gamintojai ėmė naudoti atsparesnes medžiagas, kurių neveikia ir biodyzelinas.

58

Biodyzelino variklis (Carlos Sousa, 2009)

2.3.3 BIODEGALŲ GAMYBOS ĮMONĖS LIETUVOJE

Šiuo metu tarp šalies verslininkų pastebimas akivaizdus suinteresuotumo biodegalų (ypač biodyzelino) gamyba didėjimas. Veikia stambi biodyzelino gamykla Klaipėdoje – UAB „Mestilla“, kurios gamybos apimtys siekia apie 100 tūkst. t biodyzelino per metus. Pradėjo dirbti UAB „ARVI“ biodyzelino gamybos cechas (pajėgumas 12 tūkst. t/metams). 2009 m. numatomas dar didesnis biodyzelino gamybos apimčių šuolis, t.y. iš viso bus instaliuoti apie 204 tūkst. t/m. biodyzelino gamybos pajėgumai, kurie beveik 4 kartus viršys šiuo metu esančius ir net 6 kartus viršys privalomą sunaudoti kiekį, numatytą Lietuvos Respublikos biokuro, biodegalų ir bioalyvų įstatyme (Žin., 2004, Nr. 28-870) ir Biokuro gamybos ir naudojimo skatinimo 2004-2010 m. programoje (Žin., 2004, Nr. 133-4786). Duomenys apie biodyzelino gamintojus pateikti lentelėje.

Biodyzelino gamintojai ir jų gamybiniai pajėgumai (tūkst. t)

Nr. Įmonės pavadinimas 2007 2008 2009 2010

1 UAB „Rapsoila“ 30 30 30 30

2 UAB „Arvi cukrus“ 12 12 24 24

3 KB „SV Obeliai“ 8 20 20 20

4 UAB „Mestilla“ 100 100 100

5 UAB „Baltijos biodyzelino centras“ 30 30 30

Iš viso: 50 192 204 204

59

Bioetanolis – antroji biodegalų rūšis pagal gamybos apimtis Europoje. Jis sudaro 18,5 % visų pagaminamų biodegalų. 2009 m. bendroji bioetanolio gamyba ES padidėjo apie 7 kartus, lyginant su 2004 m. gamybos apimtimis, ir viršijo 3700 milijonų litrų per metus.

Lietuvoje pastaraisiais metais bioetanolio gamybos pajėgumai nuolat didinami ir prognozuojama, kad bioetanolio gamyba 2009 m. pasieks 200 tūkst. t (21 lentelė). Nurodyti bioetanolio gamybos pajėgumai nuo 2009 metų gali dar daugiau padidėti, kadangi savo ketinimus gaminti bioetanolį pareiškė UAB „Sūduvos kuras“ Marijampolėje (apie 100 tūkst. tonų per metus) bei UAB „Bioetan LT“ Telšiuose (apie 85 tūkst. tonų per metus). Lentelėje pateikti duomenis apie bioetanolio gamintojus.

� UAB ,,Rapsoila“ – gamybos apimtys sudaro apie 30 tūkst. t/m. Aliejaus spaudimo ceche iš rapsų šaltu spaudimo būdu spaudžiamas aliejus, kuris toliau gali būti panaudojamas ir maisto pramonėje. Išspaustas aliejus patenka į esterifikacijos cechą, kur dėka technologinio proceso metu vykstančių cheminių reakcijų tampa rapsų metilesteriu (RME). Rapsų išspaudas perka ūkininkai kaip baltyminį pašarą gyvuliams. Tobulinant technologiją, gaminamas geresnės kokybės glicerolis, kurio gryno produkto koncentracija siekia iki 90% (ankščiau – iki 80%). Tobulinant technologiją, gamyboje atsisakyta NaOH, vietoj jo naudojamas KOH, ir gaminamos kalio fosfato trąšos.

Nuotrauka iš (Palijanskas, 2007)

60

� UAB ,,Arvi cukrus“ - gamybos apimtys sudaro apie 12 tūkst. t/m. Aliejus spaudžiamas šaltuoju būdu. Įmonėje vykdomi riebalų rūgščių esterinimo ir peresterinimo procesai. Tai suteikia galimybę naudoti blogesnės kokybės žaliavas ir riebalingąsias atliekas, turinčias daug laisvųjų riebalų rūgščių. Rapsų išspaudos naudojamos pašarams. Glicerolis parduodamas.

Nuotrauka iš (Palijanskas, 2007)

� KB „SV Obeliai“ – gamybos apimtys sudaro apie 20 tūkst. t/m. Sumontavus 3 AGERATEC procesorius, biodyzelinas gaminamas perdirbant augalinės kilmės riebalus.

Nuotrauka iš (Palijanskas, 2007)

� UAB ,,Mestilla“ – gamybos apimtys sudaro apie 100 tūkst. t. /m. Metilo esteris gaminamas iš rapsų aliejaus. Metilo esterio gamyba iš augalinio aliejaus apima du pagrindinius etapus. Pirmajame iš rapsų sėklų dviejų

61

pakopų karštojo mechaninio spaudimo būdu išgaunamas aliejus. Priklausomai nuo rapsų sėklų aliejingumo iš tonos rapsų gaunama apie 340-390 kg. rapsų aliejaus. Po spaudimo gaunamas ne tik rapsų aliejus, bet ir rapsų išspaudos - baltymingas pašaras gyvuliams bei paukščiams.

Nuotrauka iš (Palijanskas, 2007)

Antrajame gamybos etape aliejus rafinuojamas ir peresterinamas alkoholiais, naudojant katalizatorius. Augalinio aliejaus peresterinimo proceso metu nuo metilo esterio atsiskiria du šalutiniai produktai- glicerolis ir kalio sulfatas. 80% grynumo glicerolis, mums labiau pažįstamas pavadinimu glicerinas, yra žaliava farmacijoje naudojamo glicerino gamybai. Gamykloje kasmet pagaminama apie 12 166 tūkst. tonų kalio sulfato, kuris naudojamas kompleksinių trąšų gamybai. Bendrovės gaminamas biodyzelinas kasmet net 300.000 tonų sumažins anglies dvideginio (CO2) išmetimą į atmosferą.

Bioetanolio gamintojai ir jų gamybiniai pajėgumai (tūkst. t) Nr. Įmonės pavadinimas 2007 2008 2009 2010

1 UAB „Biofuture“ 40 40 40 40

2 UAB „Arvi cukrus“ 12 12 12

3 UAB „Leo ir Co“ 50 50

4 UAB „Nordetanolis“ 80 80

5 UAB „Pasvalio agrochemija“ 18 18

Iš viso: 40 52 200 200

62

� UAB „Biofuture“ – gamybos apimtys sudaro apie 20 tūkst. t/m.

Įmonėje gaminamas bioetanolis (dehidratuotas etilo alkoholis). Dehidratacijai naudojama pažangiausia pasaulyje ceolitinių membranų technologija. Bioetanolis naudojamas degalams (pridedant į benziną E 5 ir E85, atitinkamai 5 ir 85 %, arba gaminant ETBE, į kurį dedama 47% bioetanolio, o šio priedo į benziną – 15 %). UAB „Biofuture“ šiluminės energijos gamybai naudoja medienos atliekas.

Nuotrauka iš (Palijanskas, 2007)

� Baigiama statyti ir montuoti UAB „Kurana“ (Pasvalys) bioetanolio

gamykla, kurios gamybos apimtys sudarys apie 18 tūkst. t/m bioetanolio. Šiluminės energijos gamybai numatoma naudoti biodujas, gaminamas iš spirito žlaugtų.

2.3.4 ATEITIES BIODEGALAI

2.3.4.1 Pirmos kartos biodegalai

Šiuo metu Lietuvoje gaminami tik pirmos kartos biodegalai. Pirmos kartos biodegalai yra degalai, kuriems kaip žaliava naudojami maistiniai augalai. Visame pasaulyje tai kukurūzai, soja, palmės, cukrašvendrės, saulėgrąžos, rapsas, grūdinės kultūros, kt., kurie turi lengvai išgaunamų cukrų, krakmolo ir aliejaus.

63

Biodegalų kolonėlė (Carlos Sousa, 2009)

Gamybos metu cukrūs sufermentuojami į bioetanolį, o iš riebalinių rūgščių

transesterifikacijos būdu pagaminamas biodyzelinas.

Pirmosios kartos biodegalai susiduria su daugeliu problemų, apie kurias gerai žinoma iš žiniasklaidos. Pirmos kartos biodegalų gamybos apimtys yra ribotos, kadangi besaikis jų didinimas kelia grėsmę maisto produktų gamybai ir bioįvairovei. Be to, jų gamyba brangesnė, lyginant su degalų gamyba iš iškastinio kuro – naftos. Kai kada biodegalų gamybos metu šiltnamio efektą skatinančių dujų emisijų išsiskyrimas yra didesnis nei tradicinių degalų, jei vertinamas visas gyvavimo ciklas, įskaitant trąšų gamybą, transportavimą it t.t.

2.3.4.2 Antros kartos biodegalai

Antros kartos biodegalai yra degalai, kuriems kaip žaliava naudojama lignoceliuliozės turinti biomasė. Tai mediena ir jos atliekos, žemės ūkio atliekos (šiaudai, kukurūzų kotai ir pan.) bei energetiniai augalai, tokie kaip sora rykštėtoji (Switchgrass), drambliažolė (Miscanthus sinensis) ir kt.

64

Celiuliozės molekulė

Akivaizdu, kad šių žaliavų kiekiai yra milžiniški ir nesudaro konkurencijos

maisto produktų gamybai. Be to, antros kartos biodegalų gamybai suvartojama visa žaliava, o ne tik atskiri jos komponentai.

Nuotrauka iš: http://www.globalenergy.es/

Antros kartos biodegalai gali būti gaminami, naudojant du pagrindinius technologinius procesus.

65

Pirmasis – tai biocheminis procesas, kurio metu fermentai ir kiti mikroorganizmai skaido celiuliozės ir hemiceliuliozės komponentus į cukrus, kurie vėliau fermentuojami į etanolį.

Antrasis – tai termocheminis procesas, kurio metu, pasitelkiant pirolizės ar gazifikacijos technologijas, iš biomasės gaminamos sintezės dujos – anglies monoksido ir vandenilio dujų mišinys. Iš sintezės dujų, taikant įvairius tolesnio apdirbimo metodus, galima gaminti biodimetileterį, biometanolį, biovandenilį (toliau jį naudojant kuro elementuose) ar polimerizuoti sintezės dujas į angliavandenilius-biodyzeliną pagal Fišerio-Tropšo metodą.

Pažymėtina, kad sintetiniai degalai ir bioetanolis iš celiuliozės turi puikų anglies balansą ir juos vartojant galima sumažinti CO2 emisijas iki 90%, lyginant su degalais, pagamintais iš naftos.

Paminėti du antros kartos biodegalų gamybos būdai nėra vieninteliai, tačiau, lyginant su kitais, kurie dar tik tobulinami laboratorijose, jie yra arčiausiai komercinio lygmens.

Lyginant tarpusavyje biocheminį ir termocheminį biodegalų gamybos procesus, reikia pažymėti, kad biocheminio proceso metu ligninas nėra skaidomas ir lieka kaip gamybos proceso atlieka, kurią galima panaudoti kurui, tuo padidinant viso gamybos proceso energetinį efektyvumą. Termocheminio proceso metu ir ligninas yra suskaidomas į sintezės dujas.

Tobulinant biocheminį biodegalų gamybos būdą reikia gerinti pirminį biomasės žaliavos apdorojimą, didinti fermentų veikimo efektyvumą ir mažinti jų kainą bei mažinti gaminamų biodegalų savikainą. Termocheminio degalų gamybos proceso technologijos yra labiau ištobulintos, tačiau pagrindinė problema yra siekis sumažinti galutinio produkto savikainą.

Antras esminis skirtumas tarp biocheminių ir termocheminių procesų metu pagamintų biodegalų yra tai, kad pirmu atveju gaminamas tik bioetanolis, o termocheminio proceso metu ir sintezės dujų galima gaminti įvairius sudėtingos molekulinės struktūros angliavandenilius, kurie labiau tinkami aviacijos ir laivybos tikslams.

Lyginant tarpusavyje pirmos ir antros kartos biodegalus, pastarųjų galima pagaminti ženkliai daugiau iš biomasės, užauginamos tame pačiame žemės plote. Be to, antros kartos biodegalų gamybai naudojama biomasė gali būti auginama mažiau derlingose žemėse.

2.3.4.3 Trečios kartos biodegalai.

Vietoje degalų gamybos proceso tobulinimo (kaip antros kartos degalų atveju), trečios kartos biokuro gamintojai siekia patobulinti pačią žaliavą. Pvz., labiau aliejingų augalų išvedimas galėtų stipriai padidinti derlingumą. Mokslininkai išvedė tuopas, kuriose yra mažiau lignino, kad jas būtų lengviau

66

apdoroti. Mokslininkai jau nustatė sorgo (sorghum) ir kukurūzo genomus, kurie leistų agronomams-genetikams patobulinti genus, atsakingus už aliejaus gamybą.

Trečios kartos biodegalų žaliavos – modifikuoti sorgas, kukurūzai, tuopos

Atskiros kampanijos (pvz., Monsanto) dirba su genetiškai modifikuotomis kultūromis jau daugelį metų, lygiagrečiai jos yra stipriai kritikuojamos anti GMO organizacijų, todėl dažnai neskelbia informacijos apie savo tyrimus. Kai kurios kompanijos kuria medžių rūšis atskirai biodegalų ir medienos gamybai.

Nuotrauka iš http://green-gossip.com/

67

Trečios kartos biodegalams priskirtini ir biodegalai, pagaminti iš aliejingų dumblių. Laboratoriniai tyrimai rodo, kad, lyginant tarpusavyje tame pačiame plote išaugintas sojų pupeles ir dumblius, iš pastarųjų galima pagaminti iki 30 kartų daugiau energijos.

2.3.4.4 Ketvirtos kartos biodegalai

Šiuo metu vyksta dideli ginčai dėl pirmos kartos arba maistinių kultūrų pagrindu pagamintų biodegalų. Tuo tarpu proveržis komercializuoti antros kartos arba lignoceliuliozės degalus dar tik bus įgyvendintas. Nežiūrint to, moksliniai tyrimai jau peršoko prie ketvirtos kartos biodegalų.

Ketvirtos kartos biodegalų gamyba (Laisvoji enciklopedija Wikipedia)

Ketvirtos kartos biodegalų gamybos technologijos apima genetiškai modifikuotų augalų auginimą, kurio metu iš atmosferos absorbuojami didžiuliai CO2 kiekiai sukaupiami augalų stiebuose, šakose ir lapuose. Vėliau iš augalų biomasės biocheminių procesų metu, naudojant genomiškai sintezuotus mikrobus, efektyviai gaminami biodegalai. Proceso metu susidaręs CO2 yra sugaudomas ir išsaugomas. Tokiu būdu, viso biodegalų gamybos proceso metu, įskaitant ir biomasės auginimą, CO2 yra šalinamas iš atmosferos, o biodegalai tampa angliai neigiamu kuro šaltiniu. Tačiau silpnoji grandis šiame procese yra anglies sugaudymo ir išsaugojimo technologija, kuri vis dar sunkiai realizuojama.

Šiuo metu Lietuvoje tik pradedami kai kurie antros kartos biodegalų moksliniai tyrimai. Čia galima būtų paminėti Lietuvos žemės ūkio universiteto ir Kauno technologijos universiteto mokslininkų darbus. Tai „Esamų biodegalų

68

gamybos technologijų tobulinimas ir pasirengimas antrosios kartos biodegalų gamybai“, „Antrosios kartos biodyzelinių degalų – biodimetileterio ir Fisher-Tropsh dyzelino – gamybos iš lignoceliuliozės turinčios biomasės ir biodujų tyrimai bei panaudojimo galimybės“ (LŽŪU). Kauno technologijos universitetas turi didelį mokslo potencialą ir patirtį bei reikiamą įrangą tiriant šilumos pernešimo ir mainų bei naujų biodegalų rūšių (antrosios kartos biodegalų) gamybos iš celiuliozės turinčios biomasės procesus.

