Energija iz poljoprivrede za poljoprivredu

AP Vojvodina Pokrajinski sekretarijat za poljoprivredu, vodoprivredu i šumarstvo Poljoprivredna savetodavna služba AP Vojvodine, Novi Sad Energija iz poljoprivrede za poljoprivredu Milan Martinov, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad

Poljoprivreda je bila, jeste i biće proizvoñač: Hrane (i pića) Vlakana (za tekstil) Energije Sirovina Svetski problem broj jedan danas je ugroženost životne sredine. Mi Zemlju nismo nasledili od naših predaka, već pozajmili od naših potomaka!

2,4 milijarde ljudi u svetu dana živi bez sanitarnih ureñaja. 800 miliona ljudi gladuje. 50.000 ha tropskih šuma nestaje dnevno. 100 životinjskih i biljnih vrsta nestaje dnevno. 60 miliona t CO 2 emituje se u atomosferu dnevno (kroz ljudsku delatnost); GHG (greenhouse gases) gasovi koji izazivaju efekat staklene bašte. 20.000 ha poljoprivrednog zemljišta gubi se dnevno. Poslednjih 300 godina iskorišćeno je 33% fosilnog goriva (nafta, ugalj, gas), koje je nastalo prethodnih 300 miliona godina. Svaki evropljanin, stare EU članice, tokom života konzumira 70 t hrane, 12 miliona litara vode, 3 miliona kwh energije i proizvede 225 t otpada. Prosečan prihod 20 najbogatijih zemalja je 37 puta viši od prosečnog prihoda 20 najsiromašnijih. Ukoliko bi se na celom svetu primenio način života, kao u Nemačkoj, bilo bi: - 5 milijardi automobila danas je oko 520 miliona, - Dnevno bi se trošilo 360 miliona barela nafte, danas je to oko 60, - Bile bi potrebne još tri dodatne planete da se obezbedi dovoljno hrane.

Belim Papirom definisano je da EU do 2010. ostvari udeo obnovljivih izvora energije, od najmanje 12%, u ukupnoj primarnoj energiji, koja se koristi. U javnosti je manje poznato da je posebnom direktivom (Directive 2001/77/EC on the promotion of electricity produced from renewable energy sources in the internal electricity market), predviñeno da udeo električne energije, proizvedene iz obnovljivih izvora, dostigne 22,1% od predviñene količine OIE. Directivom EU 2003/30/EC on the promotion of the use of biofuels or other renewable fuels for transport, propisuje se da u oblasti transporta, dakle za motore s unutrašnjim sagorevanjem, goriva na bazi obnovljivih izvora energije, moraju do 2010 godine da pokriju 5,75%. Kjoto protokolom, koji je potpisala i Srbija, predviña se smanjenje debalansa ugljendioksida i smanjenje emisije svih GHG. To znači smanjenje korišćenja fosilnih goriva.

Šta to znači za Srbiju? Republika Srbija je, kao i sve druge zemlje Zapadnog Balkana, zainteresovane za prijem u EU, potpisala Memorandum o integraciji u energetsko tržište EU (Memorandum of Understanding on the Regional Energy Market in South East Europe and its Integration into the European Community Internal Energy Market). Na taj način prihvatila je obavezu da sledi politiku i programe EU. Cilj je da se, za ostvarenje ove obaveze, odaberu najbolja moguća rešenja. Ukliko Srbija postane kandidat za prijem u EU moraće da ispunjava, postepeno, sve obaveze koje važe i za zemlje članice. Pored ove jasno definisane državne obaveze, cilj je da se proširi proizvodnja energije korišćenjem vlastitih materijalnih resursa, smanji zavisnost od uvoza i poveća zapošljavanje stanovništva.

