Dėl energetinių išteklių kainų nestabilumo, neprognozuojamo ir nepatikimo tiekimo ieškoma pigesnių, alternatyvių atsinaujinančių kuro šaltinių, taip siekiant mažinti ar bent stabilizuoti šilumos kainą galutiniam vartotojui. Deginant biomasę, mažiau teršiama aplinka, tačiau alternatyvus kuras turi ir trūkumų.

Ekologiniu atžvilgiu biomasės deginimas turi daug pranašumų – CO2 emisijos neutralios, aplinka neteršiama aromatiniais angliavandeniliais, sie­ros junginiais ir sunkiaisiais metalais. Bet investuotojams pradėjus ruošti detalųjį projektą, iškyla daug klausimų.

Ištekliai ir kaina

Norintiems pastatus šildyti, deginant biomasę ar medieną, labai svarbu žinoti, kokie išteklių rezervai. Kurui galima naudoti medieną ir jos atliekas, greitai augančius augalus, šiaudus, pašarams netinkamas žoles. Atrodo šaltinių daug, bet po atidesnės analizės paaiškėja, kad ekonomiškai priimtinų variantų ne taip jau ir daug. Mediena ir biomasė nėra toks kaloringas kuras kaip akmens anglis ar naftos produktai. Pastarųjų šilumingumas ne mažesnis kaip 37 MJ/ kg, o biomasės – 17–18 MJ/kg.

Mažesnis ir biomasės tankis. Norint sukaupti tokį pat pirminės energijos kiekį, teks pervežti kelis kartus didesnį biomasės kiekį. Ekonominiai skaičiavimai rodo, kad didesnį kaip 30 km atstumą vežti biomasę neapsimoka. Be to, jai gabenti reikalingas specializuotas transportas ir logistikos infrastruktūra. Pirminis biomasės perdirbimas ir transportas – tai ne tik papildomos išlaidos, bet ir aplinkos tarša. Deja, ekologiški degalai vis dar sunkiai skinasi kelią į sunkvežimių bakus.

Reikia įvertinti ir kitus kriterijus: ar pakaks resursų, kol atsipirks investicijos, ar kuras bus tinkamos kokybės, ar kainos bus konkurencingos, palyginti su kitomis kuro rūšimis. Energetinių augalų plantacijos dar tik pradedamos sodinti. Artimiausius metus pagrindinis šaltinis bus tik medienos perdirbimo atliekos, nerūšinė mediena ir biomasė – šiaudai, žolės. Išskirti reikėtų rapsų perdirbimo atliekas ir nekokybišką ar panaudotą gamyboje aliejų. Vis daugiau žemdirbių imasi auginti rapsus ir šaltuoju spaudimo būdu spausti iš jų aliejų.

Išspaudose lieka nuo 8 iki 12 proc. aliejaus. Jos naudojamos kaip daug baltymų turintis komponentas pašarams gaminti. Iš vienos tonos sėklų po spaudimo lieka apie 660 kg išspaudų, kurių šilumingumas 20 proc. didesnis negu medienos. Per paskutiniuosius trejus metus rapsų aliejaus gamyba išaugo daugiau negu tris kartus, o rinkoje jau pastebimas išspaudų perteklius. Šiuos produktus panaudoti kurui dėmesio verta alternatyva. Ekologiniu ir ekonominiu požiūriu naudoti aliejų energetikoje yra efektyviau negu biodyzeliną. Biodyzelino gamybos sąnaudos sudaro apie 32 proc. galutinio produkto kainos (įskaitant tik sėklų valymą, aliejaus spaudimą ir esterizaciją bei jai naudojamus produktus), o aliejaus – tik 15 proc. Grynas aliejus ne toks agresyvus aplinkai kaip biodyzelinas, o jį gaminant nenaudojamos ir nesusidaro aplinką teršiančios medžiagos.

Rengiantis statyti biomasės ar medienos deginimo katilus, būtina įvertinti ir tokio kuro kainas. Deja, jas prognozuoti esamoje ekonominėje situacijoje sudėtinga. Skaičiuojant išlaidas, reikėtų įtraukti ir mokestį už aplinkos taršą. Europos Sąjungoje atsinaujinančių energijos šaltinių naudojimas remiamas įvairiomis formomis – priemokos už parduotą energiją ir garantuotas jos supirkimas didesnėmis kainomis, žalieji sertifikatai, lengvatiniai kreditai ir mažesni mokesčiai už kuro savybėmis sąlygotas nedideles emisijas. Tačiau biokuro naudojimas neatleidžia nuo taršos mokesčių, kai emisijos vertės viršija leistinas ribas.

Tarša ir katilo tipas

Kad biomasė ir mediena visiškai pateisintų aplinkosaugos argumentus ir kuo mažiau terštų aplinką, svarbu ne tik įrengti modernius ir patikimos konstrukcijos katilus bei degimo produktų valymo įrenginius, bet ir tinkamai paruošti patį kurą. Europos šalyse komunalinio-buitinio sektoriaus išskiriama anglies dvideginio dalis bendrajame aplinkos taršos balanse sudaro tik apie 10 proc., CO kiekis – 52, aromatiniai angliavandeniliai – 84, kietosios dalelės – 40, sunkieji metalai – 40–60 proc. Aplinkos taršą didina neautomatizuoti katilai, naudojamas prastos kokybės kuras, žema eksploatavimo kultūra.

Emisijų dydis energetiniuose objektuose, naudojančiuose biokurą, Lietuvoje reglamentuojamas dokumentu LAND 43-2001.