Lietuvos mokslininkai ieško naujų aliejingų augalų šaltinių, mažiau tinkamų ar nepritaikytų maisto produktų gamybai, bet patrauklių biodegalų gamybai, pvz., šiuo metu tiriami judrų ir balžų sėklų aliejai. Jei biokurui (bioetanoliui) tinkama augalinė žaliava būtų auginama įprastoms žemės ūkio kultūroms netinkamuose plotuose, nebeliktų kaltinimų, neva bioenergetiniams poreikiams skirti augalai užima naudingus žemės plotus. Šiuo metu biodegalams pagaminti tradiciniais biocheminiais būdais reikia aukštos temperatūros, daug vandens: Siekiama rasti tokias technologijas, kurioms to nereikėtų. Pasauliniu mastu ieškoma būdų, kaip atpiginti biodegalų pagaminimo technologijas.

UAB „Kurana“, nuotrauka iš http://img.lrytas.lt/

69

3. BIODUJOS

3.1 BENDROS ŽINIOS APIE BIODUJŲ SUSIDARYMO PROCESĄ

Viena iš labiausiai žemėje paplitusių gyvybės formų yra mikroorganizmai. Mikroorganizmai – tai smulkiausi, tik pro mikroskopą įžiūrimi, daugiausia vienaląsčiai gyvi sutvėrimai. Jiems priklauso bakterijos, virusai, aktinomicetai, mikroskopiniai grybai, dumbliai ir pirmuonys.

Mikroorganizmų reikšmę sunku pervertinti dėl jų svaraus indėlio globaliniame medžiagų apykaitos procese. Gyvybinių funkcijų palaikymui, augimui ir dauginimuisi mikroorganizmai naudoja maisto medžiagas ir energiją. Maitindamiesi jie sugeba skaidyti visas gamtoje sutinkamas organines, o taip pat dalį neorganinių medžiagų, jas pasisavinti ir sintetinti naujus junginius. Šiuo požiūriu jiems neprilygsta jokia kita gyvybės forma žemėje. Milžiniška mikroorganizmų reikšmė formuojantis derlingam dirvožemio sluoksniui, susidarant naudingoms iškasenoms ir pan. Ypatingai svarbi jų veikla skaidant ir mineralizuojant organines gyvulinės ir augalinės kilmės atliekas.

Mikroorganizmai, nuotrauka iš http://www.sos03.lt/

70

Energiją mikroorganizmai gauna kvėpavimo metu oksiduodami organinius junginius. Pagal kvėpavimo būdą mikroorganizmai skirstomi į aerobus, obligatinius anaerobus ir fakultatyvinius anaerobus. Aerobai kvėpuojamai medžiagai oksiduoti naudoja atmosferos deguonį. Anaerobai oksidacijai naudoja surištą organinių ar neorganinių junginių deguonį. Oro deguonis jiems ne tik nereikalingas, bet yra žalingas ir stabdo jų gyvybinę veiklą. Fakultatyviniai anaerobai sugeba prisitaikyti prie esamų aplinkos sąlygų ir gali gyventi ir daugintis kvėpuodami aerobiškai kai aplinkoje yra deguonies arba anaerobiškai – kai aplinkoje nėra deguonies.

Organinių medžiagų skaidymo anaerobinėse sąlygose procesas (toliau tekste - anaerobinis procesas), kurio metu išsiskiria biodujos, gamtoje vyksta nuo neatmenamų laikų. Charakteringu pavyzdžiu galima nurodyti pelkių dujų susidarymą.

Anaerobiniame procese dalyvauja dešimtys rūšių bakterijų ir kitų mikroorganizmų. Vienų mikroorganizmų veiklos rezultate susidariusios medžiagos tarnauja maistu kitiems mikroorganizmams. Taigi organinių medžiagų skaidyme dalyvauja ištisos bendrijos įvairiausių tarpusavyje organiškai susijusių mikroorganizmų.

Pastaruoju metu manoma, kad anaerobinis procesas vyksta trimis etapais.

Pirmame (hidrolizės) etape, veikiant mikrobų išskirtiems fermentams, vyksta organinių medžiagų hidrolizė, kurios metu kompleksiniai organiniai junginiai depolimerizuojami. Riebalai skyla į stambiamolekulines riebalines rūgštis ir glicerolį, baltymai į amino rūgštis ir peptidus, o angliavandeniai į mono- ir disacharidus.

Antrajame (acetogenezės) etape, veikiant rūgštis gaminančioms (acetogeninėms) bakterijoms, vyksta tolimesnis pirmame etape susidariusių tarpinių junginių skaidymas. Rezultate susidaro lakiosios riebalinės rūgštys, spiritai, vandenilis, anglies dvideginis, amoniakas ir vanduo.

Trečiasis (metanogenezės) etapas yra metano gamybos etapas. Jo metu dėl metaną gaminančių – metanogeninių bakterijų veiklos pagrindinai iš acto rūgšties, skruzdžių rūgšties, vandenilio ir anglies dvideginio susidaro metano molekulės.

3.2 FAKTORIAI ĮTAKOJANTYS ANAEROBINĮ BIODUJŲ

GAMYBOS PROCESĄ

Biodujų gamybos procesą sąlygoja mikroorganizmų veikla. Kuo

palankesnės aplinkos sąlygos, tuo mikroorganizmai aktyvesni, greičiau auga

71

ir dauginasi, o tuo pačiu intensyvėja visas organinių medžiagų skaidymas ir didėja susidarančių biodujų kiekis. Panagrinėkime pagrindinius aplinkos veiksnius, turinčius lemiamos įtakos biodujų gamybai.

3.2.1 TEMPERATŪRA

Mikroorganizmai neturi šilumos reguliavimo mechanizmų, todėl aplinkos temperatūra yra svarbiausias veiksnys, nuo kurio priklauso jų dauginimosi greitis ir biocheminių reakcijų intensyvumas. Vieniems mikroorganizmams palankiausia temperatūra yra žemesnė, kitiems - aukštesnė. Pagal tai jie skirstomi į psichrofilinius (graikiškai psychros – šaltas, philio – myliu), mezofilinius (gr. mesos – vidutinis) ir termofilinius (gr. thermos – šiltas).

Psichrofiliniams mikroorganizmams optimali temperatūra yra 10 - 20 0C, mezofiliniams - 25 - 37 0C ir termofiliniams - 50 - 60 0C.

Mikroorganizmai nevienodai atsparūs aukštų ir žemų temperatūrų poveikiui. Žemesnėje negu minimali temperatūroje mikroorganizmai pereina į anabiozės būklę. Šioje būklėje labai sulėtėja visi gyvybiniai procesai, mikroorganizmai nustoja daugintis ir tampa neveiklūs. Tuo pagrįstas maisto produktų laikymas vėsiai šaldytuvuose tikslu apsaugoti nuo gedimo. Temperatūrai pakilus aukščiau minimalios, dažniausiai mikroorganizmų veikla atsistato.

Mikroorganizmai, schema iš http://www.sciencedaily.com/

Aukštai temperatūrai mikroorganizmai yra kur kas jautresni. Kai temperatūra aukštesnė už maksimalią, jie greitai žūva.

72

Jei temperatūra trumpam tik truputį viršija maksimalią, tai ji sukelia mikroorganizmams “šiluminį šoką”. Mikroorganizmai išbuvę “šiluminio šoko” temperatūroje trumpą laiko tarpą, sugeba atsigauti ir normaliai funkcionuoti. Ilgesnis buvimas tokioje temperatūroje jiems pražūtingas. Aukštų temperatūrų poveikiu pagrįstas pasterizavimas, kai sunaikinamos sporų nesudarančios bakterijos (dalis bakterijų, esant nepalankiomis gyvenimo sąlygomis sudaro sporos, kurios yra žymiai atsparesnės karščiui, šalčiui, džiovinimui, o taip pat daugeliui cheminių medžiagų), ir sterilizavimas - kai sunaikinami visi mikroorganizmai.

3.2.2 SUBSTRATO SUDĖTIS

Gyvendami konkrečiame substrate (substratas tai medžiaga, kurioje mikroorganizmai gyvena - minta, auga, vystosi ir dauginasi) mikroorganizmai maitinasi jame esančiomis mineralinėmis ir organinėmis medžiagomis. Dėl šios priežasties keičiasi maisto medžiagų kiekis. Kita vertus, mikroorganizmai išskiria į aplinką medžiagų apykaitos produktus, tuo pačiu keisdami substrato sudėtį ir atskirų medžiagų koncentracijas. Atskiroms mikroorganizmų grupėms būdinga minimali, optimali ir maksimali maisto medžiagų koncentracija. Trūkstant kurios nors būtinos maisto medžiagos, mikroorganizmai negali daugintis. Didinant maisto medžiagų koncentraciją virš maksimalios, mikroorganizmų dauginimasis lėtėja ir pagaliau visai sustoja.

Biodujų substratas, nuotrauka iš http://i.ytimg.com/

73

Pagrindiniai cheminiai elementai, iš kurių sudaryti mikroorganizmai yra anglis (C), vandenilis (H), deguonis (O) ir azotas (N). Pavyzdžiui, anglis sudaro apie 50% mikroorganizmų sausosios masės. Todėl labai svarbu, kad šių elementų substrate būtų pakankamai ir tam tikru santykiu. Ypač tai pasakytina apie anglį ir azotą. Trūkstant azoto, bakterijos negali gaminti pakankamai fermentų, kurie būtini įsisavinant anglį. Per didelis azoto kiekis veikia kaip inhibitorius – t.y. slopina bakterijų augimą. Laikoma, kad optimalus anglies ir azoto santykis biodujų gamyboje yra apie 25 : 1. Jei maisto medžiagos substrate yra kietų dalelių pavidale, tai didelę įtaką bakterijų veiklai turi dalelių dydis. Kuo dalelės mažesnės, tuo didesnis to pačio medžiagos kiekio paviršiaus plotas, tuo lengviau bakterijoms sueiti į kontaktą su medžiaga ir ją įsisavinti.

3.2.3 SUBSTRATO RŪGŠTINGUMAS

Įvairūs mikroorganizmai gali skaidyti vienas medžiagas ir sintetinti kitas tik esant tam tikram substrato rūgštingumui, nusakomam dydžiu pH. pH kitimo ribos yra nuo 0 iki 14. Neutralaus tirpalo, pvz. destiliuoto vandens, pH yra 7. Rūgščių tirpalų – 0 ≤ pH < 7, o šarminių – 7 ≤ pH < 14. Metaną gaminančių – metanogeninių bakterijų veikla yra intensyviausia esant neutraliam substrato rūgštingumui, t.y. kai pH yra nuo 6,5 iki 7,5.

3.2.4 STIMULIATORIAI IR INHIBITORIAI

Yra daug organinių ir neorganinių medžiagų, kurios turi didelės įtakos anaerobiniam procesui. Priklausomai nuo medžiagos koncentracijos, ji gali stimuliuoti anaerobinį procesą arba veikti kaip inhibitorius t.y. slopinti mikroorganizmų veiklą. Iš tokių medžiagų pirmoje eilėje paminėtini sunkieji metalai, amoniakas, nitratai ir sulfidai. Ypatingai stiprų žalingą poveikį anaerobiniam procesui turi detergentai, organiniai tirpikliai ir antibiotikai. Nėra tikslių duomenų apie šių medžiagų kritines koncentracijas, tačiau literatūroje nurodoma, kad net mažiausios jų dozės pragaištingai veikia biodujų gamybos procesą.

3.3 BIODUJŲ SUDĖTIS IR SAVYBĖS

Pagrindiniai biodujų komponentai yra metanas (CH4) ir anglies dvideginis (CO2). Biodujose, priklausomai nuo žaliavos sudėties, būna labai maži vandenilio (H2), sieros vandenilio (H2S), azoto (N) ir kitų medžiagų kiekiai.

Dažniausiai biodujose metano būna nuo 55 iki 70%, anglies dvideginio – nuo 30 iki 45%, vandenilio – iki 1% ir sieros vandenilio iki 3%.

74

Kadangi biodujos yra metano ir anglies dvideginio mišinys, joms užsiliepsnojimo ribinės koncentracijos šiek tiek skiriasi nuo gryno metano ir priklauso nuo pastarojo koncentracijos biodujose. Dujų užsiliepsnojimo ore ribinės koncentracijos yra labai svarbus rodiklis. Jis reiškia, kad dujų ir oro mišinio temperatūrai pasiekus užsiliepsnojimo temperatūrą, jei dujų koncentracija mišinyje randasi tarp žemutinės ir viršutinės ribinių koncentracijų, mišinys degs (jei mišinio tūris pakankamai didelis – jis sprogs).

Pagrindinės biodujų ir jų komponentų savybės

Savybė ir mato vienetas

Komponentai Biodujos

CH4 CO2 H2 H2S (60%CH4+

40%CO2

Teorinis kiekis, %

Šiluminė vertė, MJ/m3

Užsiliepsnojimo temperatūra, 0C Dujų užsiliepsnojimo ore ribinės koncentracijos, % Tankis, kg/m3

Kritinė temperatūra, 0C Kritinis slėgis, MN/m3

55-70

37,7

650-750

5-15 0,72

-82,5

4,6

30-45

-

-

- 1,98

31,0

7,3

<1

10,8

530-590

4-74 0,09

-

1,3

<3

22,8

290-487

4-42 1,54

100

8,9

100

22,6

650-750

6-12 1,2

-82.5

7,3-8,9

Iš lentelėje pateiktų kritinės temperatūros ir slėgio reikšmių galime suprasti, kad suskystinti biodujas yra sudėtinga techniniu požiūriu, nes reikia jas atšaldyti iki labai žemos temperatūros esant aukštam slėgiui. Tai atlikti galima panaudojus brangius įrenginius ir daug energijos (kompresoriaus ir šaldymo agregato maitinimui), o tai reiškia, kad ekonominiu požiūriu suskystinti biodujas neapsimoka.

Iš to kas anksčiau pasakyta ir duomenų pateiktų lentelėje akivaizdu, kad metanas yra pagrindinis ir vertingiausias biodujų komponentas. Anglies dvideginis nedegus ir yra kaip balastas, o vandenilio ir sieros vandenilio kiekiai biodujose labai maži. Svarbiausias biodujų savybes – šiluminę vertę, užsiliepsnojimo temperatūrą ir užsiliepsnojimo ore ribines koncentracijas apsprendžia metano kiekis biodujose.

75

Nuotrauka iš http://www.iasp.asp-berlin.de/

3.4 ŽALIAVOS BIODUJŲ GAMYBAI

Pagrindinė žaliava biodujų gamybai yra įvairiausios kilmės organinės atliekos. Vienos atliekos yra sunkiai skaidomos ir iš jų gaunama mažiau biodujų, kitos – lengviau ir iš jų gaunamas didesnis biodujų kiekis su aukštesne metano koncentracija. Biodujų gamybai naudojamos organinės atliekos, susidarančios žemdirbystėje, gyvulininkystėje, dalis miestų komunalinių atliekų, miestų vandens valymo įmonių dumblas bei maisto perdirbimo pramonės įmonių technologinės atliekos (jei jos nepanaudojamos pašarams ar kitiems tikslams).

Biodujų išeiga ir sudėtis labai priklauso nuo substrato sudėties. Teoriškai galimas gauti biodujų kiekis ir jų šiluminė vertė, suskaidžius 1 kg grynos organinės medžiagos, pateikti lentelėje.

76

Biodujų išeiga skaidant grynus organinių medžiagų komponentus

Medžiaga Biodujų išeiga, m3/kg

Metano išeiga, m3/kg

Metano kiekis biodujose, %

Biodujų šiluminė vertė, MJ/Nm3

Riebalai Baltymai

Angliavandeniai

1,44 0,96

0,79

1,03 0,51

0,39

71,5 53,1

49,4

38,83 19,23

14,70

Praktikoje visos, netgi šimtaprocentiniai suskaidomos organinės

medžiagos, paversti į biodujas anaerobinio proceso metu negalima, nes dalis organinės medžiagos lieka degazuotame substrate mikroorganizmų masės pavidalu .

3.5 BIOREAKTORIUS

Bioreaktorius – tai įrengimas skirtas biodujų gamybai, bakteriologiškai skaidant organines medžiagas anaerobinėse sąlygose. Bioreaktoriuje sudaromos kuo palankiausios sąlygos mikroorganizmų veiklai. Reikia pažymėti, kad didinant substrato temperatūrą, biodujų išsiskyrimo greitis didėja ir pasiekia maksimalią reikšmę prie t ≈ 35-38 0C, (tai atitinka mezofilinį režimą). Toliau didinant substrato temperatūrą, biodujų susidarymo greitis šiek tiek sumažėja, o vėliau ima didėti ir pasiekia antrą maksimalią reikšmę prie t ≈ 50-60 0C (tai atitinka termofilinį režimą). Jei toliau didintume temperatūrą, biodujų išeiga imtų mažėti kol visai sustotų, nes per aukšta temperatūra užmuštų bakterijas. Biodujų susidarymo greičio priklausomybė nuo temperatūros pavaizduota toliau pateiktame grafike.

Du biodujų susidarymo maksimumai grafike stebimi todėl, kad prie t ≈ 35-38 0C yra palankiausios sąlygos daugintis vienoms metanogeninėms bakterijoms (mezofilinėms), kurių skaičius sparčiai išauga ir jos sugeba pagaminti daugiau biodujų. Keliant temperatūrą, sąlygos šioms bakterijoms blogėja, jų dauginimasis mažėja, kartu mažėjant ir pagaminamų biodujų kiekiui. Tačiau temperatūrai pasiekus 50-60 0C intervalą, susidaro optimalios sąlygos kitoms metanogeninių bakterijų (termofilinių) rūšims, jos ima sparčiau daugintis ir didesnis bakterijų kiekis pagamina daugiau biodujų.

77

0

20

40

60

80

0 20 40 60 80

Išlaikymo trukmė, para

Tem

per

atūra

, 0C Termofilinis

Mezofilinis

Psichrofilinis

Laiko, per kurį suskaidoma organinė medžiaga priklausomybė nuo temperatūros

Praktikoje, siekiant greičiau suskaidyti organines medžiagas ir pagaminti

didesnį biodujų kiekį iš to paties bioreaktoriaus tūrio, bioreaktoriuose palaikoma temperatūra atitinkanti vieną iš minėtų intervalų ir pagal tai jie skirstomi į mezofilinius ir termofilinius.

Lyginant tarpusavyje termofilinį ir mezofilinį režimus, galima nurodyti šiuos termofilinio režimo privalumus:

• didesnis organinių medžiagų skaidymo greitis; • didesnė biodujų išeiga iš to paties substrato kiekio; • proceso metu sunaikinamas didesnis patogeninių (ligas sukeliančių)

mikrobų ir piktžolių sėklų skaičius;

• mažesnio tūrio bioreaktoriuje (tuo pačiu ir pigesniame) galima apdoroti tą patį žaliavos kiekį.

Tačiau termofilinis procesas turi ir trūkumų: • sunaudojamas didesnis energijos kiekis aukštesnės substrato

temperatūros palaikymui;

• mažesnis proceso stabilumas; • mažesnė metano koncentracija biodujose, o tuo pačiu ir šiluminė

vertė. Antrasis trūkumas reiškia, kad reaktorius, dirbantis termofiliniu režimu,

lyginant su reaktoriumi dirbančiu mezofiliniu režimu, yra žymiai jautresnis temperatūros, substrato sudėties, rūgštingumo pokyčiams, o taip pat ir inhibitorių poveikiui. Todėl greičiau gali sutrikti termofilinių bakterijų veikla.

78

Vadinasi termofiliniu režimu dirbantis bioreaktorius reikalauja daugiau ir aukštesnės kvalifikacijos priežiūros. Dėl šių priežasčių mažesni, dažniausiai žemės ūkio žaliavas naudojantys, bioreaktoriai pagrindinai dirba mezofiliniu režimu. Kalbant apie temperatūros reikšmę, būtina pažymėti, kad reaktoriaus darbo stabilumui įtakos neturi substrato temperatūros svyravimai, neviršijantys 0,6-1,2 0C per parą.

Anaerobinis biodujų reaktorius, schema iš

http://www.akvo.org/wiki/index.php/Anaerobic_Biogas_Reactor

Apibendrinant galima teigti, kad efektyviai veikiantis bioreaktorius turi turėti:

• hermetišką korpusą, nes ir mažas deguonies kiekis, patenkantis į bioreaktorių yra labai kenksmingas metaną gaminančioms bakterijoms;

• efektyvią šildymo sistemą, užtikrinančia pastovią substrato temperatūrą ypač jo pakrovimo/iškrovimo metu;

• gerą korpuso termoizoliaciją, įgalinančia minimizuoti šildymo sąnaudas;

• substrato maišymo sistemą, kuri palaikytų kuo vienodesnę substrato temperatūrą visame bioreaktoriaus tūryje, o taip pat užtikrintų gerą kontaktą tarp mikroorganizmų ir maisto medžiagų. Įkrovos maišymas taip pat neleidžia susidaryti plutai substrato paviršiuje, kuri trukdo susidariusių biodujų pasišalinimui iš apdirbamos žaliavos bei įgalina

79

sumažinti kenksmingų medžiagų (jei tokios su įkrova patenka į bioreaktorių) poveikį mikroorganizmams, išsklaidydamas jas po visą bioreaktoriaus tūrį ir tokiu būdu sumažindamas jų lokalinę koncentraciją;

• substrato pakrovimo ir iškrovimo sistemą, kuri, pagal galimybes, sukeltų kuo mažesnius sutrikdymus mikroorganizmų veikloje, t.y. užtikrintų kuo mažesnius temperatūros ir koncentracijos pokyčius įkrovoje. Pageidautina, kad į šios sistemos sudėtį įeitų žaliavos paruošimo talpa, kurioje pastaroji būtų sumaišoma ir pašildoma iki bioreaktoriaus darbo temperatūros.

3.6 BIODUJŲ JĖGAINĖ

Biodujų jėgainę sudaro šie pagrindiniai komponentai:

• biomasės transportavimo, sandėliavimo, pirminio apdorojimo ir padavimo į biorekatorių įrenginiai;

• bioreaktorius;

• degazuoto substrato sandėliavimo ir tvarkymo įrenginiai; • pagamintų biodujų saugojimo, valymo ir tolesnio naudojimo įrenginiai. Priklausomai nuo biomasės žaliavos rūšies ją gali tekti rūšiuoti, smulkinti,

pakaitinti iki aukštesnės temperatūros, siekiant sunaikinti ligas sukeliančius mikroorganizmus, ar kitaip apdoroti.

Degazuota biomasė gali būti naudojama žemės ūkyje kaip skystosios trąšos arba kaip žaliava sausųjų trąšų gamybai.

Pagamintos biodujos pradžioje kaupiamos gazholderyje, kurio paskirtis išlyginti netolygumus tarp jų gamybos ir panaudojimo. Biodujos gali būti naudojamos trejopai:

• be papildomo valymo deginamos katilų pakurose;

• su minimaliu valymu, pašalinant drėgmę ir sieros vandenilį, deginamos kogeneraciniuose įrenginiuose (dažniausiai stūmokliniuose vidaus degimo varikliuose);

• išvalomos iki gryno metano ir tiekiamos į gamtinių dujų tinklą.

80

Biodujų jėgainės struktūrinė schema

3.7 BIODUJŲ GAMYBOS PRIVALUMAI ŽEMDIRBYSTĖS

IR APLINKOSAUGOS POŽIŪRIAIS

Anaerobinio organinių medžiagų skaidymo proceso metu susidariusių biodujų pagrindiniai komponentai yra metanas (55-70 %), anglies dvideginis (27-44 %), sieros vandenilis (< 3%) ir vandenilis (∼ 1%). Kitų dujų, kaip anglies monoksido, azoto, etano, propano ir butano stebimi tik pėdsakai. Be abejo, vertingiausias biodujų komponentas yra metanas. Vidutiniškai biodujų degimo šiluma yra apie 24 MJ/Nm3. Energetiniu požiūriu biodujos yra patogus naudoti, tik trečdaliu pagal šiluminę vertę gamtinės dujoms nusileidžiantis, kuras.

Tačiau biodujų gamybos procesas yra vertingas ne tik energetiniu, bet taip pat žemdirbystės ir aplinkosaugos požiūriais. Būtų galima paminėti šias teigiamas žemdirbystės požiūriu proceso savybes:

• bioreaktoriuje apdorojant gyvulių ir paukščių mėšlą, dalis organiniuose junginiuose esančio azoto pervedama į amoniakinę

81

formą, kurią lengvai įsisavina augalai. Danų tyrinėtojų duomenimis degazuotame mėšle amoniakinio azoto kiekis padidėja 10-15 %;

• anaerobinio proceso metu dalinai suardomas piktžolių sėklos ir sumažinamas jų daigumas. Todėl augalų tręšimui naudojant degazuotą mėšlą, sumažėja jų piktžolėtumas;

• augalai greičiau įsisavina maisto medžiagas iš degazuoto mėšlo; • naudojant tręšimui degazuotą mėšlą nenudeginami augalų lapai. Dėl

šios priežasties juos galima tręšti ir vegetacijos periodu.

Anaerobinio proceso privalumai aplinkosauginiu požiūriu yra šie: • apdorojant organines atliekas bioreaktoriuje sumažėja jų biologinis

deguonies sunaudojimas (BDS) iki 80%, o cheminis deguonies sunaudojimas (ChDS) iki 50%. Tai reiškia, kad degazuoto substrato žalingas poveikis aplinkai yra ženkliai sumažinamas;

• mažinamas šiltnamio efektas. Sandėliuojant mėšlą anaerobinis procesas vyksta natūraliomis sąlygomis, o išsiskyręs metanas patenka į atmosferą, tuo didindamas šiltnamio efektą. Pažymėtina, kad metanas šiltnamio efektą didina 21 kartą intensyviau už anglies dvideginį. Tuo tarpu, apdorojant mėšlą bioreaktoriuje, susidaręs metanas nepatenka į atmosferą, o yra panaudojamas energetinių poreikių tenkinimui;

• proceso metu žūna daug patogeninių mikrobų. Todėl tręšimui naudojant degazuotą mėšlą, tuo pačiu pagerinama aplinkos sanitarinė būklė;

• sumažėja pavojus užteršti gruntinius vandenis nitratais, kadangi augalai iš degazuoto mėšlo greičiau įsisavina ir didesnį kiekį azotinių maisto medžiagų;

• sumažėja degazuoto mėšlo nemalonus kvapas, nes anaerobinio proceso metu suskyla nestabilūs organiniai junginiai;

• bioreaktoriuje apart mėšlo galima anaerobiškai apdoroti ir kitas organines atliekas, tuo mažinant aplinkos užterštumą.

Anaerobinio organinių atliekų apdorojimo technologijų taikymas nėra alternatyva jų kaupimui sąvartynuose, tačiau įgalina sumažinti sąvartynų plotus, atliekų kenksmingumą, jų neigiamą poveikį aplinkai.

Pasaulyje kasmet susidaro milijonai tonų įvairiausių atliekų. Tačiau biodujų gamybai tinkama tik tam tikra atliekų dalis. Likusioji dalis dėl įvairių priežasčių negali būti panaudota biodujų gamybai ir yra utilizuojama kitais metodais arba kaupiama sąvartynuose. Mūsų šalyje susidarančios organinės atliekos dažnai yra sumaišytos su kalnais įvairiausių kitos rūšies buitinių bei gamybinių atliekų. Todėl, norint sėkmingai pritaikyti anaerobinio organinių

82

atliekų apdorojimo technologijas ir kuo labiau sumažinti jų kenksmingą poveikį aplinkai ir gauti didžiausią ekonominį efektyvumą, šias atliekas būtina rūšiuoti (geriausia iš pat pradžių jų nesumaišyti su kitomis neorganinėmis atliekomis).

Biodujų jėgainė, nuotrauka iš: http://www.lemvigbiogas.com/

Be to, atliekose esantys neorganiniai junginiai, patekę į dirvą, nepalankiai

veikia dirvožemio struktūrą ir dažnai turi neigiamos įtakos derlingumui, o ligų sukėlėjai kelia pavojų žmonių ir gyvūnų sveikatai. Netinkamas atliekų tvarkymas kelia didelį paviršinio ir gruntinio vandens užteršimo pavojų. Todėl apdorojant organines atliekas visų pirma sprendžiamos ekologinės problemos ir kartu papildomai gaunama elektros ir šiluminė energija.

Biodujų ciklas, nuotrauka iš: http://agroindustriindonesia.blogspot.com/

83

Apskritai vertinant anaerobinį atliekų utilizavimą, rekomenduojama atsižvelgti į kompleksinį šio metodo efektyvumą. Tai priklauso nuo organinių atliekų sudėties. Kiekvienu konkrečiu atveju parenkant atitinkamas technologijas pasiekiamas teigiamas efektas, kuris dažniausiai išreiškiamas ir įvertinamas kapitalinėmis ir eksploatacinėmis išlaidomis; pasirinktos technologijos proceso efektyvumu ir patikimumu; eksploatacijos ir techninio aptarnavimo reikalavimais bei produkcijos kokybe ir jos naudojimo efektyvumu.

Biodujų teikiama nauda:

� Decentralizuota, efektyvi energijos gamyba; � Apsirūpinimas šiluma bei elektra; � Pelningas perteklinės šilumos ar elektros energijos pardavimas;

� Po biodujų gamybos likęs substratas – puiki trąša; � Žymiai sumažintas biologinių atliekų kvapo skleidimas;

� Efektyvus sandėliavimas. Lietuvos agrarinės ekonomikos instituto specialistai paskaičiavo, jog

šalyje bioenergetika galėtų sukurti apie 4,5 tūkst. darbo vietų, o jėgainės – pagaminti 1,5 mlrd. kW energijos.

3.8 BIODUJŲ NAUDOJIMAS ES IR LIETUVOJE

Biodujų gamyba ES 2007 m. sudarė apie 5900 ktne (ktne – tūkstantis

tonų naftos ekvivalento). Biodujų iš žemės ūkio atliekų dalis bendroje biodujų gamyboje sudarė 36% (2108 ktne). Likusieji 64% biodujų gamybos gaunama surenkant dujas iš sąvartynų (2905,2 ktne) ir nutekamųjų vandenų valymo įmonių dumblo (887,2 ktne). Šiuo metu greitai auga biodujų dalis, pagaminta iš žemės ūkio atliekų. ES didžiausia biodujų gamintoja Vokietija biodujas patiekia į gamtinių dujų vamzdynus. Kitas galimas panaudojimas yra neperdirbtas dujas sudeginti kogeneracinėse jėgainėse, įrengtose netoli šilumos vartojimo vietų. Detalesnį pirminės biodujų gamybos vaizdą Europos šalyse galite matyti žemiau pateiktame paveikslėlyje.

84

Pirminė biodujų gamyba Europoje

85

ES šalyse pastaruoju metu didžiausias dėmesys skiriamas biodujų gamybai iš žemės ūkio atliekų, o taip pat iš specialių energetinių pasėlių (dažniausiai kukurūzų). Žemiau esančioje lentelėje pateikiami duomenys apie žemės ūkio paskirties žemę, tinkamą biomasės gamybai kiekvienoje ES valstybėse.

