Úvod / Pôdohospodárstvo podľa tém / Obnoviteľné zdroje energie / Biomasa

Termochemická konverzia biomasy na biopalivá

16-12-2021
prof. Ing. Ján Gaduš, PhD. | Jan.Gadus@uniag.sk
Slovenská poľnohospodárska univerzita v Nitre

Úvod

Podľa Svetovej asociácie pre bioenergiu (WBA - World Bioenergy Association), ktorá každoročne vydáva Globálnu štatistiku bioenergie (Global Bioenergy Statistics 2020): v celosvetových dodávkach energie stále dominujú ako zdroje fosílne palivá. Až 81 % celkových dodávok primárnej energie pochádza z uhlia, ropy a zemného plynu. Technológie obnoviteľnej energie a to solárnej, veternej, vodnej, geotermálnej, energie biomasy, atď. mali v roku 2018 celkový podiel 13,8 % na dodávkach primárnej energie. Aj napriek významnému ročnému tempu rastu cca o 2,4 % od roku 2000 zostáva posledné dve desaťročia podiel obnoviteľných zdrojov na celom svete konštantný. Je to do značnej miery spôsobené porovnateľným nárastom celkových dodávok energie a to o 2,0 %. Na splnenie medzinárodných cieľov v oblasti energetiky a ochrany klímy je dôležité, aby technológie obnoviteľnej energie rástli oveľa rýchlejším tempom, ale zároveň je potrebné vynaložiť aj úsilie na zabezpečenie stratégie utlmenia výroby a využívania fosílnych palív na celom svete. Vývoj celkových dodávok primárnej energie vo svete od roku 2000 je vidieť na grafe Obr. 1.

Obr. 1

Obr. 1: Globálne celkové dodávky primárnej energie

Percentuálne zastúpenie zdrojov v celkových svetových dodávok primárnej energie je prehľadne ukázaný na grafe Obr. 2.

Obr. 2

Obr. 2: Celkové svetové dodávky primárnej energie v roku 2018

V roku 2018 sú spomedzi kontinentov celkové dodávky primárnej energie z fosílnych, jadrových a obnoviteľných zdrojov najvyššie v Ázii (Tab.1). Tento kontinent je silne závislý na uhlí ako hlavnom energetickom zdroji, pričom 42 % celkových dodávok energie pochádza práve z uhlia. Amerika vrátane Severnej, Strednej a Južnej Ameriky je závislejšia od ropy a ropných produktov, ktoré majú podiel 37 % na energetickom mixe. Spomedzi obnoviteľných zdrojov energie má africký kontinent najvyšší podiel vďaka vodnej energii a tradičnej biomase na vykurovanie a varenie.

Tab. 1: Celkové dodávky primárnej energie na kontinentoch v roku 2018

Tab. 1

Energetická matica poskytuje prehľad o spotrebe rôznych palív vo všetkých sektoroch konečného použitia. Celosvetovo sa v roku 2018 spotrebovalo 439 EJ energie. Pričom 20 % predstavovala spotreba vo forme elektriny, 28 % ako palivo pre sektor dopravy, zatiaľ čo zvyšných 50 % bolo vo forme tepla.

Spomedzi sektorov mali obnoviteľné zdroje v sektore elektrickej energie najvyšší podiel 26 % - hlavne kvôli rozsiahlemu využívaniu slnečnej a veternej energie v kombinácii so zavedenými technológiami, ako je vodná energia.

V sektore dodávok tepla je podiel obnoviteľných zdrojov 8,1 %, pričom príspevok elektrární je 21 % na priamych dodávkach tepla pre konečného spotrebiteľa. Bioenergia je najväčším obnoviteľným zdrojom energie v sektore vykurovania s viac ako 90 % - ným podielom medzi všetkými obnoviteľnými zdrojmi s malým podielom geotermálneho a slnečného tepla.

Sektor dopravy má najnižší podiel obnoviteľných zdrojov iba 3,4 %, z toho bioenergia tu predstavuje len 3,1 %.

Prehľadne je vidieť spotrebu rôznych palív vo svete v roku 2018 v tabuľke Tab. 2.

Tab. 2: Spotreba jednotlivých palív vo svete v roku 2018

Tab. 2

Biomasa je jedným z kľúčových obnoviteľných zdrojov energie (OZE) a je významným faktorom pri dosahovaní európskych klimatických cieľov do roku 2030, keď 32 % spotreby energie v Európskej únii (EÚ) by malo pochádzať z obnoviteľných zdrojov. Členské štáty EÚ sledujú špecifické cesty k splneniu svojich povinností, ktoré sú definované v národných akčných plánoch podľa príslušných energetických trhov a dostupných zdrojov. V roku 2018 predstavoval podiel obnoviteľných energií v EÚ 18,9 % hrubej konečnej spotreby energie (Eurostat, 2020). S podielom viac ako 58 % na spotrebe energie z obnoviteľných zdrojov energie predstavuje biomasa hlavný obnoviteľný zdroj energie v EÚ.

Podľa Eurostatu sa Slovensko skokovo zaradilo medzi krajiny, ktoré vedú v zelenej energii.  Do štatistiky sa totiž dostali nové údaje o spotrebe biomasy v domácnostiach. Bude to mať ďalekosiahle dôsledky pre slovenskú energetickú politiku, hovoria výrobcovia energie z obnoviteľných zdrojov.

Slovensko zvýšilo podiel obnoviteľnej energie v energetickom mixe medzi rokmi 2018 a 2019 o 5 percentuálnych bodov z 11,9 na 16,9 %. Znamená to, že pohodlne splní svoje záväzky prijaté do konca roka 2020. Ak sú údaje správne, Slovensko nebude mať problém splniť ani aktuálny cieľ do roku 2030, ktorý je na úrovni 19,2 %.

Obnoviteľné zdroje energie (OZE) zohrávajú dôležitú úlohu v boji proti zmene klímy, pretože napomáhajú znižovať emisie skleníkových plynov. Obnoviteľná energia tiež znižuje závislosť od dovážaných fosílnych zdrojov energie. Prechod na ekologickejšiu energiu vytvára pracovné miesta a zvyšuje hospodársky rast v Európskej únii (EÚ). To sú dôvody, prečo sa EÚ zaviazala zvýšiť podiel svojej spotreby energie z obnoviteľných zdrojov na 20 % do roku 2020. V mnohých prípadoch sa biomasa najlepšie využíva v miestnych systémoch zásobovania a spotreby energie a to je dôvod, prečo je cieľ EÚ v oblasti obnoviteľných zdrojov energie dobrou správou pre vidiecke oblasti EÚ, keďže stimuluje vytváranie pracovných miest, inovácie, obchodné príležitosti a prosperitu na vidieku. Bioenergia je zďaleka najdôležitejším typom obnoviteľnej energie v EÚ, pričom v súčasnosti produkuje dve tretiny všetkých obnoviteľných zdrojov energie v EÚ.

Biomasa je jeden z významných obnoviteľných zdrojov energie ako v celosvetovom, tak aj v európskom meradle. Ako zdroj energie môže byť použitá priamo, napríklad drevo, slama, alebo môže byť spracovaná do inej formy palív, napríklad biopalív či bioplynu a až následne využitá na energetické účely.

Bioenergia je obnoviteľná energia získavaná z prírodných biologických zdrojov. Cennými zdrojmi môžu byť mnohé prírodné zdroje, ako sú rastliny, zvieratá a ich vedľajšie produkty. Moderná technológia dokonca robí zo skládok alebo zón odpadu potenciálne bioenergetické zdroje. Môže sa použiť ako udržateľný zdroj energie, ktorý poskytuje teplo, plyn a palivo. Pretože energia obsiahnutá v zdrojoch, ako sú rastliny, sa získava zo slnka prostredníctvom fotosyntézy, môže sa sústavne obnovovať a teda považovať za nevyčerpateľný zdroj.

Využívanie bioenergie má potenciál znížiť našu uhlíkovú stopu a prispieť tak ku skvalitneniu životného prostredia. Aj pri konverzii biomasy na energonosiče sa produkuje určité množstvo oxidu uhličitého ako pri tradičných fosílnych palivách. Ich vplyv sa však môže minimalizovať, ak sa nahradí lesná biomasa rýchlorastúcimi drevinami a energetickými bylinami. Rýchlorastúce stromy a energetické byliny sú preto východiskovou surovinou pre bioenergie.

Využívanie bioenergie je možné charakterizovať dvomi hlavnými kategóriami: „tradičné“ a „moderné“. Tradičné využitie predstavuje najmä spaľovanie biomasy v takých formách, ako je drevo, živočíšny odpad a tradičné drevené uhlie. Medzi moderné technológie v oblasti bioenergetiky patria: výroba kvapalných biopalív väčšinou zo zámerne pestovanej biomasy v biorafinériách; bioplynové zariadenia, kde je bioplyn produkovaný anaeróbnou digesciou predovšetkým zvyškov a vedľajších produktov z poľnohospodárstva a potravinárstva, ako aj komunálnej sféry; systémy vykurovania na drevné štiepky a pelety; a ďalšie technológie, napr. pyrolýza.

Približne tri štvrtiny svetovej spotreby energie z obnoviteľných zdrojov predstavuje bioenergia, pričom viac ako polovica z toho je zabezpečené tradičnými technológiami využívania biomasy. Biomasa má teda významný potenciál a môže sa priamo spaľovať na účely vykurovania alebo výroby energie, alebo sa môže konvertovať na náhrady ropy alebo plynu. Kvapalné biopalivá, ktoré sú vhodnou obnoviteľnou náhradou za benzín a naftu, sa väčšinou používajú v odvetví dopravy.

Slovensko by sa malo podľa schváleného akčného plánu sústrediť najmä na využívanie biomasy. V súčasnosti Slovensko využíva z obnoviteľných zdrojov najmä vodnú energiu. Pri projekcii využívania obnoviteľných zdrojov energie sa zohľadnil princíp minimalizácie nákladov pri integrovanom prístupe využívania obnoviteľných zdrojov energie a zníženia emisií skleníkových plynov.

Energetické byliny

Poľnohospodárska pôda predstavuje až 47 % celkovej výmery Slovenskej republiky. Z toho nevyužitá poľnohospodárska pôda dosahuje viac ako 460-tisíc hektárov Túto pôdu, ktorá sa nevyužíva na pestovanie plodín pre potravinové účely, by bolo možné využívať výhodne na produkciu biomasy pre bionergetiku. Polemika, ktorá sa šíri propagandou o pestovaní energetických plodín na výrobu palív na úkor produkcie potravín sa nezakladá na pravde. Hlavným dôvodom má byť údajné znižovanie výmery poľnohospodárskej pôdy na pestovanie plodín na potravinové účely. V tomto prípade toto tvrdenie nie je akceptovateľné, hlavne ak berieme do úvahy pôdnoklimatické podmienky Slovenska. Výmera nevyužívanej poľnohospodárskej pôdy za posledné roky v SR totižto neustále stúpa. V prvom rade je to pokles počtu chovaných hospodárskych zvierat a tým aj pokles potrieb pestovania krmovín pre ich chov.

Najviac nevyužitých poľnohospodárskych pôd bolo zaznamenaných v Žilinskom kraji (42 %), Trenčianskom kraji (32 %) a Prešovskom kraji (25 %). Najmenej nevyužitej poľnohospodárskej pôdy bolo zaznamenanej v Nitrianskom kraji (len 8 %), Košickom kraji (10 %) a Trnavskom kraji (12 %). Vo všeobecnosti je možné konštatovať, že len cca 1 940-tisíc hektárov poľnohospodárskej pôdy je využívaná na poľnohospodársku produkciu. Zvyšných viac ako 460-tisíc hektárov (t. j. 19 %) sa vôbec nevyužíva.

Pestovaním energetických rastlín sa neznižuje úrodnosť pôdy s nepriaznivou bilanciou uhlíka. Po ukončení pestovania tieto rastliny zanechávajú pôdu v dobrom štruktúrnom stave s pozitívnou bilanciou živín. Nehovoriac o zabránení výraznejšej veternej a vodnej erózii, vyparovaniu vody a vyplavovaniu živín. Navyše trváce porasty energetických rastlín stabilizujú odtok vody z územia. Z hľadiska hospodárskeho významu sa dokonca odporúča pestovať takého plodiny, a to aj na pôdach nižšej kvality. Pre pestovanie energetických rastlín je tak možné využívať nielen nevyužitú poľnohospodársku pôdu, ale aj pôdu menej kvalitnú napr. okolo ciest alebo kontaminovanú.

Uvažovaný energetický potenciál poľných plodín pestovaných v našich podmienkach sa môže ešte zvýšiť o plodiny pestované na alternatívne energetické využitie. Výskumný ústav pôdoznalectva a ochrany pôdy Bratislava člení poľnohospodársky pôdny fond Slovenska na:

  • primárnu poľnohospodársku pôdu (1 368 tis. ha – 56 % poľnohospodárskej pôdy),
  • sekundárnu poľnohospodársku pôdu (696 tis. ha – 29 % poľnohospodárskej pôdy),
  • ostatnú poľnohospodársku pôdu (370 tis. ha – 15 % poľnohospodárskej pôdy).

Slovenské poľnohospodárstvo môže vyčleniť sekundárnu poľnohospodársku pôdu na účelové pestovanie zelenej biomasy na výrobu energie buď vo forme zelených rastlín na výrobu bioplynu (kukurica, obilniny, strukoviny a pod.) a následnú kombinovanú výrobu elektriny a tepla. Ostatná poľnohospodárska pôda podľa kategorizácie prírodných podmienok pre rozvoj bioenergetiky by mala byť prednostne využívaná na pestovanie energetických rastlín. Z rozlohy takmer 370 tis. ha poľnohospodárskej pôdy sa uvažuje s reálnou pestovateľskou plochou energetických plantáží fytomasy a dendromasy na výmere 100 tis. ha. Vhodné plodiny na tieto energetické účely sú štiavec, ozdobnica čínska, trsteník, láskavec, topinambur hľuznatý, ciroky, krídlatka, technické konope, rýchlorastúce druhy vŕb rodu Salix a pod.

Medzi výhody pestovania energetických plodín môžeme zaradiť aj vytváranie nových pracovných príležitosti, čo môže spomaliť vyľudňovanie vidieka. Energetické plodiny znižujú produkciu emisií i nároky na agrochemikálie a viac šetria životné prostredie. Na ich pestovanie možno využiť i marginálne poľnohospodárske oblasti, nevhodné na pestovanie hospodársky najdôležitejších plodín a rastlín.

Aj napriek tomu, že je SR bohatá na lesnú a poľnohospodársku pôdu, pestovanie rýchlorastúcich drevín a energetických rastlín v našej krajine je problematika relatívne nová. Boli vypracované metodické príručky pre pestovanie a zakladanie plantáží rýchlorastúcich drevín a energetických rastlín, ktoré na Slovensku prebiehali na úrovni maloparcelkových pokusov, ale situácia sa mení k pozitívnemu trendu. Konkrétne založené plantáže energetických porastov (ozdobnica čínska, trstenník obyčajný, konope siate technické a pod.) sa začínajú rátať v niekoľkých desiatkach hektárov v rámci celého Slovenska. V podmienkach Východoslovenskej nížiny sa v uplynulých rokoch začalo s pestovaním ozdobnice čínskej a vŕby košikárskej vo väčšom meradle, ako alternatívnych zdrojov energie s následným využitím pre energetické a stavebné účely. Dobré výsledky boli dosiahnuté aj pri pestovaní láskavca. Je tu však aj iný aspekt využitia energetických plodín alebo fytomasy pre produkciu biopalív II. a III. generácie. Sú to perspektívne energetické druhy rastlín testované aj v zahraničí na výťažnosť bioplynu, pre spaľovanie, resp. pyrolýzu. Diverzifikácia poľnohospodárskej výroby na priemyselné využitie fytomasy, je spôsob ako sa udržať v neustálej rastúcej konkurencii zahraničných výrobcov na našom trhu. Pričom na Slovensku sa energetické rastliny pestujú na menej kvalitných marginálnych pôdach. V súčasnosti sa šľachtia nové a introdukované druhy energetických rastlín na účelové využitie. Ozdobnica čínska a jej hybridy Miscanthus x giganteus, trsteník obyčajný - Arundo donax, odrody konopy siatej technickej - Cannabis sativa je len malý výpočet zo šľachtiteľského programu v rámci EÚ, rýchlo sa rozvíjajúceho trhu s biopalivami v Európe, ale aj v rámci celého sveta.

Pri stále sa zvyšujúcich cenách energií je energetické využitie rastlín jednou z možností zvyšovania energetickej účinnosti. Výhodou je okrem iného aj samozásobenie regiónu energiou a zvýšenie jeho nezávislosti na okolí, čo prináša i sociálne výhody formou vytvárania pracovných príležitostí v regióne.

Ozdobnica čínska patrí medzi rastliny, ktoré sa na premenlivé environmentálne podmienky dobre prispôsobujú. Je to viacročná (pereniálna) tráva, ktorá pochádza z prírodných podmienok východnej Ázie a na jednom stanovišti dosahuje trvácnosť 15 – 20 rokov. Pri podobných agroklimatických podmienkach dosahuje výšku 3 – 4 m a produkciu 20 až 40 ton suchej hmoty biomasy z hektára. Ako rastlina s C4 typom premeny uhlíka dokáže lepšie využívať živiny a vodu ako ostatné plodiny. Spĺňa všetky požiadavky na energetické plodiny.

Obr. 3

Obr. 3: Pohľad na plantáž ozdobnice čínskej(Giganteus) pred zberom (január 2021) – VPP SPU v Kolíňanoch
Zdroj: fotografia autor

Technológie pre termochemickú konverziu

Pyrolýza je termický rozkladný proces, ktorý prebieha bez prístupu kyslíka alebo iného oxidovadla, pričom dochádza k štiepeniu organických látok a uvoľňovaniu prchavých látok zo suroviny. Je to technológia známa už stovky rokov a vo veľkom sa využívala na výrobu dreveného uhlia. Záujem o výskum v oblasti pyrolýzy neustále narastá nielen preto, že pyrolýza je samostatne prevádzkovateľný proces, ale je to aj prvá fáza pri každom spaľovaní a splyňovaní paliva. Pyrolýza pozostáva z veľkého počtu chemických reakcií, pri ktorých vzniká veľké množstvo produktov. Časť uvoľnených prchavých látok je skondenzovateľných a predstavujú kvapalný produkt pyrolýzy známy ako pyrolýzny olej (pri pyrolýze biomasy bioolej). Neskondenzovateľný podiel predstavujú permanentné plyny ako oxid uhoľnatý (CO), oxid uhličitý (CO2), vodík (H2), metán (CH4) a iné plynné uhľovodíky. Plynné produkty sa taktiež označujú ako pyrolýzny alebo syntézny plyn. Tuhý neprchavý zvyšok, ktorý ostáva po pyrolýze sa nazýva pyrolýzny koks pri pyrolýze biomasy biouhlie. Zastúpenie produktov pyrolýzy závisí okrem typu a zloženia suroviny aj od reakčnej teploty a tlaku v pyrolýznom reaktore, doby zdržania plynnej a tuhej fázy v reaktore, od typu použitého nosného plynu a od prítomnosti katalyzátora. Pyrolýza je endotermický proces, ktorý vyžaduje, aby bolo teplo dodávané surovine z vonkajšieho zdroja. Teplo môže byť dodávané elektrickým ohrevom, horúcimi spalinami alebo pomocou mikrovlnného žiarenia.

Kontinuálna pyrolýzna jednotka

Základným princípom činnosti pyrolýznej jednotky typu UNIPYR nainštalovanej v Laboratóriu splyňovania biomasy Výskumného centra AgroBioTech SPU v Nitre je kontinuálny tepelný rozklad biomasy a dendromasy, prípadne iných hmôt organického pôvodu (ako papier, textil), zbavených inertných prímesí (ako kov, sklo, zemina, piesok), s kapacitou spracovania surovín do 60 kg za hodinu. Tepelným spracovaním organickej hmoty v reaktorovej zostave bez prístupu vzdušného kyslíka dochádza k rozkladu vstupných surovín na tri hlavné výstupné zložky, a to: syntézny plyn (plynná fáza), reaktorový olej (tekutá fáza) a zuhoľnatená časť vstupných surovín - biouhlie (tuhá fáza).

Technologickú zostavu (Obr. 4) tvorí reaktor I, kde sa surovina predohrieva na teplotu 100 až 180 °C a následne prechádza do reaktora II, v ktorom pri teplote až do 600 °C dochádza k rozkladu (depolymerizácii) suroviny na plynnú fázu (syntézny plyn) a zvyšná časť suroviny zostane v tuhej fáze v podobe biouhlia, ktorý je z reaktora odoberaný vynášacím dopravníkom, kde zároveň je zabezpečované aj ochladzovanie. Plynná fáza je odvádzaná do kondenzátora, v ktorom je ochladzovaná, pričom sa čiastočne vyzráža do kvapalnej fázy (biooleja).

Bioolej je potom možné odoberať z kondenzátora k následnej úprave jeho kvalitatívnych parametrov. Syntézny plyn vznikajúci v technologickom procese nízkoteplotého rozkladu biomasy je odvádzaný plynovodným potrubím a distribučným dúchadlom je dopravovaný po úprave (odvodnenie a odsírenie) do plynojemu a ďalej do viacpalivového motora kogeneračnej jednotky s inštalovaným elektrickým výkonom 30 kWel. Celý proces je riadený a kontrolovaný riadiacou jednotkou. Vyprodukovaná elektrina je využívaná samotnou technológiou na elektrický ohrev bioreaktorov.

Obr. 4

Obr. 4: Hlavné podsystémy pyrolýznej jednotky typu UNIPYR

Výsledky experimentov pyrolýzy podrvenej suchej hmoty ozdobnice čínskej

Pre zdokumentovanie efektívnosti pyrolýznej konverzie biomasy uvádzame ako príklad výsledky experimentov, kde ako vstupná surovina bola použitá podrvená suchá hmota energetickej byliny (Obr. 5): ozdobnice čínskej Giganteus (Miscanthus sinensis Giganteus) dopestovanej na experimentálnej plantáži SPU v Nitre v Kolíňanoch. Pre pokus bola použitá procesná teplota bioreaktora 400 °C, doba zdržania 10 minút a ostatné parametre uvedené v Tab. 3. Z experimentov s uvedeným vstupným materiálom boli získané pri uvedenej procesnej teplote priemerné množstvá biogénnych palív uvedené v Tab. 4.

Obr. 5

Obr. 5: Vstupný materiál – podrvená biomasa ozdobnice čínskej
Zdroj: fotografia autor

Tab. 3: Vstupná biomasa

Tab. 3

Pre ilustráciu uvádzame na Obr. 6 ukážku biouhlia získaného tepelným rozkladom ozdobnice čínskej a reaktorový olej (bioolej, Obr. 7).

Obr. 6

Obr. 6: Výstupné tuhé palivo – biouhlie (400 °C)
Zdroj: fotografia autor

Obr. 7

Obr. 7: Výstupná tekutá zložka – bioolej (400 °C)
Zdroj: fotografia autor

Tab. 4: Vyprodukované biogénne palivá z podrvenej biomasy ozdobnice čínskej

Tab. 4

Elementárna analýza (Tab. 5) vyprodukovaného biouhlia bola realizovaná využitím elementárneho analyzátora vario MACRO cube vo Výskumnom centre AgoBioTech SPU v Nitre. Výhrevnosť (Tab.5) bola stanovená výpočtom využitím Dulongovho vzťahu na základe hodnôt C, H, N, S, O zistených elementárnou analýzou vzorky biouhlia.

Výhrevnosť vyprodukovaného biouhlia dosahovalo porovnateľné hodnoty ako pri fosílnom čiernom uhlí.

