Pojmem biomasa označujeme veškerou hmotu biologického původu (rostlinného a živočišného). Pro energetické účely se využívá cíleně pěstovaných rostlin nebo odpadů ze zemědělské, potravinářské či lesní produkce.

• Dopad na životní prostředí
• Využití biomasy
• Přednosti a nevýhody
• Energetické plodiny

Dopad na životní prostředí

Biomasa je vlastně biologický odpad vznikající v přírodě působením fotosyntézy nebo metabolických procesů. Už to nasvědčuje tomu, že z ekologického hlediska nepředstavuje její zpracování žádný zdroj umělých škodlivin a emisí. Např. při spalování fytomasy (biomasa rostlinného původu – dřevo, tráva, sláma) se uvolňuje do ovzduší jen to, co bylo rostlinou za jejího života přijato. Jedná se tedy vždy o přirozený cyklus, který nezhoršuje „skleníkový efekt“. I výroba sekundárních paliv či zpracování směsné biomasy je v porovnání s klasickými zdroji a fosilními palivy mnohem šetrnější.

Využití biomasy

Z energetického hlediska lze energii z biomasy získávat různými způsoby, a to přímo – spalováním, nebo nepřímo – výrobou paliv a zpracováním na plynné či kapalné produkty. Energii lze pak využívat pro výrobu tepla nebo elektřiny, nebo jako biopaliva (bionafta, bioplyn apod.).

Pro vytápění se používá zejména přímého spalování fytomasy. Pokud chceme využívat i energii z odpadní biomasy (zbytky krmiv, potravin, hnůj…), musíme mít speciální kotle k tomu určené.

Pro výrobu elektřiny z biomasy se používá stejný princip, na kterém funguje většina klasických elektráren, tzv. parní R-C cyklus. Dalším způsobem je přímé spalování produktů z biomasy ve spalovacích motorech.

Parní R-C cyklus

Parní R-C cyklus je založen na expanzi vysoce přehřáté páry v turbíně, která pak pohání elektrický generátor. Odpadní pára má před vypuštěním do ovzduší velmi nízký absolutní tlak a teplotu cca 30-40 °C. Standardní elektrárny na biomasu reálně dosahují čisté účinnosti kolem 26–28 % (při vlhkosti biomasy 20 %). Při zvyšování vlhkosti však účinnost rapidně klesá (při vlhkosti biomasy nad 35 % se účinnost blíží k 20 %).

• Proces s regenerací tepla je vhodný pro využití biomasy s větší vlhkostí, kdy se odpadní teplo vzniklé expanzí využívá pro její předsoušení. Vyšší energetická účinnost spočívá ve zvýšení výhřevnosti paliva. Teoreticky je možné zpracovat biomasu o vlhkosti až 83 %.
• V teplárně na biomasu se pára z turbíny odvádí při vyšším výstupním tlaku a teplotě (0,4–0,6 MPa, 140–160 °C) a poté se nechá zkondenzovat ve spotřebiči tepla nebo výměníku, na který je připojena například topná soustava. V tomto případě sice poněkud klesne výroba elektřiny zmenšením elektrické účinnosti cyklu, avšak využije se i ta část tepla, která by se v elektrárně jinak nezužitkovala. Reálná účinnost se v důsledku ztrát kotle a turbíny pohybuje kolem 70–80 %.
• ORC (Organic Rankine Cycle) je velmi hospodárný proces společné výroby elektřiny a tepla s využitím zdroje o nízké teplotě. Od obvyklého procesu protitlaké parní turbíny se liší relativně nízkou teplotou odpařování pracovního média, kterým není obvykle používaná voda, nýbrž organický uhlovodík.
• Co-firing je proces společného spalování biomasy, který obvykle probíhá ve velkých elektrárnách.

Spalovací motory

• Výrobu paliv pro využití ve spalovacích motorech zprostředkovávají bioplynové stanice využívající biochemické přeměny. Zejména v čistírnách odpadních vod je tato technologie velmi oblíbená. Zde se ke stabilizaci čistírenských kalů, při čištění průmyslových odpadních vod a při získávání skládkového plynu využívá hlavně anaerobní metanová fermentace. Vzniklý bioplyn se skládá z energeticky hodnotného metanu a vodíku. Naopak nežádoucí a problematické látky jako sirovodík a čpavek je často nutné odstranit, aby nepůsobily agresivně na strojní zařízení.

Přednosti

• Velmi výhodná a ekonomicky úsporná varianta pro vytápění rodinných domů.
• Využívá odpadní látky = nemusíme řešit jejich likvidaci
• Z ekologického hlediska velmi příznivé, nepřispívá ke zhoršování skleníkového efektu.

Nevýhody

• Zařízení spalující biomasu je nutno budovat v centru oblastí, kde se biomasa vyskytuje. Náklady na její svoz z větších vzdáleností jsou totiž značné. Lokality nejvhodnější z hlediska dostupnosti biomasy jsou však často velmi vzdálené od potenciálních spotřebitelů tepla, a proto nemusí být výstavba zdrojů
  s kombinovanou výrobou elektřiny a tepla ekonomická.
• Pohodlí - nelze jen zapnout spínač, nastavit regulaci a vychutnávat si teplo domova. Je potřeba pravidelně dřevo (biomasu) obstarat, připravit, složit do prostoru určeného ke skladování, a při vytápění ho dodávat do kotle a přikládat vždy, když je potřeba. Klade tedy velké nároky na obsluhu.
• Velmi náročné na prostor – nutnost skladování většího množství do zásoby

Energetické plodiny

Energetické plodiny jsou rostliny pěstované přímo pro energetické účely. Jejich kvalita je určena mnoha faktory - druhem půdy, účelem pěstování, způsobem využití, možností sklizně a dopravy, druhovou skladbou v okolí aj. Aby byl tento proces využit s co největší účinností a byl ekonomický, musí se vždy předem porovnat náklady na pěstování a výrobu se získanou energií.

Energetické plodiny můžeme rozdělit podle způsobu jejich využití. Zatímco olejnaté rostliny (především řepka olejná) a rostliny obsahující škrob a cukr (brambory, cukrová řepa ad.) se pěstují hlavně za účelem výroby paliv a pohonných látek, pro vytápění a výrobu energie se pěstují rostliny lignocelulózové. Do této skupiny řadíme rychle rostoucí dřeviny (vrby, topoly, olše), obiloviny, travní porosty (sloní tráva), konopí seté, šťovík Uteuša ad.