Visas

plotas, mln. ha

Ž.ū. paskirties žemė, mln. ha

Ariama žemė Ž. ū. paskirties

žemė, ha/gyventojui Mln. ha

% nuo visos žemės

Airija 7,0 4,4 1.2 17 1,06

Austrija 8,4 3,4 1,4 17 0,42

Belgija 3,1 1,4 0,8 27 0,13

Bulgarija 11,1 5,3 3,3 30 0,68

Čekijos Rep. 7,9 4,3 3,1 39 0,42

Danija 4,3 2,7 2,3 53 0,49

Estija 4,5 0,8 0,5 12 0,63

Graikija 13,2 8,4 2,7 20 0,77

Ispanija 50,5 30,2 13,7 27 0,73

Italija 30,1 15,1 8,0 26 0,26

Jungt. Karal. 24,4 17,0 5,7 23 0,28

Kipras 0,9 0,1 0,1 11 0,18

Latvija 6,5 2,5 1,8 28 1,08

Lenkija 31,3 16,2 12,6 40 0,42

Lietuva 6,5 3,5 2,9 45 1,02

Liuksemburgas 0,3 0,1 0,06 24 0,28

Malta 0,03 0,01 0,01 31 0,03

Olandija 4,2 1,9 0,9 22 0,12

Portugalija 9,2 3,7 1,6 17 0,37

Prancūzija 55,2 29,7 18,5 33 0,49

Rumunija 23,8 14,7 9,4 39 0,66

Slovakija 4,9 2,4 1,4 29 0,45

Slovėnija 2,0 0,5 0,2 9 0,26

Suomija 33,8 2,2 2,2 7 0,43

Švedija 45,0 3,2 2,7 6 0,36

Vengrija 9,3 5,9 4,6 50 0,60

Vokietija 35,7 17,0 11,8 33 0,21

ES-27 433,1 196,6 113,5 26 0,41

Šaltinis: Faostat, 2003

86

Jei vidutiniškai ES 20% ariamos žemės ūkio paskirties žemės bus skirta energetiniams augalams, ir vidutinis derlingumas būtų 20 t/ha, bendra energetinė vertė būtų 192 mln. tne. Metano potencialas iš šio žaliavos kiekio būtų 50,7 mlrd. m3 CH4

arba 45,5 mln tne.

Kitas stambus biodujų gamybos potencialas yra gyvulininkystės atliekos:

Galvijų

skaičius, tūkst. galvų

Kiaulių skaičius,

tūkst. galvų

Galvijų mėšlo, mln. t

Kiaulių mėšlo, mln. t

Viso mėšlo, mln. t

Airija 7000 1758 98 3 102

Austrija 2051 3125 29 6 35

Belgija 2695 6332 38 12 49

Bulgarija 672 931 9 2 11

Čekijos Rep. 1397 2877 20 5 25

Danija 1544 13466 22 25 46

Estija 250 340 4 1 4

Graikija 600 1000 8 2 10

Ispanija 6700 25250 94 46 140

Italija 6314 9272 89 17 106

Jungt. Karal. 10378 4851 146 9 155

Kipras 57 498 1 1 2

Latvija 371 436 5 1 6

Lenkija 5483 18112 77 33 110

Lietuva 792 1073 11 2 13

Liuksemburgas 184 85 3 0 3

Malta 18 73 0 0 0

Olandija 3862 11153 54 20 75

Portugalija 1443 2348 20 4 25

Prancūzija 19383 15020 272 28 300

Rumunija 2812 6589 40 12 52

Slovakija 580 1300 8 2 11

Slovėnija 451 534 6 1 7

Suomija 950 1365 13 3 16

Švedija 1619 1823 23 3 26

Vengrija 723 4059 10 7 18

Vokietija 13035 26858 183 49 232

ES-27 91364 160530 1284 295 1578

Šaltinis: Faostat, 2003

87

Iš viso mėšlo kiekio galima būtų gauti 31568 mln. m3 biodujų arba 21519 mln. m3 metano, kas energetine verte sudarytų 18,5 mln. tne.

Kukurūzai – žaliava biodujų gamybai

Europos Sąjungos šalys savo ateitį mato naudodamos biodujas kogeneracinėse jėgainėse, gaminant šilumą ir elektrą, tiekdamos biodujas į gamtinių dujų tinklus, naudodami biodujas kaip kurą transportui. Taip pat jas galima naudoti kaip kombinuoto kuro dalį elektrinėse, mikro kogeneracinėse jėgainėse, kuro elementuose bei pramonėje.

Kiek žymiau biodujas Lietuvoje pradėta vartoti 2002 metais, nuo tada vartojimas išaugo gana nežymiai ir tik 2009 prasidėjo didesnis augimas, kai biodujas pradėjo gaminti didžiuosiuose sąvartynuose:

Biodujų vartojimo dinamika

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

ktn

e

Biodujų vartojimo Lietuvoje dinamika

88

Numatomose biodujų jėgainėse galima išgauti apie 140 mln. m3 biodujų per metus. Jos 2020 metais pagamintų 700 MWh energijos, iš jos 300 MWh elektros energijos ir 400 MWh šiluminės energijos.

Biodujų jėgainėse perdirbus apie 30% gyvulių ir paukščių mėšlo, galima pagaminti apie 50 mln. kubinių metrų biodujų, kurių energetinė vertė – apie 300 GWh/3488 tne. Biodujų gamybai paskyrus 10 tūkstančių ha pievų, per vieną sezoną galima išgauti apie 30 mln. m3 biodujų, turinčių 190 GWh (2210 tne) energetinį potencialą. Biodujų jėgainėse perdirbus 60 tūkst. tonų gyvūninės kilmės atliekų, galima išgauti apie 12 mln. m3 biodujų, kurių energetinė vertė siekia 70 GWh (814 tne). Iš komunalinių atliekų atskyrus biologiškai skaidžią dalį ir jas perdirbus biodujų reaktoriuose, kasmet galima išgauti apie 15-20 mln. m3 biodujų, kurių energetinė vertė siektų 100 GWh (1163 tne). Nenaudojamuose ir naujuose regioniniuose sąvartynuose galima išgauti apie 30 mln. m3 biodujų, kurių energetinė vertė siektų 150 GWh (1744 tne).

3.9 BIODUJŲ GAMYBA IŠ ĮVAIRIŲ ŽALIAVŲ LIETUVOJE

Biodujų gamyba ir naudojimas energijos tikslais Lietuvoje pradėti praėjusio šimtmečio paskutinėje dekadoje. Šiandien Lietuvoje veikia septynios jėgainės, anaerobiniu būdu perdirbančios biodegraduojančias organinės kilmės atliekas ir gaminančios šiluminę ir elektros energiją bei dvi jėgainės naudojančios sąvartynų dujas. Bendra instaliuota biodujų jėgainių galia siekia apie 25,8 MW, tame skaičiuje elektros generavimo įrenginių galia sudaro apie 8,8 MW, o šilumos – 17 MW.

Nuotrauka iš: http://current.com/

89

3.9.1 BIODUJOS IŠ ŽEMĖS ŪKIO ATLIEKŲ

Pagrindiniu biodujų gamybos žaliavų šaltiniu Lietuvos žemės ūkyje yra gyvulių mėšlas. Didžiausią biodujų gamybos potencialą turintys kiaulių kompleksai pastaruoju metu modernizuojami ir plečiami. Geriausias perspektyvas statyti biodujų jėgaines turi stambūs ūkiai, naudojantys bekraikes gyvulių ir paukščių laikymo technologijas bei turintys didelius šiluminės energijos poreikius. Biodujų jėgainėse perdirbus apie 30% gyvulių ir paukščių mėšlo, galima pagaminti apie 50 mln. kubinių metrų biodujų, kurių energetinė vertė – apie 300 GWh. Tokiose jėgainėse perdirbtas atliekas galima naudoti žemės ūkio kultūrų bei energetinių augalų auginimui, kurių biomasė gali būti naudojama biokuro, biodegalų ar biodujų gamybai.

Biodujų gamybai gali būti naudojama ir žolinių, energetinių augalų (liucernos, nendrinio dryžučio, ožiarūčio ir pan.) biomasė. Viename pievų hektare galima išauginti iki 40 tonų žaliosios masės arba 8-10 tonų sausosios masės. Anaerobinei biokonversijai paskyrus 10 tūkstančių ha pievų, per vieną sezoną galima išgauti apie 30 mln. m3 biodujų, kurių energetinė vertė 190 mln. kWh.

Nuotrauka iš: http://knowledge.allianz.com/

Daugiausia bruto energijos gaunama iš kukurūzų pasėlių – 190-240 GJ/ha. Iš šių augalų masės, esant pienininės-vaškinės brandos grūdams, gaminamas silosas ir po to naudojamas kaip žaliava biodujų gamybai. Iš kiekvieno hektaro susilosuotos masės gaunama 4500-6000 m3 metano dujų.

90

Mažai pagal bendrą energijos kiekį nuo kukurūzų atsilieka kanapės. Šiek tiek mažesnė biodujų išeiga iš drambliažolių bei javų pasėlių.

Kukurūzai, Sauliaus Žiūros/BFL nuotr.

Iš skirtingų žaliavų gaunamas skirtingas biodujų kiekis. Daugiausia jų

išsiskiria iš riebalinių ir aliejaus atliekų – 400-600, iš kukurūzų – 200, žolės – 110, runkelių –75, kiaulių mėšlo – 35 m3 /t biodujų.

Biodujų gamybai galima naudoti ir kitus mažiau paplitusius, bet daug biomasės užauginančius augalus.

Biodujų jėgainė, naudojanti žaliava žolinių augalų biomasę, pelningai gali dirbti tik tuo atveju, jei augalų derlingumas yra didelis, biodujų išeiga iš tonos žaliavos yra aukšta, o santykinė jėgainės įrengimo kaina žema. Vertinimai atlikti Vokietijos sąlygomis rodo, kad biodujų jėgainė, naudojanti kukurūzus ir gaminantį elektrą ir šilumą, dirbs pelningai tik tuo atveju, jei žaliavos kaina bus mažesnė nei 30 €/t, o jėgainės santykinė investicija bus mažesnė nei 4000 €/kWel. Reikia pažymėti, kad biodujų jėgainė gali gauti papildomas pajamas, jei priims utilizavimui pramonines lengvai skaidomas organines atliekas (pvz. skerdyklų atliekas).

3.9.2 BIODUJOS IŠ PRAMONĖS ATLIEKŲ

Tikslinga plėtoti biodujų gamybą iš organinės kilmės organinių atliekų, susidarančių maisto pramonės įmonėse – skerdyklose, mėsinėse, pieninėse, spirito gamyklose, odų perdirbimo įmonėse ir pan. Įrengiant biodujų jėgaines pramonės įmonėse yra geresnės sąlygos efektyviai panaudoti kogeneraciniuose įrenginiuose pagamintą šilumos energiją (technologinėms reikmėms, patalpų šildymui ir pan.). Lietuvos gyvulių ir paukščių skerdyklose ir mėsos perdirbimo įmonėse kasmet perdirbama apie 300 tūkstančių tonų skerdienos. Esant tokioms gamybos apimtims, susidaro apie 60 tūkst. tonų

91

gyvūninės kilmės atliekų. kurias galima perdirbti biodujų jėgainėse. Iš jų galima išgauti apie 12 mln. m3 biodujų, kurių energetinė vertė siekia 70 GWh.

Nuotrauka iš: http://www.franceonyourown.com/

Dideli organinių atliekų kiekiai susikaupia cukraus fabrikuose,

skerdyklose, mėsos perdirbimo įmonėse, spirito, krakmolo ir mielių gamyklose.

Nemažą energetinį potencialą turi spirito žlaugtai ir pieno išrūgos, rapsų ir cukrinių runkelių išspaudos, alaus gamybos atliekos, virti arba žemos kokybės vaisiai ir daržovės, panaudotas aliejus, konservų, vyno, salyklo, uogienių, šokolado atliekos, pieno, sūrių, ledų, žuvies gamybos atliekos ir pan.

3.9.3 BIODUJOS IŠ KOMUNALINIŲ ATLIEKŲ SĄVARTYNŲ

Lietuvoje kasmet susidaro apie 1 mln. tonų komunalinių atliekų. Tvarkant surinktas atliekas pasaulinėje praktikoje naudojami trys pagrindiniai būdai: – atliekų perdirbimas arba kompostavimas, atliekų deginimas ir atliekų šalinimas į sąvartynus. Labiausiai paplitęs ir pigiausias yra paskutinis būdas.

Sąvartyną galima traktuoti kaip milžinišką, natūralų biodujų generatorių, kuriame, veikiant mikroorganizmams, skaidomos organinės atliekos ir rezultate susidaro biodujos, kurios dažniausiai vadinamos sąvartynų dujomis. Sąvartynų dujos, kurių sudėtyje yra apie 50% metano, natūraliomis sąlygomis migruoja per atliekų sluoksnį ir, patekdamos į atmosferą, didina šiltnamio efektą, gali būti gaisrų ir sprogimų priežastimi, kelia pavojų žmonių sveikatai, kenkia augalams.

92

Dujų susidarymo procesas sąvartyne yra labai sudėtingas ir priklauso nuo daugelio faktorių. Pagrindiniai iš jų būtų šie:

• atliekų sudėtis; • atliekų pirminis apdorojimas (ar atliekos yra smulkinamos ir

rūšiuojamos prieš talpinant į sąvartyną); • antrinių atliekų perdirbimo laipsnis, t.y koks atliekų kiekis, tinkamas

antriniam perdirbimui yra atskiriamas nuo atliekų srauto;

• atliekų amžius; • atliekų sluoksnio storis ir tankis sąvartyne;

• sąvartyno dydis ir atliekų kiekis jame; • tarpiniai izoliaciniai sluoksniai (jei tokie yra), jų kiekis, storis ir sudėtis; • atliekų sluoksnio hermetizavimas;

• klimatinės ir aplinkos sąlygos (kritulių kiekis, temperatūra ir pan.); • biologiniai faktoriai (ar sąvartyne talpinamas vandenvalos įmonių

nuotekų dumblas, koks anglies, azoto ir fosforo santykis atliekose ir pan.);

• vietovės hidrogeologinės savybės (reljefas, grunto sudėtis, pralaidumas vandeniui ir pan.).

Siekiant sumažinti neigiamą sąvartynų dujų poveikį aplinkai vis dažniau sąvartynuose įrengiamos dujų surinkimo sistemos, o pačios dujos naudojamos energijos gamybai ar kitiems tikslams. Sąvartyno dujų gavybos ir naudojimo įrenginių kompleksas parodytas paveikslėlyje.

Sąvartynų dujų surinkimo ir utilizavimo įmonės schema

93

Šis įrenginių kompleksas susideda iš:

• dujų surinkimo gręžinių; • dujų transportavimo vamzdynų su uždarymo armatūra;

• dujų siurblinės su drėgmės atskirtuvu, filtru bei matavimo-reguliavimo įranga;

• dujų naudojimo įrenginio/ių.

Kompresorinė šalia Lapių sąvartyno

Sąvartynų dujų naudojimas gali būti labai įvairus. Jis priklauso nuo dujų išvalymo laipsnio. Galima išskirti tris dujų išvalymo lygius:

• minimalų, kai iš sąvartynų dujų pašalinama drėgmė (kondensatas);

• vidutinį, kai pašalinama drėgmė, kietosios dalelės ir, esant reikalui, kai kurie cheminiai junginiai (pvz. sieros vandenilis);

• aukštą, kai dujos išvalomos iki gamtinių dujų kokybės lygio, t.y. išskiriamas iš jų grynas metanas.

Minimaliai išvalytos sąvartynų dujos gali būti tiesiogiai deginamos katiluose, plytų degimo krosnyse, džiovyklų pakurose, šiltnamių šildymo įrenginiuose. Atkreiptinas dėmesys į tai, kad, naudojant minimaliai išvalytas sąvartynų dujas, įrengimai turi būti pritaikyti žemos šiluminės vertės dujoms deginti ir būti atsparūs korozijai dėl galimo įvairių cheminių medžiagų, esančių dujų sudėtyje, poveikio.

Vidutinio išvalymo sąvartynų dujos gali būti naudojamos:

94

• šilumos gamybai, deginant jas katiluose, krosnyse, džiovyklose;

• elektros arba elektros ir šilumos gamybai, deginant jas dujiniuose vidaus degimo varikliuose, turbinose ar kogeneraciniuose įrenginiuose;

• kaip autotransporto kuras. Aukšto išvalymo laipsnio dujos arba grynas metanas gali būti tiekiamos į

gamtinių dujų tinklą, naudojamos kaip kuras autotransportui bei kuro elementams, o taip pat kaip žaliava chemijos pramonei. Lietuvoje sąvartynų dujos yra surenkamos Vilniaus, Marijampolės, Kauno ir Utenos miestų sąvartynuose. Bendra kogeneracinių įrenginių galia šiuose sąvartynuose sudaro apie 9 MW.