Koji su obnovljivi izvori energije? Solarna ili sunčeva energija (grejači, kolektori, za vazduh i vodu i fotoćelije) Energija vetra Energija vodotokova Energija termalnih voda Energija biomase - čvrste - tečne - gasovite Ostalo

Obnovljivi izvori energije u ruralnim oblastima No. Obnovljivi izvori energije I II III IV 1 Solarna energija kolektori, grejači + 0 2 Solarna energija fotovoltaža + 3 Čvrsta biomasa grejanjem, male jedinice ++ ++ ++ + 4 Čvrsta biomasa grejanje, srednje i velike jedinice ++ + ++ 0 5 Čvrsta biomasa kosagorevanje ++ 0 6 Čvrsta biomasa kogeneracija i trigeneracija ++ ++ + 0 7 Čvrsta biomasa BtL ++ 0 0 8 Biljna ulja gorivo za motore i kogeneracija ++ + + 9 Biodizel ++ + 0 10 Biogas grejanje i tehnološke potrebe ++ ++ 0 11 Biogas kogeneracija ++ 0 0 12 Bio-etanol ++ 0 0 13 Energija vetra mala postrojenja ++ 0 14 Energija vetra velika postrojenja + 15 Termalne vode grejanje i kogeneracija 0 16 Termalne vode banjski turizam + I proizvodnja; II korišćenje; III prerada za vlastite potrebe i prodaju; IV proizvodnja ureñaja i postrojenja; ++ vrlo intenzivno; + intenzivno; 0 moguće; ne sprovodi se.

Na osnovu podataka u prethodnoj tabeli može da se zaključi: U ruralnim oblastima postoje potencijali i mogućnosti proizvodnje i primene obnovljivih izvora energije. Zapravo, najveći deo potencijala obnovljivih izvora energije nalazi se u ruralnim oblastima. Za ruralne oblasti u Vojvodini najznačajniji potencijal predstavlja biomasa, čvrsta, tečna i gasovita. Na osnovu iskustava u drugim zemljama obnovljivi izvori energije najčešće su skuplji od fosilnih, često ne energetska jedinica, već oprema za korišćenje, te se njihova primena podržava subvencijama. Efekti su: zaštita životne sredine, strateški i indirektno ekonomski. Zaključak: pravilnom politikom može da se, istovremeno, podržava primena obnovljivih izvora energije i podstiče ruralni razvoj.

Specific volume, m /GJ 3 1,2 1 0,8 0,6 0,4 chopped straw straw-conventional bales straw-round bales energy cereals-round bales straw-big rectangular bales energy cereals-chopped energy cereals-big rectangular bales soft wood chips hard wood chips soft wood logs 0,2 hard wood logs straw pellets hard coal wood pellets ethanol methanol rape seed oil oil 0 0 20 40 60 80 Specific mass, kg/gj Gustina energije biomase Tečna biomasa ima gustinu sličnu gustini dizela, ali čvrsta, s izuzetkom peleta i briketa, mnogo manju. To je problem za transport i skladištenje. Stoga je najbolje da se koristi u blizini mesta nastanka, dakle, u ruralnim oblastima.

TEČNA BIOMASA POJMOVNIK Biodizel Označava metilestre masnih kiselina (prvenstveno biljnih ulja), koji mogu da se koriste u dizel motorima, koji su za to prilagoñeni (radi se o malim podešavanjima). Gorivo treba da odgovara standardu EN 14214 (EN je skraćenica za evropski standard, a kod nas je već usvojen kao SRPS EN 14214). Bioetanol - Etanol proizveden od biomase čiji kvalitet odgovara zahtevima EN 15375. B5 Gorivo za dizel motore koje u sebi ima maksimalno 5% (zapreminskih) biodizela, takoñe definisano u EN 14214. B7 Kao prethodno, ali sa 7%. B7+3 Kao prethodno, ali s dodatkom 3% (zapreminski) hidriranog biljnog ulja. E5 Gorivo za Oto motore, koje sadrži maksimalno 5% (zapreminski) bietanola, prema EN 15376. E85 - Etanolsko gorivo za Oto motore s 85% bioetanola i 15% benzina.

Gorivo ulja repice - Ulje dobijeno iz uljane repice, koje odgovara zahtevima DIN V 51605, a koristi se za pogon u, za to gorivo, podešenim dizel motorima. Biometan Biogas, koji je odreñenim postupkom prerañen tako da je povećan sadržaj metana, odnosno, da je po sastavu vrlo sličan zemnom gasu. Može da se koristi u Oto motorima koji su podešeni za rad s zemnim gasom LCB-etanol Etanol proizveden biorazgradnjom lignocelulozne biomase. Razlikuje se od uobičajenog postupka dobijanja etanola fermentacijom biljaka, koje sadrže šećer i/ili skrob. BtL Biomass to Liquid - je tečno gorivo za motore s unutrašnjim sagorevanjem, koje je nastalo sintezom produkata gasifikacije biomase. Predstavlja kopiju postupka nastajanja nafte u prirodi. Biljna goriva prve generacije - U ova goriva ubrajaju se biljna ulja, biodizel i bioetanol, a već su našla svoju primenu u praksi. Biogoriva druge generacije - To su LCB-etanol, BtL, vodonik iz biomase. Proizvodnja i primena ovih goriva je u fazi istraživanja i razvoja.

Na tržištu su traktori za biljna ulja Deutz, Fendt, a u pripremi John Deere Za sada su skuplji za oko 7.000

Biodizel na pumpi. U Nemačkoj je uveden porez, oko 14%, te se cena približila ceni dizel goriva. Da bi bila prihvatljiva za korisnika ona bi trebalo da bude za oko 0.1 niža (razlika u toplotnoj moći). Cena biljnog ulja u Nemačkoj je oko 1. Ureñaj s pumpom i brojačem za biljno ulje

Nakon 3.000 sati nema problema, rade u svim operacijama, pa i najtežim.

KOGENERACIJA NA BAZI BILJNIH ULJA Specifični investicioni troškovi, /kwe 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 50 100 150 200 250 300 350 400 Električna snaga postrojenja, kw Cene kogenerativnih postrojenja za biljna ulja, u zavisnosti od nazivne električne snage, bez troškova projektovanja, grañevinskog objekta, dimnjaka i rezervoara za gorivo, prema podacima proizvoñača Šema postorojenja za kogeneraciju Puna zrelost za primenu u praksi. Problem je visoka cena biljnog ulja. U Nemačkoj se kwh plaća i do 20 c. Za sada se isplati primena palminog ulja.

Ni jedna smeša dizel goriva i biljnih ulja nije prihvatljiva za primenu u konvencionalnim motorima! Biodizel se koristi samo ukoliko je proizvoñač motora to dozvolio, odnosno, sprovedene su sve izmene, koje su neophodne da bi funkcionisao bez problema. Ukoliko je proizvoñač predvideo dopunske mere, na primer, češća zamena ulja u motoru, korisnik ih se mora pridržavati. Decentralna proizvodnja biljnih ulja, s kompletnom linijom i testiranjem, proverom kvaliteta i usaglašavanje s predstandardom, omogućila bi primenu u poljoprivredi i podstakla ruralni razvoj. Presom za ceñenje odvaja se i do 85% ulja. Do sada su razrañene tehnologije za primenu ulja repice. Sve može i za druge biljne vrste, ali tada mora da se tome prilagodi proizvodna tehnologija. Na prime, ulje suncokreta sadrži više voska, koji se odstranjuje takozvanom vinterizacijom. Za Vojvodinu bi bila interesantna proizvodnja LCB-etanola od lignoceluloznih materijala. Razvoj je dostigao visok nivo, ali primena još uvek nije zrela za praksu.

GASOVITA BIOMASA To je najpre biogas, a zatim produkti gasifikacije i pirolize. Proizvodnja biogasa je, sa stanovišta zaštite životne sredine, vrlo povoljna, te se podstiče. Najčešće se kao podloga, supstrat, koriste ekskrementi životinja. Dakle, vezano je za stočarsku proizvodnju. Nedostatak je to, što je proizvodnja ujednačena, a skladištenje ograničeno. Najbolje bi bilo da postoji i stalni potrošač toplotne energije, što je redak slučaj. Ovaj problem prevazilazi se korišćenje kosupstrata. To su razni biljni, pa i drugi, materijali, koji se dodaju supstratu. Tipičan primer je korišćenje silaže, prvenstveno cele biljke kukuruza. Kosupstrat se tada u proces dodaje u vreme kada je potrebno najviše energije, zimi. Nakon poskupljenja poljoprivrednih proizvoda, povećana je i cena kosupstrata. Jedno od rešenja je i proizvodnja biometana. To je biogas iz kojeg je odstranjen CO 2, pa je po sastavu i toplotnoj moći sličan zemnom gasu.

Toplotna moć biogasa osciluje od 18 do 25 MJ/nm 3. Može da se koristi u podešenim motorima sa unutrašnjim sagorevanjem. Najnoviji razvoj prestavljaju gasni motori sa samopaljenjem, odnosno, dizel gasni motori. Udeo dizel goriva je 10 do 20%. Na engleskom govornom području nazivaju se Pilot Injection Gas Engine, a na nemačkom Zündstrahlmotor. Primena biogasa svrsishodna je za kombinovanu proizvodnju električne i toplotne energije, kogeneraciju. Tada se koristi klasičan gasni motor ili motor sa samopaljenjem. Oba rešenja su na visokom nivou zrelosti i primenjuju se u praksi. U oba slučaja koristi se toplotna energija vode za hlañenje produkata sagorevanja. Električni stepen iskorišćenja dostiže i do 40%, a ukupni i do 85%. Problem predstavlja stepen korišćenja raspoložive toplotne energije, jer je ona dostupna u kontinuitetu, a potrebe se menjaju. Smatra se da je dobar stepen korišćenja, pri radu motora u toku cele godine, oko 30%. Savremena proizvodnja biogasa moguća je samo na velikim farmama. U tabelama je dat pregled takvih farmi u Vojvodini. U budućnosti se očekuje porast broja velikih farmi.

Moguća proizvodnja biogasa i energetski efekti, koji bi se mogli postići upotrebom biogas tehnologije na velikim farmama svinja u Vojvodini Broj UG na jednoj svinjarskoj farmi Ukupno 600 1.000 1.300 2.600 Broj farmi 13 2 1 2 18 Moguća proizvodnja biogasa, 10 3 m 3 /a 2.665 685 445 1.765 5.560 Moguća proizvodnja energije, električne, MWh e /a 6.890 1.770 1.150 4.600 14.410 toplotne, MWh t /a 5.800 1.500 1.000 3.900 12.200 Moguća proizvodnja biogasa i energetski efekti koji bi se mogli postići upotrebom biogas tehnologije na svim govedarskim farmama u Vojvodini Broj UG na govedarskoj farmi Broj farmi Moguća proizvodnja biogasa, 10 3 m 3 /a Moguća proizvodnja energije električne, MWh e /a toplotne, MWh t /a 700 3 555 1.440 1.200 900 2 475 1.230 1.000 2.100 5 2.910 7.530 6.400 Ukupno 10 3.940 10.200 8.600

Biogas za kogeneraciju Spremište prerañenog 3 stajnjaka (40.000 m ) 35 C 35 C Staja Tečni stajnjak Gasni rezervoar (1.000 m 3 ) Sigurnosna baklja Električna mreža Objekti gazdinstva Legenda: Uzimanje uzorka supstrata Uzimanje uzorka gasa Mera č zapreminskog Merač temperature protoka Kompresor Gasni prečistač Analizator gasa Dizel gasni m otor sa generatorom, 806 KW Merač isporučene električne energije Prinudno hlañenje Šematski prikaz postrojenja za kogeneraciju na bazi biogasa

ČVRSTA BIOMASA Obuhvata drvo, biljne ostatke i ostatke prerade. Drvo je za loženje, ostaci proredne seče, tehnički neupotrebljivog drveta pri seči, ostatci prerade drveta, drvo koje ostaje od pakovanja, grañevinarstva i drugo. Najčešće je u formi oblica, cepanica, ivera (vlažnog ili suvog), briketa i peleta. Drveni materijal predstavljaju i brzorastuće šume. U Vojvodini bi to bila topola. Prinos je i do 10 t vazdušno suve mase godišnje. Postoje uslovi za zasnivanje ove proizvodnje na oko 60.000 ha. Jedna, od brzorastućih biljaka, je i miskantus. Biljni ostaci su najčešće u obliku različitih bala (slame i kukuruzovine), ali to je, u Vojvodini, i oklasak, koji ostaje nakon krunjenja kukuruza u ekonomskom dvorištu. U biljni materijal ubrajaju se i brzorastuće biljke s visokim prinosom suve materije, na primer, sudanska trava i konoplja. