Biomassza

A biomassza ökológiai (környezettudományi) fogalom, jelentése: biológiai úton létrejövő szervesanyagtömeg. A fotoszintézis során a producensek (zöld növények) a sugárzó energiát szerves formájában halmozzák fel, amelyet primer produkciónak nevezünk, adott ökoszisztémában egy adott időpontban meghatározott mennyiségű szervezet van jelen, amelynek mennyiségét biomasszának nevezzük. Ez a fitomassza (növények tömegének), zoomassza (állatok tömegének) és az egyéb élőlények tömegének az összege. A biomassza élettelen de nem kevésbé jelentős összetevője a nekromassza, mint például az elhalt fatest. A nekromassza azonban nem azonos az elhalt szerves anyaggal. Az elhalt szervesanyag az elhalt növényi és állati szervezeteket, a lehullott leveleket, a humuszt stb. foglalja magában. Az elhalt szerves anyag a biomasszának – az élőközösség típusától függően- töredéke de többszöröse is lehet. Az elhalt szerves anyag sorsa hogy vagy lebomlik vagy elég (pl. erdőtüzekben) és így lezárul a bioszféra anyag és energia körforgalma. Egy további lehetséges útvonal, hogy felhalmozódva mélyebb földrétegekbe kerül, eltemetődik. Így évszázadok alatt kőolaj vagy szén mezők alakulhatnak ki belőle. A biomassza fontos jellemzője a produkció, mely az időegység alatt keletkező szervesanyag tömegét jelenti területegységre vonatkoztatva. A szárazföldön pl. az elsődleges produkció révén évente és hektáronként átlagosan mint egy 3,4 tonna szerves anyag keletkezik (vagyis a produkció 3,4 g/m² évente), és ez azt jelenti, hogy négyzetméterenként 6250 kJ energia kötődik meg. Mind az elsődleges mind a másodlagos produkció az ökoszisztéma típustól függően természetesen nagyon eltérő intenzitású. A keletkező biomasszában kb. 45-50% carbon (azaz szén) van, ami miatt az energiaválságot követően a biomassza energetikai célú hasznosítása nagy lendületet vett. Fontos azonban tudni, hogy a biomassza elsősorban élelem, másodsorban takarmány, harmadsorban ipari alapanyag, negyedsorban tápanyag a termőhelynek és csak ezután energiaforrás. Magyarországon az energetikai célra felhasználható biomassza mennyisége az összes primer produkció 6%-a.

A biomassza energetikai hasznosítása

A biomassza energetikai hasznosítását az energiahordozóként kialakított biomassza halmazállapota szerint szokták csoportosítani, így szilárd, cseppfolyós és gázhalmazállapotú biomasszáról beszélünk. A szilárd halmazállapotú biomasszát általában közvetlenül eltüzelik, a folyékony halmazállapotút robbanómotorok üzemanyagaként használják.

Tüzelhető biomassza

A tüzelhető biomasszák jellemzően viszonylag alacsony nedvességtartalmúak (ld. szárítás) és ennek megfelelően magas fűtőértékűek. A tüzelhető biomasszákkal szemben fontos követelmény, hogy az éghetetlen hamutartalmuk olyan vegyi összetevőkből álljon, amelyek nem roncsolják szét a kazánberendezést, illetve nem olvadnak rá a fűtőfelületekre, valamint nem okoznak jelentős levegőszennyezést. A legjellemzőbb tüzelt biomassza-fajták : tűzifa apríték (erdei lágy v. keménylombos erdőkből előállítva, fűrészüzemi hulladékokból, illetve lágyfa-energiaültetvényekből (például nyárfa) előállítva, fűrészpor (fűrészipari melléktermék), szalma, energiafű, illetve ezekből előállított pellet.

Elgázosítható biomassza

A biológiailag elgázosítható biomasszák jellemzően nagyobb nedvességtartalmú növényi hulladékból, vagy állati hulladékból áll. Pl: cukortartalmú növények, zöld növényi hulladék, állati szennyvíziszap, trágya. Biomassza elgázosítás történhet elgázosító kazánban is, ahol tökéletlen égés során nyerünk ú.n. generátorgázt. Az erre a célra használható biomasszákat lásd a 'Tüzelhető biomasszák' között.

Gépjármű-üzemanyagként hasznosítható biomassza

Ezeket a biomasszákat két alapvető csoportra bontjuk a helyettesített tüzelőanyag fajtája szerint:

Benzin esetében (ld. bioetanol): magas cukortartalmú (cukorrépa, cukornád), magas keményítőtartalmú (kukorica, burgonya, búza) vagy magas cellulóztartalmú (szalma, fa, nád, energiafű) növények, melyekből etanol gyártható.

Diesel esetében (ld. biodízel): olajtartalmú növények, melyből az olaj kisajtolható, és egyszerűbb vegyszeres kezelések után a diesel olajhoz hasonló anyag nyerhető (például repce, oliva, napraforgó stb.)

Jelentősége

A biomasszák jelentősége, hogy fosszilis energiahordozók válthatók ki velük, így megvalósítható a fenntartható energiafelhasználás (fenntartható fejlődés). Mivel ezek a biomasszák a megfelelő kezelés esetén megújuló energiaforrások, vagyis rövid életciklusban általában 1 éven belül újból megtermelődnek, használatuk esetén elvileg bányászott energiahordozók takaríthatók meg (kőszén, földgáz, kőolaj). Így a megtakarított fosszilis energiahordozók nem fokozzák a levegő szennyezettségét és a CO₂ tartalmának növekedését (üvegház-hatás, globális felmelegedés). A biomasszából nem csupán energia, de cseppfolyosítva üzemanyag is nyerhető, mely jelenségre a brazil bioetanol az egyik legjobb példa, ahol 2011 végén közel 15 millió jármű futott részben bioetanollal. A biomasszából nyerhető üzemanyagok új generációs képviselője lehet az algákból nyerhető üzemanyag, mely a hagyományos üzemanyagnövényeknél magasabb hozamra lehet képes.

Kritikája

A biomasszából előállított energia alkalmazásával nem szakítunk azzal a többi energiaforrásra is alkalmazott, ámde egyes szakértők szerint téves megközelítésünkkel, hogy a bolygó teljes egésze az emberiség igényeinek kiszolgálásáért van. Ha a mezőgazdasági területeken termő növényeket elégetjük, rengeteg élőlény táplálékforrását és élőhelyét égetjük el. Emellett felmerül annak kérdése is, hogy a művelhető területeken erdő, élelmiszer, vagy energia teremjen. Ez utóbbi az egyre fokozódó társadalmi különbségek miatt is kérdés.

Kapcsolódó szócikkek

• megújuló energiaforrások
• bioetanol
• biodízel
• biogáz
• apríték

Források

• Dr. Horváth Balázs, Pestiné dr. Rácz Éva Veronika: Ökológia (2011)
• Tankönyvtár - Ökológia
• Barótfi I.: Környezettechnika
• Tankönyvtár - Környezettechnika
• BARÓTFI I.: Megújuló energiaforrások, Energiafelhasználói Kézikönyv. Szerk.: Barótfi I. Budapest: KÖTECH Kiadó, 1994. 627-867. o.

További információk

• Hírek, újdonságok a biomassza felhasználásáról - www.ujenergiak.hu – Biomassza
• A jövő energiahordozói
• Sollers2003 - a biomassza piac
• Agrogál - a biomassza termékek
• Biomassza - a biomassza linkgyűjtemény
• Ökogáz - Lakossági biomassza hasznosítás
• dr. Gyulai Iván: A biomassza-dilemma