3.9.4 BIODUJOS IŠ NUTEKAMŲJŲ VANDENŲ DUMBLO

Lietuvos gyvenviečių nuotekų valymo ir išleidimo sistemą sudaro apie 1000 valymo įrenginių, kuriuose valomos išleidžiamos į paviršinius vandenis nuotekos. Lietuvos miestuose, miesteliuose ir kaimuose per metus buvo išleidžiama per 170 mln. kubinių metrų buitinių nuotekų. Iš dalies išvalyta biologinio ir mechaninio valymo įrenginiuose apie 47%, iš dalies išvalyta tik mechaniniu būdu 15 %, visiškai išvalyta papildomai šalinant azotą ir fosforą, - 38%.šių nuotekų, apie 1 % išleidžiama nevalytų.

Biodujų talpos Kauno vandenvalos įmonėje

Nuotekų valymo procese susidaro dideli dumblo kiekiai, kuriuose yra ir organinių medžiagų. Apdorojant dumblą metantankuose išsiskiria biodujos. Biodujų gamyba iš nuotekų dumblo vykdoma UAB „Kauno vandenys“ ir UAB

95

„Utenos vandenys“. Pagamintos biodujos deginamos kogeneraciniuose įrenginiuose, kurių bendra elektros generavimo galia sudaro apie 0,9 MW.

3.10 BIODUJŲ NAUDOJIMAS ENERGIJOS GAMYBAI

Biodujos jau buvo žinomos nuo seno, tačiau sistemingi mikrobiologiniai

tyrimai prasidėjo tiktai 20 a. pirmojoje pusėje, o didėjantis susidomėjimas anaerobiniu skaidymu – po 1950 m. Platūs tyrimai, eksperimentiniai ir demonstraciniai įdiegimai bei patirties skleidimas prasidėjo po 1970 m., o itin platus taikymas – po 1995 m.

Biodujos, kaip ir gamtinės dujos, gali būti naudojamos įvairiausiais tikslais, pradedant nuo šilumos gamybos, deginant jas paprasčiausios konstrukcijos įrenginiuose, ir baigiant chemikalų gamybą, kuriai žaliava yra metanas. Biodujų, sąvartyno dujų ir gamtinių dujų palyginimas pateiktas lentelėje.

Įvairių dujų sudėtis ir savybės

Parametras Mato vnt. Biodujos Sąvartynų dujos

Gamtinės dujos

Šiaurės jūros Dašavos

Apatinis šilumingumas MJ/Nm3 23 16 40 35,9

Tankis kg/Nm3 1,2 1,3 0,84 0,71

Metanas (CH4) tūrio % 63 45 87 98,8

CH4 kitimas tūrio % 53-70 35-65 - -

Aukštesnieji angliavandenoliai

tūrio % 0 0 12 0,5

Vandenilis (H2) tūrio % 0 0-3 0 0

Anglies dvideginis (CO2) tūrio % 47 40 1,2 0,2

CO2 kitimas tūrio % 30-47 15-50 - -

Azotas (N) tūrio % 0,2 15 0,3 0,4

N kitimas tūrio % - 5-40 - -

Deguonis (O2) tūrio % 1 0 0 0

O2 kitimas tūrio % 0-5 - - -

Sieros vandenilis (H2S) ppm <1000 <100 1,5 -

H2S kitimas ppm 0-10000 0-100 1-2 -

Amoniakas (NH3) ppm <100 5 0 0

Chloras (Cl) mg/Nm3 0-5 20-200 0 0

96

Pagrindinės biodujų naudojimo sritys yra šios:

• šilumos ir garo gamyba; • elektros arba elektros ir šilumos gamyba (kogeneracija);

• autotransporto kuras; • tiekimas į gamtinių dujų tinklą bei cheminių medžiagų gamyba.

3.10.1 ŠILUMOS GAMYBA

Biodujos šilumos gamybai dažniausiai naudojamos nedidelėse biodujų jėgainėse. Tai pats paprasčiausias ir mažiausiai investicijų reikalaujantis biodujų panaudojimo būdas. Įprastiniai dujų degikliai gali būti naudojami biodujų deginimui, atlikus dujų ir oro santykio reguliavimo pakeitimus. Dažnai, biodujas naudojant tik šilumos ar garo gamybai, atliekamas pirminis jų valymas, pašalinant drėgmę ir sieros vandenilį (H2S), ypač jei pastarojo biodujose yra didesni kiekiai. Tokiu būdu apsaugojami katilo paviršiai nuo korozijos.

3.10.2 ELEKTROS GAMYBA IR KOGENERACIJA

Elektros gamyba deginant biodujas stūmokliniuose vidaus degimo varikliuose, kurie, savo ruožtu, suka elektros generatorius, yra vienas iš labiausiai paplitusių jų panaudojimo būdų. Pramonė gamina stūmoklinius vidaus degimo variklis, kurių galia kinta nuo kelių kW iki keliolikos MW.

Stūmoklinius variklius, pritaikytus biodujų kurui, galima suskirstyti į dvi kategorijas:

• kibirkštinio (žvakinio) uždegimo, • dyzelinius arba dvigubo kuro. Pirmu atveju dujų ir oro mišinys variklio cilindre uždegamas uždegimo

žvakių pagalba. Kibirkštinio uždegimo varikliai būna dviejų rūšių, priklausomai nuo oro ir dujų santykio kuro mišinyje. Įprastiniuose varikliuose šis santykis artimas stechiometriniam. Kitu atveju oro ir dujų santykis kuro mišinyje viršija stechiometrinį 1,75 karto. Tokie varikliai vadinami lieso mišinio (angl. lean burning) varikliais. Šio tipo varikliai dažniausiai būna didelės galios ir pasižymi aukštu efektyvumu.

97

Biodujų varikliai Noreikiškių jėgainėje, autorių nuotrauka

Dyzeliniai varikliai dirba dyzelio principu, t.y. kuras užsidega dėl padidėjusios kuro mišinio temperatūros rezultate slėgio padidėjimo suspaudimo takto pabaigoje. Tačiau, kad palengvinti biodujų-oro mišinio uždegimą, kartu su juo į cilindrą įpurškiamas ir nedidelis įprastinio dyzelinio kuro kiekis. Todėl šie varikliai dar vadinami dvigubo kuro varikliais (angl. dual fuel). Paprastai dyzelinio kuro kiekis sudaro apie 5 % kuro mišinio skaičiuojant pagal jo šiluminę vertę prie nominalaus apkrovimo. Dyzelinio kuro kiekis būna tas pats nepriklausomai nuo variklio apkrovos.

Dvigubo kuro varikliai prieš kibirkštinio uždegimo variklius turi tą privalumą, kad sutrikus dujų tiekimui gali būti perjungti darbui tik dyzeliniu kuru ir tokiu būdu užtikrinti nepertraukiamą elektros generatoriaus darbą. Dyzeliniai varikliai gali dirbti ir lieso mišinio režimu, t.y. kai oro ir dujų santykis žymiai viršija stechiometrinį.

Biodujos gali būti deginamos ir dujų turbinose. Turbinų galia paprastai viršija 1 MW, nors pastaraisiais metais dujų turbinų gamybos technologija buvo ištobulinta ir dabartiniu metu į rinką tiekiamos biodujų mikroturbinos, kurių galia siekia nuo 25 iki 100 kW.

98

Dujų turbinos schema iš: http://www.techberth.com/2011/07/general-electric-

lm2500-gas-turbine/

Siekiant efektyviau naudoti biodujų energiją dažnai jėgainėje gaminama elektra ir šilumą. Deginat kurą stūmokliniuose vidaus degimo varikliuose atliekinė šiluma, susidaranti variklio aušinimo sistemose bei esanti degimo produktuose, specialių šilumokaičių pagalba naudojama karšto vandens ruošimui ir patalpų šildymui. Jei biodujos deginamos turbinose, tai degimo produktų šiluma utilizuojama katilo-utilizatoriaus pagalba.

3.10 3 AUTOTRANSPORTO KURAS

Biodujas dalinai išvalius (pašalinus drėgmę, kietąsias daleles ir sieros vandenilį) arba išskyrus iš jų gryną metaną, jos suslėgtame iki 200-250 barų pavidale gali būti naudojamos kaip autotransporto kuras. Dujas naudojančių automobilių skaičius pasaulyje siekė 5 milijonus. Daugelyje Europos miestų vis dažniau naudojami autobusai varomi biodujomis. Pažymėtina, kad automobiliuose, naudojančiuose biodujas, anglies dvideginio kiekis sumažinamas daugiau kaip 95%. Taip pat sumažinamos azoto oksidų ir nemetaninių angliavandenilių emisijos. Šiuo metu daugiau kaip 50 automobilius gaminančių kompanijų tiekia 250 modelių automobilius į rinką, pritaikytus dujiniam kurui.

99

Biodujomis varomas autobusas Volvo, Nuotrauka iš:

http://212.181.8.238/webbplatser/vbeb/archive/2008/03/20/political-ambivalence-about-bio-fuels.aspx

3.10.4 TIEKIMAS Į GAMTINIŲ DUJŲ TINKLĄ BEI CHEMINIŲ MEDŽIAGŲ GAMYBA

Biodujų kaip ir gamtinių dujų pagrindinis komponentas yra metanas. Išskyrus metaną iš biodujų jis gali būti tiekiamas į gamtinių dujų tinklą, o taip pat naudojamas kaip žaliava chemijos pramonėje. Šio biodujų panaudojimo metodo privalumas yra tai, kad visas pagamintas metanas yra naudingai sunaudojamas ir gamtinių dujų tinklas sudaro galimybę patiekti galutinį produktą vartotojui, kuris yra dideliu atstumu nutolęs nuo biodujų gamintojo. Kadangi biodujų valymas iki gryno metano yra brangus procesas, reikalaujantis didelių investicijų, ekonominiu požiūriu jis yra pateisinamas tik tuo atveju, jei pagaminamų biodujų kiekiai yra pakankamai dideli, pvz. daugiamilijoninių miestų vandenvalos įmonėse pagamintos biodujos ar sąvartynų dujos, išgaunamos iš milžiniškų didmiesčių sąvartynų.

100

Biodujų jėgainės schema: 1 – siloso duobė ar bokštas; 2 – biomasės padavimo sistema; 3 – anaerobinis reaktorius; 4 – antrinis anaerobinis reaktorius; 5 – substrato rezervuaras; 6 – katilinė ir elektros generatorius; 7 – pastatų šildymo ir elektros aprūpinimo sistema; 8 – transformatorinė, jei elektros energiją planuojamą parduoti.

Žemiau pateikiame biodujų jėgainių įrenginių vaizdus:

Mobilios siloso talpyklos biomasės saugojimui

Žaliavos padavimo sistema automatiškai tiekia

biomasę į talpyklas

Dujų gamybos talpykla - biologinis reaktorius,

kurio stogas kartu yra ir dujų talpykla - gazholderis

Bioreaktoriaus viduje substratai yra

mikrobiologiškai skaidomi į metaną ir anglies dvideginį.

101

Didesnės biodujų gamyklos turi daugiau nei

vieną gazholderį, jie gali būti įrengiami papildomai

Talpyklos skirtos tolesniam aukštos kokybės

trąšų - degazuotų substratų - saugojimui

Gyvenamųjų patalpų bei ūkinių pastų

apšildymas

Įrengimų pastatas. Čia yra valdymo centras, kogeneracijos įrenginys, o taip pat ir šilumos

paskirstymo sistema

Kombinuotas el. energijos bei šilumos

gamybos įrenginys

Siurblių ir vožtuvų sistema. Išmatuoti skystų

substratų kiekiai yra automatiškai pumpuojami į biodujų reaktorių

102

Valdymo centras. Centrinis valdymo pultas

stebi ir reguliuoja visos sistemos ir atskirų jos komponentų darbą

Šilumos paskirstymas. Šilumos energija tampa dar vertingesnė dėl efektyvaus tiekimo tinklo

El.energijos pardavimas. Prieš parduodant el.energiją,

įtampa keičiama iš 400 V į 10 kV

3.11 BIODUJŲ NAUDOJIMO PAVYZDŽIAI LIETUVOJE

3.11 1 BIODUJOS IŠ ŽEMĖS ŪKIO ATLIEKŲ

Žemės ūkio bendrovė „Vyčia“

Šis biodujų jėgainės projektas buvo įgyvendintas Kauno rajono žemės ūkio bendrovėje „Vyčia“. Danijos atsinaujinančių energijos šaltinių centras – „Folkecenter for Renewable Energy“ kartu su Lietuvos energetikos instituto, Žemės ūkio universiteto ir Kauno technologijos universiteto mokslininkais parengė ir įdiegė biodujų gamybos iš kiaulių mėšlo ir maisto pramonės atliekų technologiją.

Šios jėgainės įrengimą koordinavo Ūkio ministerijos Valstybinė įmonė „Energetikos Agentūra”, Žemės ūkio ministerija ir Aplinkos ministerija. Iš Nacionalinės energijos vartojimo efektyvumo didinimo programai skirtų lėšų buvo finansuoti biodujų jėgainės priešprojektiniai tyrimai ir pirmųjų metų darbo monitoringas. Didesnę reikalingų investicijų dalį (apie 88 %) padengė Danijos vyriausybė, o kitą dalį žemės ūkio bendrovė.

103

1998 metais paleistoje biodujų jėgainėje buvo įrengti 3 horizontalūs 300 m3 talpos biodujų reaktoriai, galintys per parą perdirbti iki 60 tonų skystų organinių atliekų. Per metus biodujų jėgainė pagamindavo iki 400 tūkst. m3 biodujų, kurios buvo deginamos dviejuose 185 kW galios kogeneratoriuose ir dviejuose 300 kW galios vandens šildymo katiluose. Dalis pagamintos elektros energijos buvo sunaudojama bendrovės reikmėms, o kita dalis parduodama.

Visa šiluminė energija sunaudojama kiaulių komplekso pastatams šildyti ir technologinėms reikmėms. Jėgainė buvo laikoma demonstracine, todėl ji turėjo labiau specifinius architektūros sprendimus, nebūdingus gamybiniams pastatams. Buvo sudarytos geros sąlygos susipažinti visiems besidomintiems šia technologija (moksleiviams, studentams, ūkininkams). 2004 metais jėgainėje įvykusio gaisro metu nukentėjo kogeneraciniai įrenginiai ir proceso valdymo sistema. Po metų jėgainė buvo atstatyta ir paleista, tačiau biodujos buvo naudojamos tik šiluminės energijos gamybai. Tokia jėgainės veikla pasidarė nerentabili ir 2006 metais ji buvo sustabdyta.

UAB „Lekėčiai“

2003 metais UAB „Lekėčiai” paleido biodujų jėgainę kiaulininkystės komplekse. 2000 m3 talpos biodujų reaktoriuje kasdien perdirbama 100 m3 organinių atliekų (apie 90 m3 kiaulių mėšlo ir apie 10 tonų šalutinių gyvūninių produktų iš gyvulių ir paukščių skerdyklų, žuvies perdirbimo įmonių, naminių gyvūnų pašarų, margarino gamyklų).

Jėgainėje per dieną pagaminama apie 2500-3000 m3 biodujų, kurios deginamos keturiuose kogeneratoriuose. Kogeneracinės biodujų jėgainės elektrinė galia yra apie 600 kW, o šiluminė – apie 800 kW.

104

Jėgainėje įrengtas vienas vertikalus cilindrinis 2000 m3 reaktorius, kuriame išgautos biodujos deginamos keturiuose 150 kW galios kogeneraciniuose agregatuose. Gauta šiluma naudojama tvartų ir ūkio gamybinių pastatų šildymui, o elektros energija naudojama savosioms reikmėms ir perteklius tiekiamas į skirstomuosius tinklus. Jėgainė kasdien išgauna apie 2000-3000 m3 biodujų. Biodujų reaktorius maitinamas reguliariai, taip dujų gamyba palaikoma pastovi. Anaerobinis procesas vyksta mezofilinėje aplinkoje, esant 38-40 0C temperatūrai. Reaktorius šildomas karštu vandeniu, kuris paruošiamas vandens šildymo katiluose ir kogeneraciniuose įrenginiuose.

3.11.2 BIODUJOS IŠ PRAMONĖS ATLIEKŲ

AB „Sema“

1992 metais Panevėžio AB „Sema“ buvo paleistas pirmasis biodujų reaktorius, perdirbantis spirito, mielių ir alkoholinių gėrimų gamybos organines atliekas. Tai buvo originalios konstrukcijos, įmonės direktoriaus G. Sargūno sukurti įrenginiai, veikiantys biofiltro principu. Įrenginių kompleksą sudaro ir du nuosekliai sujungti anaerobiniai biofiltrai. Valomos nuotekos į biofiltrą tiekiamos per dugne įrengtą paskirstymo sistemą. Kildamos į viršų praeina per įkrovos sluoksnį ir nuvedamos iš viršutinėje biofiltro dalyje įrengta nuotekų surinkimo sistema.

105

Vidinis biofiltro tūris padalintas į dvi zonas su skirtinga anaerobinių mikroorganizmų koncentracija ir tankiu. Valomos nuotekos šias zonas prateka skirtingu greičiu. Didesnę biomasės koncentraciją apatinėje įrenginio dalyje užtikrina biofiltro centre įrengtas anaerobinio dumblo nusodintuvas. Visas įrenginio tūris užpildytas įkrova. Įkrovai panaudotos plastmasinių drenažo vamzdžių atraižos. Per parą šiuose įrenginiuose apdorojama apie 1,8 t organinių teršalų ir pasiekiamas 65-70 % išvalymo efektyvumas.

1992 – 1994 metais veikė 260 m3 tūrio bioreaktorius, vėliau tūris padidėjo, pastačius dar keturis papildomus įrenginius, ir 1997 metais pasiekė 3000 m3 darbinį tūrį. Per metus jėgainėje buvo pagaminama apie 1,7 mln. m3 biodujų, kurios buvo maišomos su gamtinėmis dujomis ir deginamos 7,8 MW galios katile, o pagaminta energija sunaudojama įmonės reikmėms. Organinių atliekų anaerobinis perdirbimas taip pat buvo labai efektyvus – iš nuotekų buvo išvaloma iki 70 % organinių medžiagų. Vėliau įmonė parengė biodujų jėgainės plėtros projektą, pagal kurį buvo numatyta padidinti biodujų reaktorių talpą iki 6000 m3 tūrio, o biodujų gamybą – iki 6 mln. m3. 20 mln. vertės projektas buvo pradėtas (nupirkta ir pastatyta dalis įrenginių), tačiau nebuvo užbaigtas dėl įmonės veiklos nutraukimo.

AB ''SEMA'' pavyzdys rodo, kad pirminį anaerobinį nuotekų apdorojimą sėkmingai galima taikyti daugelyje maisto bei perdirbamosios pramonės įmonių. Taip sukuriamos sąlygos ne tik sumažinti nuotekų utilizavimo kaštus, bet ir apsirūpinti pigiu energijos šaltiniu - biodujomis.

AB „Rokiškio sūris“

2003 metais taip pat buvo paleista biodujų jėgainė AB „Rokiškio sūris”. 800 m3 talpos reaktoriuje perdirbamos sūrių gamybos metu susidariusios

106

nuotekos. Tokias organines atliekas yra sudėtinga perdirbti dėl didelio rūgštingumo ir neorganinės kilmės priemaišų.

Per metus biodujų jėgainėje pagaminama apie 600-700 tūkst. m3 biodujų, kurios deginamos 330 kW elektrinės ir 480 kW šiluminės galios kogeneratoriuje. Per metus pagaminama apie 700 tūkst. m3 biodujų. Pagaminta elektros ir šiluminė energija sunaudojama įmonės technologinių įrenginių veiklai.

AB „Vilniaus degtinė“

Planuojama statyti dar vieną biodujų jėgainę, naudojančią pramonės atliekas. Alkoholinių gėrimų gamintoja AB „Vilniaus degtinė“, gavusi Europos Sąjungos (ES) struktūrinių fondų paramą, numato pastatyti kogeneracinę elektrinę, kurios instaliuota elektros galia siektų 1,5 MW, o šilumos galia – 1,6 MW. Bendra šio projekto, kuris bus įgyvendintas Obelių spirito varykloje, vertė siekia 19 984 000 Lt. Iš šios sumos ES struktūrinių fondų finansavimo suma sudaro 9 992 000 Lt.

Žlaugtai, spirito varyklos atliekos

107

Anot bendrovės, dar šiemet Obelių spirito varykloje numatoma pradėti kogeneracinės jėgainės, biodujų gamybai naudojančios grūdų perdirbimo į alkoholį atliekas (žlaugtus), statybos planavimo darbus. Biodujų gamyba iš žlaugtų leis įmonei apsirūpinti šilumine ir elektros energija, o perteklinę elektros energiją parduoti skirstomiesiems tinklams. Šiuo projektu siekiama ne tik sumažinti energetinių resursų išlaidas bei modernizuoti spirito gamybos atliekų panaudojimą, bet ir mažinti aplinkos taršą.

Per dvejus metus Obelių spirito varyklos teritorijoje turėtų iškilti 12750 MWh projektinės metinės elektros energijos gamybos ir 14100 MWh šilumos gamybos jėgainė. Visą šilumą ir apie 20 proc. elektros energijos numatoma sunaudoti savo reikmėms, o likusią dalį planuojama parduoti RST

Pasvalio bendrovės ENG termofikacinė elektrinė

2010 m. pastatyta nauja didelio efektyvumo termofikacinė elektrinė, kurioje įrengtas vienas vidaus degimo variklis su elektros generatoriumi (kogeneracinis įrenginys). Naujosios termofikacinės elektrinės elektrinė galia - 1000 kW, šiluminė galia – 1100 kW. Bendras kogeneracijos įrenginio energijos gamybos efektyvumas siekia apie 90 proc.. Bendrovės ENG termofikacinėje elektrinėje planuojama gaminti elektros energiją ir iš atsinaujinančių energijos šaltinių – biodujų.

Skaičiuojama, kad per metus ši kogeneracinė elektrinė pagamins apie 8,6 tūkst. MWh elektros ir apie 9,4 tūkst. MWh šilumos energijos, kuri sudarys apie 25 proc. metinio Pasvalio centralizuoto šilumos energijos tiekimo tinklo poreikio.

ENG termofikacinėje elektrinėje pagaminta šilumos energija į Pasvalio miesto aprūpinimo šiluma sistemą bus tiekiama 10 proc. pigiau nei iš senų Pasvalio katilinės įrenginių, teigia bendrovė. Termofikacinėje elektrinėje kogeneracinio proceso metu pagaminta elektros energija bus parduodama į elektros energijos skirstomąjį tinklą.

3.11.3 BIODUJOS IŠ KOMUNALINIŲ ATLIEKŲ SĄVARTYNŲ

Lapių sąvartynas

2008 m. spalio 15 d. Domeikavoje (Kauno r.) pradėjo veikti rekonstruota katilinė, kurioje įrengta kogeneracinė jėgainė, skirta gaminti elektrą ir šilumą. Nuo šiol šioje rekonstruotoje katilinėje įprastinį kurą (mazutą) pakeitė biodujos gaunamos iš netoliese esančio Lapių sąvartyno. Tokio tipo kogeneracinė jėgainė yra pirmoji Lietuvoje, kurios bendra elektrinė galia – 1200 kW ir šiluminė – 1504 kW. 10 milijonų litų vertės projektą įgyvendino bendrovė ,,Naujoji šiluma“ ir jos antrinė įmonė ,,Ekoresursai“.

108

Vidaus degimo varikliai vienoje iš

dviejų jėgainių

Rekonstruota Domeikavos katilinė

Biodujų panaudojimas šilumos ir elektros energijos gamybai

kogeneracinėje jėgainėje leis gerokai sumažinti išmetamų dujų (metano), CO2 emisiją į aplinką iš sąvartyno. Remiantis atliktais skaičiavimais, deginant biodujas į aplinką išsiskirs apie 85% mažiau išmetimų.

AB „Kauno energija" iš UAB „Ekoresursai" nupirks 6500 MWh šilumos, kuri bus tiekiama Domeikavos vartotojams. Kita dalis šilumos - 5382 MWh naudingai bus panaudota tik prisijungus naujiems vartotojams (planuojama - Valstybinė mašinų bandymų stotis). Elektros energija bus tiekiama į elektros skirstomuosius tinklus. Šio įgyvendinto projekto dėka, AB „Kauno energija" Domeikavos katilinėje gamins mažiau šilumos, sudegindama tik 157,6 tūkst. Nm3 gamtinių dujų.

Vilniaus Kariotiškių sąvartynas

2010 metų lapkritį atidaryta biodujų jėgainė uždarytame Karijotiškių sąvartyne. Elektros energijos gamybos pajėgumas – 500 kW ateityje bus padidintas iki 1 MW. Šiuo pajėgumu galima užtikrinti tokio šalia esančio kaimelio kaip Kariotiškės aprūpinimą. Buvo paklotas 14 km ilgio kabelį iki Lentvario, kad padidinus pajėgumus galima būtų pardavinėti daugiau elektros energijos.

Į šį projektą investuota 7 mln. litų. Pirmoji Lietuvoje jėgainė elektrą iš sąvartyno dujų gamins 15 metų.

Dujų jėgainė įrengta už privačias lėšas, o Vilniaus apskrities atliekų tvarkymo centras gaus tam tikrą dalį lėšų kaip atlygį už galimybę naudotis atliekų kaupu – jis gaus 16,5 proc. jų gaunamų pajamų.

109

Karijotiškių sąvartyno biojėgainė. A. Didgalvio nuotrauka

Kariotiškių sąvartynas nebeveikia treji metai, jo uždarymo darbai bus

baigti, kai bus sutvarkyta dumblo kaupyklos, skleidusios smarvę, teritorija. Penki hektarai bus užpilti pusantro metro smėlio sluoksniu.

Klaipėdos Kalotės sąvartynas

2010 m. gruodžio mėnesį šiame sąvartyne išgręžusi daugiau kaip 40 gręžinių, nutiesusi vamzdynus, įrengusi generatorius ir kitus įrenginius UAB „Energ", priklausanti Didžiosios Britanijos įmonių grupei „Energ-G", pradėjo elektros energijos gamybą.

Kalotės sąvartyno biodujų jėgainė

110

Ši įmonė, kaip ir Vilniaus atveju, buvo laimėjusi Klaipėdos regiono atliekų tvarkymo centro skelbtą konkursą. Jėgainės pajėgumas sieks 1,6 MW - maždaug triskart didesnis nei Kariotiškių sąvartyne, o visa pagaminta elektra bus tiekiama į bendrus tinklus.

Panevėžio sąvartynas

Panevėžio regiono atliekų tvarkymo centro užsakymu kogeneracinė jėgainė senajame Panevėžio m. sąvartyne pradėjo veiklą 2011 metų sausį. Šiuo metu įgyvendintas pirmasis projekto etapas – sąvartyne įrengta dujų surinkimo sistema, įrengtas dujų fakelas, biodujų apskaitos, monitoringo ir valdymo sistema, taip pat įrengta 400 kW elektrinės ir 419 kW šiluminės galios kogeneracinė jėgainė.

Biodujų jėgainės atidarymas Panevėžyje

Jėgainę pastatė konkursą laimėjusi UAB „ASK linija“. Investicijos į

projektą – 4 mln. Lt, jos turėtų atsipirkti per 6-7 metus. Elektrą supirks skirstomieji tinklai, o šilumą ketinama panaudoti Panevėžio regioninių atliekų tvarkymo centro statiniams šildyti. Skaičiuojama, kad per 15 metų jėgainė investuotojui turėtų duoti 8 mln. Lt pajamų.

Kitų miestų sąvartynai

Alytus. Statybos jau prasidėjusios, energijai gauti bus naudojamos Takniškių sąvartyno dujos. 500 kW galios jėgainė turėtų startuoti pavasarį. Investicijos sieks 5 mln. Lt ir atsipirks per 7 metus.

Šiauliai. Šiauliuose prie uždaryto Kairių sąvartyno bus statoma jėgainė elektros ir šilumos energijai gaminti, naudojant sąvartyno dujas. Jėgainės

111

pajėgumai — apie 600 kilovatų elektros energijos ir tiek pat šilumos energijos. Šiluma gali būti tiekiama šalia sąvartyno veikiančiai „Šiaulių plento“ bendrovės betono įmonei ar aplinkinių gyvenviečių gyventojams. Tiekiant šilumą gyvenvietėms galima būtų šildyti 200 butų.

Kairių sąvartyno dujos bus surenkamos ir paverčiamos elektros ir šilumos energija.

Prognozuojama, jog jėgainei Kairių sąvartyne susikaupusių dujų užteks

15-20 metų. Kairių sąvartynas, kuriame buvo šalinamos Šiaulių miesto ir dalies Šiaulių rajono atliekos, veikė keturis dešimtmečius. Manoma, kad jame galėtų būti sukaupta nuo 1,3 iki 1,6 milijono tonų atliekų.

Aukštrakių sąvartyno teritorijoje taip pat statoma biodujų jėgainė. Kėdainiai. UAB „Sistem“ projekto lėšomis Kėdainių rajone ketina pastatyti

naują didelio efektyvumo biodujų termofikacinę elektrinę, kur šiluma ir elektros energija bus gaminama perdirbant kiaulidėse ir mėsos skerdyklose susidarančias atliekas. Projektams įgyvendinti parama skirta pagal Ekonomikos augimo veiksmų programos priemonę „Atsinaujinančių energijos išteklių panaudojimas energijos gamybai“. Šios priemonės tikslas – skatinti atsinaujinančių energijos išteklių naudojimą energijos gamybai. Įgyvendinus projektus bus įrengtos naujos katilinės ir termofikacinės elektrinės arba senos modernizuojamos taip, kad jose vietoj naudojamo kuro būtų galima naudoti biomasę.

112

3.11.4 BIODUJOS IŠ NUTEKAMŲJŲ VANDENŲ DUMBLO

UAB „Kauno vandenys“

2000 metais UAB „Kauno vandenys” vandenvalos įmonėje buvo paleista didžiausia biodujų jėgainė, kurioje į biodujas perdirbamas miesto nuotekų dumble esančios organinės medžiagos. Joje, pagal projektą, įrengti du bioreaktoriai-metantankai po 8,8 tūkst. m3. Per metus pagaminama apie 2,8 mln. m3 geros kokybės (su apie 70 % metano koncentracija) biodujų. Dalis pagamintų biodujų sudeginama dviejuose 1,9 MW galios vandens šildymo katiluose. Karštas vanduo naudojamas šildyti įmonės patalpas ir perdirbamą dumblą. Biodujų perteklius nuo 2002 metų tiekiamas įmonės „Kauno energija” katilinei, esančiai Lietuvos žemės ūkio universiteto miestelyje. 2005 metais šioje katilinėje buvo įrengti penki kogeneratoriai, kurių bendra elektrinė galia 750 kW, o šiluminė – 1050 kW. Pagaminta šiluma tiekiama universiteto pastatams, o elektra perduodama į 10 kV elektros tinklą. Pastaruoju metu įmonė „Kauno vandenys” jau įvykdė biologinio valymo įrenginių plėtros projektą, pagal kurį įmonės katilinėje yra įrengti du 311 kW elektrinės galios biodujų kogeneratoriai.

UAB „Utenos vandenys“

Utenoje 1999 metais buvo paleista pirmoji Lietuvoje biodujų jėgainė, perdirbanti miesto nuotekų dumblą. Dviejuose 1000 m3 talpos biodujų reaktoriuose-metantankuose per metus pagaminama iki 600 tūkst. m3 biodujų. Jos deginamos kogeneraciniame įrenginyje, kurio elektrinė galia 275 kW, o šiluminė – 400 kW. Visa pagaminama energija sunaudojama įmonės savosioms reikmėms.

113

UAB „Aukštaitijos vandenys“

UAB „Aukštaitijos vandenys” 2007 metais pabaigė Panevėžio miesto nuotekų valyklos rekonstrukciją, kurios metu buvo atstatyti du 1600 m3 talpos biodujų reaktoriai ir įrengtas naujas 300 kW elektrinės ir 400 šiluminės galios kogeneracinis įrenginys.