Kokia kenksmingų medžiagų emisija, tirta įmonių bei centralizuoto šilumos tiekimo bendrovių katilinėse, naudojančiose medieną ir jos perdirbimo atliekas. Matavimai atlikti vidutinės galios (nuo 1 iki 5,4 MW) automatizuotų įvairių tipų ir gamintojų katilų. Bandymų metu katilo apkrova buvo ne mažesnė kaip 50 proc. Deginamai biomasei būdinga nedidelė sieros oksido emisija. Palyginti su anglių katilais, sieros oksidų koncentracija degimo produktuose 8–16 kartų mažesnė. Atskirais matavimais nustatyta didesnė kaip sieros junginių 70 mg/m3 koncentracija gali būti tik dėl užterštos medienos atliekų priemaišų kure (faneros, klijuotų ir laminuotų drožlių plokščių ir kt.).

Kai kurių tirtų objektų degimo produktuose nustatyta didesnė už leistinąją azoto oksidų koncentracija. Atsižvelgiant į biomasės specifiką, normose nurodoma daug didesnė leistinoji koncentracija – 750 mg/m3. Dauguma katilų šią normą atitiko. Bandant Bicomb ir Claughan katilus, aptikta 1,5 karto daugiau azoto oksidų, nes azoto daugiau buvo deginamoje biomasėje. Ypač daug azoto susikaupia smulkiose šakose, medžių žievėje.

Atlikti matavimai leidžia prognozuoti, kad naudojant greitai augančių energinių augalų biomasę, išlaikyti leistiną azoto oksidų kiekį nebus lengva. Ruošiant kokybišką kurą, teks taikyti agrotechnines ir technologines priemones.

Kitas būdas mažinti azoto oksidų koncentraciją degimo dujose yra vadinamoji reburningo technologija. Taikant šį metodą, į degimo kameros tolimesniąją zoną paduodamas papildomas kuro kiekis. Jam skaidantis aukštoje temperatūroje susidarę CH radikalai redukuoja azoto oksidus iki molekulinio azoto. Šis būdas efektyvus, o jam įdiegti nereikia didelių investicijų. Tam gali būti naudojamas įvairus kuras – gamtinės dujos, akmens anglies dulkės, krosninis kuras, biomasė. Prie efektyvių kuro rūšių priskiriamos gamtinės dujos (55 proc.), biodujos (52 proc.) ir augaliniai aliejai bei jų mišiniai su krosniniu kuru (47 proc.). Naudojant biomasę (medienos dulkes, smulkintus šiaudus ir žolę, kitas atliekas), NOx kiekį galima sumažinti 18–25 proc. Reburningui sunaudojamo kuro kiekis neturi viršyti 20 proc. pagrindinio kuro kiekio, nes didesnis kiekis neturi įtakos NOx koncentracijai ir net blogina katilo efektyvumą dėl pasikeitusių degimo sąlygų pakuroje.

Anglies monoksido emisijos tirtuose katiluose buvo gana žemo lygio. Nustatyti dideli to paties katilo tipo atskirų matavimų skirtumai gali būti dėl eksploa­tavimo kultūros ar deginamo kuro savybių. Visose katilinėse medienos atliekos, nerūšinė mediena  buvo smulkinama ir paduodama deginti į katilus. Plačios kuro drėgmės ir kaloringumo kaitos ribos neišvengiamos. Taigi kalbėti apie optimalaus darbo režimo palaikymą gana sunku. Tai patvirtino deguonies pertekliaus koeficiento matavimai. Eksploatuojant katilus stengiamasi visiškai sudeginti kurą ir užtikrinti normalų jo veikimą. Naudingumo koeficientui didelės reikšmės neteikiama, nes medienos atliekos tokiu būdu utilizuojamos ir kartu gaminama šiluminė energija.

Binder katilo CO emisijos, kitoms emisijoms esant to paties lygio, skyrėsi daugiau kaip du kartus, o 4,74 MW galios Politechnik katilo – daugiau kaip 5 kartus. Išimtis tarp tirtųjų yra Claughann katilo, kurio emisijos buvo didžiausios. Anglies monoksido koncentracija šio tipo katilams buvo artima ribinei arba ją viršijo visų atliktų matavimų metu. Nemaža CO koncentracija nustatyta ir Binder katilui. Didelis skirtumas tarp atskirų matavimų (per 2 000 mg/m3) gautas dėl netinkamo katilo reguliavimo.

Visi tirti katilai turėjo cikloninius filt­rus, kurių efektyvumo koeficientas siekė 85–95 proc. Nustatytos kietųjų dalelių emisijos daug mažesnės už leistinąją ribą (400 mg/m3) naujos konstrukcijos katilams. Išimtis – Cloughan katilai, jų emisijos didesnės net 2–3 kartus už anglimi kūrenamus katilus. Turint omenyje rea­liai mažesnį sumontuotų filtrų efektyvumą (75–80 proc.), be jų kietųjų dalelių emisijos būtų gerokai didesnės už leistinąją normą. Tai patvirtino srauto matavimai prieš valymą. Biotherm katile kietųjų dalelių koncentracija kanale prieš cikloninį filtrą viršijo 600 mg/m3. Deginant biomasę tinkamai eksploatuojamose katilinėse, aplinkos taršą kietosiomis dalelėmis galima sumažinti 5–10 kartų negu deginant anglį. Pateikti duomenys rodo, kad biomasės ir medienos ekologiškas deginimas įmanomas tik taikant šiuolaikines technologijas, laikantis technologinės disciplinos eksploatuojant įrengimus ir ruošiant kurą.