Tab. 5: Elementárna analýza biouhlia podrvenej biomasy ozdobnice čínskej

Tab. 5

Záver

Experimenty v poloprevádzkových podmienkach s podrvenou suchou biomasou ozdobnice čínskej Giganteus (Miscanthus sinensis Giganteus) boli zamerané aj na hľadanie optimálnych pomerov, najmä procesnej teploty a rýchlosti posuvu materiálu. Pokusmi bolo preukázané, že skúmaná biomasa je veľmi vhodnou surovinou pre termochemickú konverziu na biopalivá, ale tuhá výstupná zložka – biouhlie môže nájsť aj celý rad ďalších uplatnení, napr. vďaka svojim špecifickým vlastnostiam ako pôdne aditívum.

Veľmi vysoký obsah uhlíka predurčuje energetické využitie biouhlia ako náhrady za vysokokvalitné kamenné čierne uhlie s predpokladanou výhrevnosťou od 20 do 28 MJ.kg-1). Toto biouhlie je možné využívať v stávajúcej podobe, ale aj ako tvarované biopalivo, t.j. pelety, resp. brikety.

Využívanie zuhoľnatenej biomasy pre agronomické účely nie je trendom posledných desaťročí. Už v roku 1929 John Morley zmieňuje v časopise The National Greenkeeper pozitíva aplikácie hnedého uhlia a popisuje následné zlepšenioe pôdnej štruktúry. V šesťdesiatych rokoch boli potom popísané územia v Amazónii, kde spolupôsobenie spálenej biomasy a ďalších organických materiálov viedlo k vytvoreniu veľmi úrodných pôd označovaných dnes ako terra preta. V dôsledku neustáleho zvyšovania koncentrácie CO2 v atmosfére sa novodobo začalo uvažovať, že aplikáciou materiálov s vysokým obsahom uhlíka akým je biouhlie sa časť uhlíka môže dlhodobo ukladať v pôde. Americkí vedci vo svojej štúdii vypočítali, že by bolo možné pyrolýzou biomasy, kde by sa získaval syntézny plyn a bioolej pre energetické účely a biouhlie by bolo použité pre pôdne aplikácie, dosiahnuť sekvestraciu až 10 % ročných emisií z fosilných palív.

Poďakovanie

Táto publikácia vznikla vďaka podpore v rámci Operačného programu Integrovaná infraštruktúra pre projekt: Dopytovo-orientovaný výskum pre udržateľné a inovatívne potraviny, Drive4SIFood 313011V336, spolufinancovaný zo zdrojov Európskeho fondu regionálneho rozvoja.

Literatúra

Cheng, B.-H., et al., 2020. Bio-coal: A renewable and massively producible fuel from lignocellulosic biomass. In: SCIENCE ADVANCES 2020; 6 : eaay0748 3 January 2020.

Demo, M., Húska, D., Jureková, Z., Miklós, N. 2013. Ozdobnica čínska (Miscanthus sinensis A.) ako zdroj biomasy pre energetické účely, Nitra 2013, 42 s., ISBN 978-80-552-0978-4.

Giertl, T., Hauptvogl, M. 2019. Verifikácia možností využívania rýchlorastúcich drevín na výrobu biopalív, Nitra 2019, 71 s., ISBN 978-80-552-2052-9,

Janíček, F., Daruľa, I., Gaduš, J., et al., 2009. Renewable energy sources 1: technologies for a sustainable future, Pezinok - Renesans, 2009. 174 s., ISBN 978-80-89402-05-2, (2009).

Ochodek, T., Najser, J., Horák, J. 2009. Splyňovanie biomasy, Slovgas 4/2009 (2009) 28 – 31.

Bioenergy, Dostupné z https://www.irena.org/bioenergy.

IEA Bioenergy Annual Report 2020, Dostupné z: https://www.ieabioenergy.com/wp-content/uploads/2021/04/IEAB-Annual-Report-2020.pdf.

Renewable Energy Statistics 2019, Dostupné z: https://www.irena.org/publications /2019/Jul/Renewable-energy-statistics-2019.

Global Bioenergy Statistics 2020, World Bioenergy Association, Dostupné z: http://www.worldbioenergy.org/uploads/201210%20WBA%20GBS%202020.pdf.