UAB „Aukštaitijos vandenys” dumblo pūdytuvai po rekonstrukcijos

114

UAB „Aukštaitijos vandenys” biodujų talpykla

115

4. TVARUMAS (DARNUMAS), BIOMASĖ, BIOENERGIJA

4.1 BIOKURO NAUDOJIMAS, LAIKANTIS DARNUMO KRITERIJŲ

Darnaus vystymosi pagrindinės nuostatos galutinai buvo suformuluotos

1992 metais Rio de Žaneire vykusioje pasaulinėje Jungtinių Tautų aplinkos ir vystymo konferencijoje, kuri aukščiausiu lygiu įteisino darnaus vystymosi kaip pagrindinio ilgalaikio visuomenės vystymosi ideologiją.

Europos Sąjunga yra neabejotina darnaus vystymosi lydere. Bendros Europos Sąjungos darnaus vystymosi nuostatos oficialiai buvo suformuluotos Europos Bendrijos politikos ir veiksmų, susijusių su aplinka ir darniu vystymusi, programos „Darnaus vystymosi link“ peržiūroje, atliktoje ir Europos Parlamento bei Europos Tarybos patvirtintoje 1998 metais. Europos Sąjungos darnaus vystymosi strategija buvo patvirtinta 2001 metais Geteborge (Švedija) įvykusiame Europos Tarybos viršūnių pasitarime. Čia buvo konstatuota, kad darnus vystymasis yra ilgalaikė Europos Sąjungos strategija, užtikrinanti švarią ir sveiką aplinką bei gerėjančią gyvenimo kokybę dabartinei ir ateinančioms kartoms. Įgyvendinant šią strategiją būtina, kad ekonominis augimas spartintų socialinę pažangą, ir gerintų aplinkos būklę, kad socialinė politika skatintų ekonominį augimą, o aplinkos politika būtų ekonomiškai efektyvi.

Paveikslėlis Iš http://delhigreens.com/

116

Ypatingas dėmesys šioje strategijoje skirtas ekonomikos augimui atskirti nuo išteklių naudojimo ir poveikio aplinkai, t. y. siekiui, kad augant ekonomikai gamtos išteklių naudojimas ir aplinkos teršimas augtų daug lėčiau nei ekonomika arba iš viso neaugtų.

Darnumo kriterijai bus veiksmingi tik tuo atveju, jei jie nulems rinkos dalyvių elgesio pokyčius. Tie pokyčiai įvyks tik tuo atveju, jei, palyginti su tų kriterijų neatitinkančiais produktais, biodegalams ir skystiesiems bioproduktams, kurie atitinka nustatytus kriterijus, būtų taikomos patrauklesnės kainos. Pagal masės balanso metodą, naudojamą tikrinant, ar laikomasi nustatytų kriterijų, tarp darnumo kriterijus atitinkančių biodegalų bei skystųjų bioproduktų gamybos ir biodegalų bei skystųjų bioproduktų suvartojimo

Bendrijoje egzistuoja ryšys, užtikrinantis atitinkamą pasiūlos ir paklausos pusiausvyrą ir patrauklesnę kainą, palyginti su sistemomis, kur tokio ryšio nėra. Siekiant užtikrinti, kad darnumo kriterijus atitinkantys biodegalai ir skystieji bioproduktai galėtų būti parduodami brangiau, atitiktis tokiems kriterijams turėtų būti tikrinama taikant masės balanso metodą. Tokiu būdu būtų išsaugotas sistemos vientisumas ir tuo pačiu pramonei nebūtų užkrauta nepagrįsta našta. Tačiau reikėtų apsvarstyti ir kitus patikros metodus.

Autorių nuotrauka

Darnios plėtros kriterijai skirstomi į aplinkosauginius, ekonominius ir socialinius.

117

4.2 PAGRINDINIAI DARNUMO KRITERIJŲ TAIKYMO TIKSLAI

Europos Parlamento ir Tarybos Direktyva 2009/28/EB dėl energijos iš

atsinaujinančių energijos šaltinių rėmimo, priimta 2009 m. balandžio 6 d. nustatė darnumo kriterijus biodegalų ir skystojo biokuro gamybai. Čia buvo nustatyti ir pagrindiniai darnumo kriterijų taikymo tikslai:

• Užtikrinti minimalų šiltnamio dujų emisijų kiekį (nuo 35% iki 50% nuo 2017 metų ir 60% naujoms jėgainėms).

• Apsaugoti nuo konversijos didelių anglies atsargų dirvožemius (konversija negalima šlapžemėse, ištisai miškais apaugusiose žemėse ar durpynuose. Emisijos atsiradusios dėl žemės paskirties keitimo, įtraukiamos į biokuro gyvavimo ciklo įvertinimą).

• Vengti nuostolių didelės biologinės įvairovės žemėse (negalima naudoti žaliavos iš pirmykščių miškų, saugomų teritorijų ar didelės bioįvairovės žolynų, nebent tai suderinta su gamtos apsaugos ar gamtos tvarkymo planais).

• Užtikrinti aplinkosaugos ir socialinius standartus (atitikimas galiojančioms geros agrarinės praktikos taisyklėms, atsiskaitymas apie savo įsipareigojimus ir informavimas apie priemones, kurios taikomos dirvožemio, vandenų ir oro apsaugai bei socialinius reikalavimus).

Autorių nuotrauka

118

4.3 PAGRINDINĖS BIOMASĖS GAMYBOS, BIOENERGIJOS

VARTOJIMO TVARUMO SRITYS, PRINCIPAI IR KRITERIJAI

Biomasės gamybos ir bioenergijos vartojimo kriterijai turėtų būti

įgyvendinami šešiose pagrindinėse srityse:

1. Bioįvairovė; 2. Išteklių naudojimo efektyvumas;

3. Energijos vartojimo efektyvumas; 4. Klimato kaitos švelninimo efektyvumas; 5. Socialiniai aspektai ir

6. Ekonominiai aspektai. Smulkiau pateiksime pagrindinius taikomus principus ir vertinimo kriterijus

kiekvienoje iš šių sričių.

4.3.1 BIOĮVAIROVĖ

Paveikslėlis iš http://www.technologijos.lt/

119

Principas: Biomasės gamyba ir ištraukimas negali kelti pavojaus kraštovaizdžio bioįvairovei, o turi, kur tai įmanoma, ją didinti bei prisidėti prie kraštovaizdžio įvairovės. Ypatingas dėmesys turi būti skiriamas rūšims, kurioms gresia išnykimas.

Kriterijai:

• Biomasės gamyba ar ištraukimas nebus vykdomi saugomose teritorijose ar tose, kur yra saugomos vertybės, siekiant apsaugoti biologines vertybes;

• Turi būti išsaugotas atitinkamų ekosistemų ir retų bei gresiančių išnykti buveinių integralumas;

• Svetimos rūšys bus auginamos, esant rūpestingai kontrolei ir stebėsenai, siekiant išvengti nepageidaujamo jų išplitimo;

• Biomasės gamyba naudoja daug įvairių rūšių, tinkamų bioenergijos generavimui, tačiau vengtina monokultūrų, o plantacijos turėtų prisidėti prie kraštovaizdžio įvairovės;

• Biomasės ištraukimas, jei įmanoma, bus vykdomas lygiagrečiai su kita vadybos praktika kraštovaizdyje, siekiant išlaikyti ir didinti bioįvairovę, tuo būdu siekiant regiono atgaivinimo ir rūšių, kurioms gresia išnykimas, išsaugojimo;

• Reikėtų naudoti, jei to reikia, buferines zonas arba vegetacinius filtrus tarp biomasės gamybos teritorijų ir vandenų bei šlapžemių, siekiant sumažinti žalą vandenų ir greta vandenų esančių zonų kokybei.

Nuotrauka iš: http://www.postdoctorat.ro/

Lietuva prisijungė prie Biologinės įvairovės konvencijos 1993 m., ratifikavo ją 1995 m.

120

4.3.2 IŠTEKLIŲ NAUDOJIMO EFEKTYVUMAS

Principas: Gamtiniai ištekliai, tokie kaip dirvožemis, vanduo, oras, natūralios maitinančios medžiagos ir žemė, turi būti naudojami efektyviai, kad ir biomasės gamyba bei ištraukimas nesukeltų grėsmės jų kokybei ir kiekiui.

Kriterijai:

• Turi būti naudojami metodai, įgalinantys sumažinti pastovaus fizinio dirvos pažeidimo riziką, padedantys išsaugoti dirvožemio humuso ir maistinių medžiagų kiekį, siekiant išsaugoti ilgalaikį dirvožemio produktyvumą;

• Maitinančiomis medžiagomis turtingi atliekiniai ir šalutiniai produktai, liekanos iš miškininkystės, žemės ūkio ir bioenergijos gamybos turėtų būti perdirbti, siekiant papildyti dirvožemio maistingas ir organines medžiagas;

• Biomasės gamyba ir ištraukimas turi būti vykdomi, apsaugant ir pagerinant vandenų ekosistemų būklę;

• Vanduo turėtų būti naudojamas efektyviai, nekeliant grėsmės vandens tiekimui;

• Žemę reikėtų naudoti efektyviai, naudojant produktyvumą optimizuojančią praktiką;

• Žemės naudojimą reikėtų optimizuoti per tinkamiausią gamybos išdėstymą, tvarkymą ir projektavimą, pasiekiant geriausią sinergijos efektą;

• Nenaudojama žemė turėtų būti vertinama kaip potencialiai viena tinkamiausių energetinių plantacijų auginimui;

• Organinės atliekos iš pramonės ir buities, o taip pat miškininkystės liekanos bei šalutiniai produktai, pirmiausiai turi būti naudojami bioenergijos gamybai.

121

Nuotrauka iš: http://www.wilderspin.net/

Vienoje iš optimistinių žemės, kurią galima būtų skirti bioenergetikai, nepakenkiant aplinkai, ploto prognozėje atlikti skaičiavimai, atsižvelgiant į svarbiausius aplinkosaugos kriterijus, bei žemės ūkio produkcijos rinkų ES liberalizacijos tendencijas. Didžiausias žemės plotų, kuriuos galima skirti bioenergetikai, augimas ateityje sietinas su ES BŽŪP (Bendrosios Žemės Ūkio Politikos) reforma ir augalų produktyvumo augimu. Ariamos žemės plotai Lietuvoje, kuriuos galima būtų skirti bioenergetikai skirtos biomasės auginimui prognozė: 2010 metais – 525 tūkst. ha, 2020 metais -882 tūkst. ha ir 2030 metais – 1054 tūkst. ha.

Medienos, naudotinos kurui, ištekliai ir jų apskaita, įvertinant aplinkosauginius aspektus, taip pat yra gana sudėtinga. Pastaraisiais dešimtmečiais Lietuvoje sunaudojama apie 1 mln. m3 malkinės medienos. Ateityje malkinės medienos kiekis padidės tik tuo atveju, jei didės medynų kirtimo mastai. Medynų kirtimo atliekos naudotinos kurui: smulkūs stiebai ir viršūnės – 45 tūkst. m3, padarinės medienos žievė – 400 tūkst. m3 ir šakos – 350 tūkst. m3. Viso tai sudarytų apie 795 tūkst. m3.

122

4.3.3 ENERGIJOS VARTOJIMO EFEKTYVUMAS

Nuotrauka iš: http://www.johnsoncontrols.com/

Principas: Tvariai bioenergijos gamybai ir naudojimui energijos balansas

turi būti teigiamas, o iškastinio kuro vartojimas bioenergijos gamyboje galimai mažesnis. Įdedama energija turi būti minimizuojama visoje gamybos grandinėje bei paskirstyta ir įvertinta visiems produktams (pagrindiniams ir šalutiniams), proporcingai produkto vidutinei vertei.

Kriterijai:

• Liekanos ir šalutiniai produktai turėtų būti naudojami energijai ar kitoms paskirtims, siekiant padidinti efektyvumą;

• Jei atliekų panaudojimas ar perdirbimas neįmanomas, jas reikėtų naudoti energijos gamybai, o ne šalinti į sąvartynus;

• Energijos sąnaudos biomasės gamybai, ištraukimui ir konversijai turėtų būti minimalios;

• Turi būti naudojamos efektyvios konversijos technologijos;

• Derėtų vengti transportavimo dideliais atstumais;

• Reikėtų skatinti naudoti atliekinę šilumą;

• Kur įmanoma, šiluma, elektra ir kiti produktai turi būti gaminami kombinuotai.

123

2006 m. LRV patvirtino Nacionalinę energijos vartojimo efektyvumo didinimo 2006–2010 metų programą, kurioje įvertintas energijos vartojimo efektyvumo didinimo potencialas.

2008 m. buvo priimtas šios programos įgyvendinimo planas ir nuo 2009 m. įgyvendinama ir šios programos stebėsenos sistema.

4.3.4 KLIMATO KAITOS ŠVELNINIMO EFEKTYVUMAS

Nuotrauka iš: http://www.solidappliedtechnologies.com/

124

I principas: Šiltnamio dujų emisijas bioenergijos gamybos ir naudojimo

procese turėtų būti minimalios. Kriterijai:

• Bioenergijos gamybos ir naudojimo procese šiltnamio dujų emisijų sutaupymas turėtų būti maksimalus, lyginant su iškastinio kuro naudojimo atveju;

• Atliekų, liekanų ir šalutinių produktų naudojimas turi būti skatinamas ir vertinamas, skaičiuojant šiltnamio dujų emisijų sutaupymus;

• Ypatingai kruopščiai reikėtų vertinti biomasės gamybą organogeniniuose dirvožemiuose;

• Turėtų būti skatinama bioenergijos gamyba, kuri mažinanti šiltnamio dujų emisijas (pvz.: biodujų gamyba iš mėšlo):

• Turėtų būti remiama bioenergijos gamyba iš atliekų.

Nuotrauka iš: http://www.treehugger.com/

II principas: Biomasės gamyba neturėtų kelti pavojaus anglies atsargoms dirvožemyje, o šiltnamio dujų emisijos turi būti mažos, lyginant su šiltnamio dujų emisijų kiekiu, kurio galima išvengti ilgalaikėje perspektyvoje.

Kriterijai:

• Biomasė (naudojama šildymui, šalčiui ar elektros energijai gaminti) neturėtų būti gaminama žemėse, kur anglies atsargų dirvožemyje

125

pasikeitimas dėl žemės naudojimo paskirties pakeitimo negali būti kompensuojamas per akumuliuotą šiltnamio dujų emisijų sutaupymą, pakeičiant iškastinį kurą pagaminta biomase, 20-ties metų laikotarpyje. 50-ties metų laikotarpyje šiltnamio dujų emisijų sutaupymas turi kompensuoti bent 80% anglies atsargų dirvožemyje pasikeitimo. Čia taip pat užskaitomas emisijų sutaupymas dėl šalutinių produktų naudojimo;

• Teritorijos su didelėmis anglies atsargomis, tokios kaip šlapžemės ir ištisai mišku apaugusios vietovės, neturėtų būti naudojamos biokuro gamybai, jei tai sukeltų pastovų žemės naudojimo paskirties pakeitimą.

Jungtinių Tautų Bendroji Klimato Kaitos Konvencija (JTBKKK) įsigaliojo

1994 m. Lietuva ją ratifikavo 1995 m., o 1996 m. buvo parengta JTBKKK įgyvendinimo nacionalinė strategija, kurios vykdymą organizuoja ir koordinuoja LR Aplinkos ministerija.

Nuotrauka iš: http://www.greendiary.com/

Vėlesni tarpvyriausybiniai susitarimai (Kioto protokolas 1997, kt., ir baigiant ketinimų protokolu Kopenhagoje 2009) iškėlė naujų uždavinių ir sąlygų dėl JTBKKK įgyvendinimo iki 2020 ar net 2050 metų.

126

4.3.5 SOCIALINIAI ASPEKTAI

Energetinių augalų kultivavimas ir biokuro gamyba gali sukurti naujų

darbo vietų ir kelti žmonių gerovę, didėjant pajamoms ir augant ekonomikai, tačiau egzistuoja ir tam tikri neigiami aspektai. Energetinių augalų kultivavimas gali neigiamai veikti vietinių žmonių galimybes naudotis žeme ir gamtiniais ištekliais. Konkurencija dėl žemės tarp energetinių ir maistinių augalų gali didinti maisto kainas bei riboti kitų produktų (pvz. pašarų) gamybą iš biomasės.

I principas: Biomasės gamyba ir naudojimas energetikai neturi kelti grėsmės apsirūpinimui maistu ir vietinei biomasės gamybai, turinčiai kitą paskirtį.

Nuotrauka iš: http://www.ekodiena.lt/

Kriterijai:

• Biomasės gamyba energetikai turi būti vykdoma tik tose teritorijose, kur ji nekeltų grėsmės vietiniam/regioniniam aprūpinimui maisto produktais;

• Reikėtų mažinti neigiamą konkurenciją tarp biomasės naudojimo energetikai ir maisto bei pašarų gamybai;

127

• Statant katilinę ar jėgainę turėtų būti įvertintos ir užtikrintos ilgalaikio tvaraus biomasės tiekimo galimybės.

II principas: Bioenergijos gamyba neturėtų kelti pavojaus kultūrinio

paveldo išsaugojimui ar vietinių bendruomenių gerovės bei kultūrų klestėjimui. Kriterijai:

• Biomasės gamyba energetikai neturėtų neigiamai įtakoti rekreacinės veiklos galimybių;

• Vietinės bendruomenės pritarimas ir konfliktų išvengimas turėtų būti pasiektas, atliekant regioninį ir vietinį planavimą bei palaikant dialogą tarp suinteresuotų grupių;

• Bioenergijos gamintojas turėtų būti atsakingas už gamybinės teritorijos vertingumo įvertinimą ir už įvertinimą to, kaip ši gamyba gali paveikti vietinę bendruomenę;

• Bioenergijos gamyba turėtų būti vykdoma, įvertinant vietinius bendruomeninius ir kultūrinius aspektus;

• Biomasės gamyba neturėtų pažeisti prigimtinio gyventojų egzistavimo pagrindo;

Martyno Vidzbelio nuotrauka iš http://www.valstietis.lt/

128

4.3.6 EKONOMINIAI ASPEKTAI

Principas: Bioenergijos gamyba, išgavimas ir naudojimas turėtų prisidėti

prie žemės ūkio veiklos augimo ir gyvybingo verslo bei patikimo energijos tiekimo plėtros.

Kriterijai:

• Veikla bendru atveju turi turėti teigiamą poveikį socialiniam gerbūviui ir prieinamumui žemės ūkio vietovėse;

• Turėtų būti skatinama vietinių energijos sistemų plėtra, įgalinanti įvairių atsinaujinančių energijos išteklių vartojimą;

• Bioenergetikos sistemos turi daryti teigiamą įtaką vietinei ekonomikai.

Paveikslėlis iš: http://dannysyoon.com/

129

LITERATŪRA

KIETOJI BIOMASĖ

Artūras Gedminas, Remigijus Ozolinčius. Kaip ir kokie miškai auginami malkoms, arba energetinė miškininkystė. Prieiga internete [2009-09-03]: http://gamta.vdu.lt/bakalaurai/pop_straipsniai/miskai_malkoms/miskai_malkoms.html Stanislovas Vrubliauskas. Biomasė energijai gauti // Mokslas ir gyvenimas, 2000 m. Nr. 4. Remigijus Lapinskas. Biomasės naudojimas energetikoje Lietuvoje // Pranešimas tarptautinėje konferencijoje „Žalioji energija: iš gamtos imame – gamtai atiduodame“, 2009 m. balandžio 16 d., Vilnius Lietuvos atsinaujinančių energijos išteklių naudojimo skatinimo veiksmų planas 2010-2020 m. Lietuvos biomasės energetikos asociacija LITBIOMA // Taikomojo mokslinio tyrimo galutinė ataskaita. Vilnius, 2008. Nerijus Pedišius. Medienos kuras Lietuvos energetikos ūkyje // Mokslas ir gyvenimas, 2001 m. Nr. 12 Jonas Šimėnas. Biokuras atveria naujus kelius energetikai // Interviu spaudai.

Algirdas Genutis. Šiaudų kuro vartojimas Lietuvoje // LŽŪŪ Žemės ūkio inžinerijos instituto pranešimas „Agropanoramos“ parodos surengtame seminare 2006-10-06 LŽŪU, Kauno raj. Algirdas Aleksynas. Perspektyvūs energetiniai augalai // Mokslas ir technika, ISSN 0134-3165. 2005, Nr. 10.

Aldona Kryževičienė, Lina Šarūnaitė. Nauji energetinių augalų tyrimai // Mano ūkis, Augalininkystė, 2007, Nr. 9 Kęstutis Buinevičius. Atliekų deginimas pasaulyje ir Lietuvoje // Konspektas studentams Stasys Kytra. Atsinaujinantys energijos šaltiniai. Vadovėlis aukštosioms mokykloms // ISBN 9955-25-159-X, Leidykla „Technologija“, Kaunas, 2006 Direktyva 2009/28/EB 2009 m. balandžio 23 d. dėl skatinimo naudoti atsinaujinančių išteklių energiją, iš dalies keičianti bei vėliau panaikinanti Direktyvas 2001/77/EB ir 2003/30/EB S. Bachmann. Overview over criteria for sustainable bioenergy production and related research projects Workshop on Sustainability Criteria, 26/27th May, Jönköping (Sweden)

V. Lygis ir kt. Plantacinių mišų veisimo, auginimo ir panaudojimo rekomendacijų parengimas // Botanikos instituto mokslinio tiriamojo darbo ataskaita. Vilnius, 2006

130

BIODEGALAI

Rimas Grigonis. Biodegalai – vaistai su šalutiniu poveikiu // Ozonas, 2009, Nr. 18, elektroninė prieiga: www.ozonas.lt Informacija apie biodegalus // Laisvoji enciklopedija Wikipedia. Elektroninė prieiga: http://lt.wikipedia.org/wiki/Biodegalai Jessica Prystenski. The Impact of Biofuels on Agriculture and the Economy // Report 2008. Elektroninė prieiga: http://home.cc.umanitoba.ca/~umprystj/PLNT4600/mini3/mini3.1.html EU-27 Biofuels Annual Report 2009 // USDA Foreign Agricultural Service, Global Agricultural Information Network report no LN9014, 6/15/2009 Informacija iš Biodegalų Asociacijos // Internetinė prieiga: www.biodegalai.lt

Lietuvos atsinaujinančių energijos išteklių naudojimo skatinimo veiksmų planas 2010-2020 m. Lietuvos biomasės energetikos asociacija LITBIOMA // Taikomojo mokslinio tyrimo galutinė ataskaita. Vilnius, 2008.

Craig Rubens. WTF Are Fourth-Generation Biofuels? // Probleminis straipsnis, Elektroninė prieiga: http://earth2tech.com/2008/03/04/wtf-are-fourth-generation-biofuels/ Properties of fuels // http://www.afdc.doe.gov/pdfs/fueltable.pdf

Терентьев Г.А., Тюков В.М., Смаль Ф.В. Моторные топлива из альтернативных сырьевых ресурсов. М.: Химия, 1989. 272 с. Lorenzetti M.S. Alternative Motor Fuels // Penn Well Publishing Company, 1996. Beer T., Grant T., Morgan G. et al. Comparison of transport fuels. Life-cycle emission analysis of alternative fuels for heavy vehicles // Final report (EV45A/2/F3C), May 2002. Evaluation of the fate and transport of ethanol in the environment // http://www.calgasoline.com/malcom.pdf Gomez J., Brasil T., Chan N. An overview of the use of oxygenates in gasoline // Report prepared by California Air Resources Board. September 1998. 31 p. CEN report gasoline octane improvers // http://ceh.sric.com/Public/Reports/543.7500/Abstract.html Assabumrungrat S., Wongwattanasate D., et al. Reactive distillation for the production of ethyl tert-butyl ether from tert-butyl alcohol and ethanol catalyzed by β-zeolite // http://dcwww.epfl.ch/lgrc/camure/abstract/ABS-092.pdf Stasys Kytra. Atsinaujinantys energijos šaltiniai. Vadovėlis aukštosioms mokykloms // ISBN 9955-25-159-X, Leidykla „Technologija“, Kaunas, 2006 Carlos Sousa. Biodegalai // AGENEAL, Almados vietinės energetikos valdymo agentūros pranešimas

131

Prutenis Petras Janulis. Įprastinių biodegalų gamybos technologijų tobulinimas ir pasirengimas antros kartos biodegalų gamybai // Pranešimas Lietuvos žemės ūkio universitete, 2007-02-28 Lietuvos nacionalinis biodegalų technologinės platformos strateginės plėtros planas. Vilnius, 2007-02-28 Bioetanolio gamyba Vokietijoje. Apžvalginis straipsnis // Mano ūkis, 2004 m. Nr. 10.

Kaip gaminamas biodyzelinas? // Informacinio portalo Vakarai.lt informacija, elektroninė prieiga: http://www.vakarai.lt/article.php?id=8 Biodegalų apžvalga // Biodegalų asociacijos pranešimas, Elektroninė prieiga: http://www.lsta.lt/files/events/4_palijanskas.pdf Eco Wise A Promising Oil Alternative: Algae Energy, Washington Post, January 6, 2008 Palijanskas. Biodegalų rinkos apžvalga. Biodegalų asociacijos pranešimo medžiaga. 2007 m

Innovation and technological development in energy, http: //www.ec.europa.eu/energy/res/sectors/bioenergy_en.htm.

132

BIODUJOS

Biodujų gamybos iš gyvulininkystės ir maisto pramonės atliekų energetiniai ir gamtosauginiai aspektai bei jų kompleksinis vertinimas // LEI ataskaita. 1996. Updated Guidebook on Biogas Development // Energy Resources Development Series N.27, United Nations, New York, 1984. Energy Valorization of Residual Urban and Industrial Sludges // European Commision Directorate - General for Energy - DGXVII, September 1993 H. A. Barker Biological formation of methane // Industr. and Eng. Chem., V. 48, N.11. 1956. J. Savickas, S. Vrubliauskas biodujų gamybos ir panaudojimo galimybės Lietuvoje. Vilnius, 1997. Frank E. Mosey Environmental Impacts of Anaerobic Digestion and the Use of Anaerobic Residues as Soil Amendment // Deploying Anaerobic Digesters: Current Status and Future Possibilities, NREL/TP-427-20558, January 1996. P.47-56

S.Vrubliauskas. Biodujų gamyba iš organinių atliekų // Lietuvos mokslas. -1997, -V tomas, 12 knyga. - P. 91-97 Juozas Savickas. Biodujų gamyba iš organinių atliekų // Mokslas ir gyvenimas, 2001, Nr. 6 Įmonės „Inžinerijos grupė“ internetinė prieiga: http://vrmx.homelinux.net/ig/lt/biodujos.html Įmonės „Mantika“ internetinė prieiga http://www.mantika.lt/products/2:biogas_powerplants

EU-27 Biofuels Annual Report 2009 // USDA Foreign Agricultural Service, Global Agricultural Information Network report no LN9014, 6/15/2009 Jens Bo Holm-Nielsen. The future of biogas in Europe: Visions and Targets 2020 // European Biogas Workshop and Study Trip “The Future of Biogas in Europe III”, 14-16. June 2007. University of Southern Denmark, Esbjerg, Denmark Lietuvos atsinaujinančių energijos išteklių naudojimo skatinimo veiksmų planas 2010-2020 m. Lietuvos biomasės energetikos asociacija LITBIOMA // Taikomojo mokslinio tyrimo galutinė ataskaita. Vilnius, 2008. R. Braun, P. Weiland, A. Wellinger Biogas from energy crop digestion. 2009, 18 p.

V.Štiormer Biodujų rinka Lietuvoje ir jos plėtra. 2009. Pranešimas LEI seminare. A. Aleksynas. Perspektyvūs energetiniai augalai // Mokslas ir technika, ISSN 0134-3165. 2005, Nr. 10. J. Savickas. Biodujų gamybos energetikos aspektai Lietuvoje // Mokslas ir technika. ISSN 0134-3165. 2009. Nr. 1, p. 14-17 M. Persson, O. Jönsson, A. Wellinger Biogas Upgrading to Vehicle Fuel Standards and Grid Injection. 2006, 19 p Spaudos pranešimas apie pirmąją Lietuvoje, biodujas deginančią, kogeneracinę jėgainę Kauno r. // Interneto prieiga: http://www.lsta.lt/lt/articles/view/108

133

S. Kytra. Atsinaujinantys energijos šaltiniai. Vadovėlis aukštosioms mokykloms // ISBN 9955-25-159-X, Leidykla „Technologija“, Kaunas, 2006 G. Sargūnas, A. Dilba. Anaerobinis nuotėkų valymas AB „Sema“ – privalumai, patirtis, perspektyvos // Mokslas ir gyvenimas, 1998, Nr. 4 J. Adomaitis. Biodujos – alternatyvus energijos šaltinis // Ūkininko patarėjas, 2007-08-31 „Vilniaus degtinė“ investuoja į nuosavą elektros ir šilumos jėgainę // 2009 liepos 23 d. pranešimas spaudoje, www.delfi.lt, 13:40 J. Savickas. Biodujų gamybos iš organinių atliekų apžvalga bei perspektyvos Lietuvoje // pranešimas KTU Regioninio verslo inkubatoriaus seminare, Kaunas, 2006-07-04 R. Jankuvienė. Kairių sąvartyne statys biojėgainę // Šiaulių kraštas. 2008-11-18

134

DARNUMO ASPEKTAI

Europos Parlamento ir Tarybos Direktyva 2009/28/EB dėl skatinimo naudoti atsinaujinančių išteklių energiją, priimta 2009 m. balandžio 23 d. Sustainable bioenergy production. Defining principles and criteria and developing policy guidance. Draft Version 4 // The Baltic Bioenergy Promotion Project under Baltic Sea Region Programme 2007-2013, 2009.

Estimating the environmentally compatible bioenergy potential from agriculture. European Environmental Agency. EEA Technical Report No. 12/2007- P. 134. Tebėra A. Medienos naudotinos kurui ištekliai ir jų apskaita. Kauno miškų ir aplinkos inžinerijos kolegijos ataskaita, 2005.

Nuotrauka iš: http://www.thebioenergysite.com/

135

136

APIE PROJEKTĄ

ES dalinai finansuojamas Baltijos jūros regiono INTERREG IIIB kaimynystės programos projektas „Baltijos jūros regiono bioenergetikos skatinimo projektas“ (The Baltic Sea Region Bioenergy Promotion Project)

Baltijos jūros regione yra gausūs biomasės ištekliai, tačiau iki šiol

energetikoje panaudojama tik maža jų dalis. Domėjimasis šiais ištekliais ir jų naudojimas nuolat auga. Kadangi biomasės ištekliai yra riboti jų vartojimas turi būti tvarus ir konkurencija tarp vartojimo maistui ir energetikai turi būti subalansuota. Projekto tikslas stiprinti tvarų, konkurencingą ir teritoriniu požiūriu integruotą Baltijos jūros regiono vystymą bioenergetikos tvaraus naudojimo srityje. Projekto vykdymo metu bus sudarytos sąlygos tarptautiniam ir tarpsektoriniam bendradarbiavimui regione, sudarant galimybes pasikeitimui informacija bei žiniomis ir technologijomis, koordinuojant politikos ir teisės aktų tobulinimą bioenergetikos srityje bei rengiant bioenergetikos skatinimo priemones nacionaliniu ir regioniniu lygiu. Projektą sudaro keturi darbo paketai: 1. Politikos tobulinimas; 2. Regioninis vystymas; 3. Verslo vystymas; 4. Informacinė sklaida.

Daugiau apie projektą: www.bioenergypromotion.net

Projektą Lietuvoje vykdo:

Lietuvos energetikos institutas, Breslaujos g. 3, LT-44403 Kaunas

Asmuo kontaktams: Nerijus Pedišius, tel. 8-37-401864, el. paštas: [email protected]

Lietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro filialas Žemdirbystės institutas, Instituto al. 1, LT-58344 Akademija, Dotnuvos seniūnija, Kėdainių rajonas.

Asmuo kontaktams: Sigitas Lazauskas, tel. 8-347-37193, el. paštas: [email protected]

Projekto tinklapis Lietuvoje: http://www.lei.lt/_img/_up/File/atvir/bioenerlt/index.htm