Najlepiej rozwijającą się dziedziną w pozyskiwaniu energii ze źródeł odnawialnych w Polsce jest wykorzystywanie biomasy pochodzenia roślinnego. Paliwem tym jest zazwyczaj słoma, odpady przemysłu drzewnego i celulozowo-papierniczego, a coraz częściej mówi się o specjalnych plantacjach roślin, które poza korzyścią energetyczną, dają szansę rozwoju dla lokalnego rolnictwa. Jedną z głównych zalet biomasy pochodzenia roślinnego jest zerowy bilans emisji CO2. Dwutlenek węgla jest wprawdzie wydzielany do atmosfery podczas spalania tego paliwa lecz jego emisja nie przekracza ilości, którą pobrały rośliny podczas wzrostu. Spalanie ekologicznego paliwa to również znacznie mniejsze wydzielanie lotnych związków siarki w porównaniu do węgla lub produktów ropopochodnych.

Wartość opałowa słomy jako paliwa energetycznego uzależniona jest od jej gatunku, wilgotności oraz techniki przechowywania. Bardziej wskazane jest użycie tzw. słomy szarej, czyli pozostawionej przez pewien czas po ścięciu na działanie warunków atmosferycznych, a następnie wysuszonej. Taki produkt charakteryzuje się nieco lepszymi właściwościami energetycznymi oraz mniejszą emisją związków siarki i chloru od słomy żółtej, czyli świeżo ściętej. Ważną sprawą jest również wilgotność paliwa. Wartość opałowa słomy suchej wynosi średnio od 16 do 18 MJ/kg, dla świeżej parametr ten wynosi maksymalnie około 15MJ/kg. Dla porównania wartość opałowa węgla waha się w przedziale 23 do 25 MJ/kg.
Przykładem wykorzystania słomy do celów ciepłowniczych jest inwestycja zrealizowana przez Przedsiębiorstwo Energetyki Cieplnej z Lubania w województwie dolnośląskim. Realizację programu rozpoczęto w 1998 roku. W ramach projektu uruchomiono dwie kotłownie: pierwszą o mocy 1 MW i drugą o mocy 7 MW. Większa składa się z dwóch jednostek po 3,5 MW. Obsługa kotłów ogranicza się cotygodniowego czyszczenia urządzeń i codziennego załadunku słomy na stół podający. Automatyczny podajnik łańcuchowy przesuwa baloty do rozdrabniacza. Rozdrobnione paliwo za pomocą podajnika ślimakowego trafia do paleniska w kotle. Układ wyposażony jest w instalację nadmuchu powietrza oraz płynną regulację z automatyczną zmianą obciążenia kotła w zakresie od 20 do 100%. Optymalizacja procesu spalania stanowi istotną sprawę ekonomiczną, ale też i ekologiczną. Podczas niepełnego spalania słomy może bowiem dochodzić do podwyższonej emisji poliaromatycznych węglowodorów, chlorowodoru oraz dioksyn. Te ostatnie stanowią grupę związków chemicznych, wśród których znajdują się substancje o właściwościach toksycznych. Cały proces spalania i podawania paliwa w ciepłowni sterowany jest układem opracowanym we współpracy z duńską firmą REKA A/S. Linia technologiczna została dostosowana do polskich warunków i wykonana przez krajowe firmy. Na bazie wyliczeń na podstawie eksploatacji mniejszej kotłowni stwierdzono, że 2 tony słomy zastępują 1 tonę węgla kamiennego. W 2001 roku cena 1 tony słomy wynosiła 80 zł przy czym wliczono w to koszty robocizny, transportu - z uwzględnieniem pracy własnego sprzętu do zbiorów będącego w posiadaniu PEC w Lubaniu. W tym samym czasie cena tony węgla wahała się w granicach 200 zł. Przeliczając na jednostkę energii cena wyprodukowania 1 GJ w kotłowni opalanej słomą wyniosła 8 zł, podczas gdy 1 GJ energii z węgla kamiennego wynosiła od 14 do 28 zł.
Po uwzględnieniu wszystkich kosztów eksploatacji, cena 1 GJ ze słomy wyniosła 21 zł, podczas gdy węgla: 24 zł. Ciepłownia na biomasę w Lubaniu stanowi około 4-procentowy udział w mocy systemu grzewczego miasta. Projekt kosztował 6350 tysięcy złotych, z czego 3440 tysięcy przeznaczono na budowę samych kotłowni. 2070 tysięcy kosztowała budowa magazynów na słomę oraz zakup sprzętu do zbioru i transportu słomy. Globalna kwota uwzględnia również prace związane z modernizacją układu ciepłowniczego. Przedsięwzięcie zostało sfinansowane ze środków własnych PEC, dotacji EkoFunduszu, oraz kredytu udzielonego przez Wojewódzki Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej.
Innym projektem ciepłowniczym, zrealizowanym na terenie naszego kraju, gdzie wykorzystuje się słomę jako paliwo robocze jest inwestycja we wsi Szropy nieopodal Malborka. Jest to pierwsza tego typu kotłownia wykonana na terenach Polski północnej. Obiekt o mocy 1 MW, składający się z dwóch kotłów po 0,5 MW uruchomiono w październiku 1996 roku. Tu również technologię dostarczyli Duńczycy. Generalnym wykonawcą była firma z Elbląga. Obsługę każdej z kotłowni stanowi dwuosobowa załoga, pracująca w systemie dwuzmianowym. Słoma może być dostarczana do kotła w dużych balotach. Po ustawieniu na taśmociągu, paliwo dostaje się do tzw. szarpacza słomy. Następnie za pośrednictwem cyklonu, śluzy podającej oraz przenośnika ślimakowego trafia do paleniska. Cały system sterowany jest przy pomocy komputera. Inwestycja w Szropach kosztowała 2 mln złotych i została zrealizowana dzięki kredytom udzielonym przez Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej, Wojewódzki Funduszu Ochrony Środowiska oraz Agencję Modernizacji Rolnictwa.
Podczas pierwszego sezonu grzewczego zużyto 500 ton słomy, gdzie koszt jej zakupu wyniósł 57 tys. zł. W roku poprzedzającym przebudowę kotłowni, podczas opalania paliwem tradycyjnym zużyto 420 ton węgla kamiennego. Wyliczono, że jego zakup w sezonie 96/97 wyniósłby 169 tys. zł. Tak więc koszty zakupu paliwa dzięki modernizacji kotłowni obniżono blisko 3-krotnie. Przy pobieraniu takich samych opłat od odbiorców ciepła jak we wcześniejszych sezonach wykalkulowano, że zwrot inwestycji następuje po czterech latach. W przypadku pożyczki na przedsięwzięcie z Funduszu Ochrony Środowiska część kredytu zgodnie z obowiązującym regulaminem może ulec umorzeniu, co dodatkowo skraca okres spłaty wybudowanego obiektu.

Odpady drzewne

Według szacunków produkuje się w Polsce około 9,4 mln m sześc. drewna odpadowego rocznie, z czego znaczna część pozostaje niewykorzystana. Suche drzewo posiada wartość opałową do ok. 18 MJ/kg. Przy większej wilgotności rzędu 50% parametr ten znacznie spada i wynosi około 6-7MJ/kg. W naszym kraju - poza sporą ilością indywidualnych lokalnych małych kotłowni - istnieje około 70 nowoczesnych zautomatyzowanych instalacji zlokalizowanych przy zakładach przemysłu drzewnego, których łączna moc wynosi 350 MW. Ponadto pracuje około 50 dużych instalacji energetycznych w zakładach celulozowo-papierniczych dostarczających w sumie 1000 MW. Słabo wygląda wykorzystanie odpadów drzewnych z pielęgnacji miast. Niewiele zakładów komunalnych posiada tego typu ciepłownie. Jednym z nich jest Miejski Zakład Oczyszczania w Otwocku, gdzie zastosowano kocioł na zrębki o mocy 150 kW wyposażony w palenisko fluidalne. Rozdrobnione paliwo - zanim trafi do kotła - poddawane jest wstępnemu osuszeniu na specjalnej suszarce podłogowo-komorowej, znajdującej się w magazynie tuż przy kotłowni. Dozowanie zrębków do paleniska odbywa się w sposób automatyczny za pomocą przenośnika ślimakowego. Ciepłownia ogrzewa szklarnie, w których hodowane są rozsady roślin. Przy założeniu, że kocioł pracuje w sezonie przez 155 dni, wykorzystując w tym czasie średnio 40% swej mocy nominalnej, wyliczono że roczne zapotrzebowanie na zrębki wynosi około 126 ton. Podczas roku kalendarzowego w wyniku prac pielęgnacyjnych w Otwocku odpadów z gałęzi jest znacznie więcej i według szacunków wynosi 625 ton. Można by zatem dostarczyć paliwa do jeszcze kilku takich systemów.
Koszt instalacji układu technologicznego wraz z kotłem fluidalnym i suszarnią zrębków wyniósł około 75 tys. zł. Koszt samego kotła wraz z automatyką stanowił 70% inwestycji. Zwrot poniesionych nakładów spodziewany jest po 4 latach eksploatacji systemu.

Rośliny energetyczne

Z roku na rok przybywa plantatorów upraw energetycznych*. Najbardziej popularne obszary hodowlane znajdują się w województwie małopolskim, śląskim, świętokrzyskim, opolskim i podkarpackim. Zainteresowani są posiadacze niewielkich gospodarstw rolnych, ale też i większe podmioty. Potwierdzeniem mogą być ciepłownie na biomasę zlokalizowane w Sępolnie Krajeńskim, Nowej Dębie i Radkowie. Jednym z najlepiej przystosowanych gatunków roślin do naszych warunków klimatycznych i równocześnie najbardziej wydajnych jest wierzba Salix Viminalis, której wartość opałowa suchej masy wynosi ok. 18 MJ/kg. Zachwalana jest jako odporna na susze, pożary i powodzie. Nie stwierdzono też dotychczas wśród hodowców większych szkód na istniejących plantacjach spowodowanych działaniem chorób i szkodników. Wydajność krzewów jest dosyć spora, ponieważ charakteryzują się one dużym przyrostem wynoszącym do 20-25 ton masy suchej na 1 ha rocznie. Plantacja staje się w pełni produktywna już po trzech latach od rozpoczęcia uprawy, a jej żywotność określana jest na około trzydzieści lat. Oprócz celów energetycznych roślina może być także wykorzystywana jako materiał do produkcji płyt wiórowych. Dodatkowym źródłem dochodów jest możliwość sprzedaży sadzonek (póki jeszcze są chętni na zakupywanie sadzonek pochodzących nie z własnych upraw). Ścinkę drzew zaleca się dokonywać co trzy lata w sezonie zimowym kiedy wilgotność krzewów jest najniższa. Inną z bardziej znanych roślin hodowanych do celów energetycznych jest odmiana PETEMI malwy pensylwańskiej. Rozważając założenie plantacji warto też rozważyć roślinę trawiastą o nazwie miskant olbrzymi. Mniej popularny w Polsce, ale bardzo wydajny i posiadający podobną wartość opałową do upraw wymienionych powyżej. Jego produktywność po trzech latach od rozpoczęcia uprawy wynosi do 30 ton suchej masy z 1 ha. Żywotność plantacji wynosi ok. 9 lat.
*
Potencjał biomasy w Polsce mamy większy niż możliwości wykorzystania jej w praktyce. Często słyszy się ze strony przedsiębiorców, że brak nam w kraju odpowiednich unormowań prawnych wytyczających jednoznacznie politykę w temacie wykorzystywania odnawialnych źródeł energii. Jedną z głównych barier rozwoju tego sektora energetycznego jest też brak odpowiednich technologii, których wdrażanie wiąże się z wysokimi nakładami inwestycyjnymi związanymi z zakupem stosownych licencji i urządzeń. Obecne przepisy prawne dają wprawdzie pewne możliwości ulg na wydatki dotyczące zakupu i instalacji obiektów do produkcji energii z naturalnych źródeł, lecz są one skierowane tylko do wybranej grupy spośród znacznie szerszego grona zainteresowanych. Co ważne, istnieje kilka instytucji wspierających finansowo budowę inwestycji związanych z odnawialnymi źródłami energii. Należy tu wymienić: Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej, EkoFundusz, Fundusz Termomodernizacji, Wojewódzkie Fundusze Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej, Fundację Programów Pomocy dla Rolnictwa, Agencję Własności Rolnej Skarbu Państwa i Fundację Rolniczą. Można też korzystać ze wsparcia finansowego programów komisji europejskiej lub innych organizacji zagranicznych. Wśród funduszy Unii Europejskiej wspierających projekty dotyczące energii odnawialnej znajdują się: PHARE, ISPA, SAPARD, Altener II, Synergy, Life oraz 5. Program Ramowy Badań, Rozwoju Technicznego i Prezentacji. Innym sposobem dofinansowania projektu związanego z produkcją energii ze źródeł odnawialnych jest pozyskanie funduszy z programów dwustronnych, zawartych przez Polskę z innymi krajami takimi jak np. Niemcy, Szwecja lub Dania.

* Redakcja miesięcznika ENERGIA GIGAWAT zdecydowanie rekomenduje wykorzystywanie biomasy do celów energetycznych. Tym niemniej - jak już niejednokrotnie dawaliśmy temu wyraz na łamach - odradzamy rolnikom przestawianie się z produkcji żywnościowej na nieżywnościową przed wstąpieniem naszego kraju do Unii Europejskiej.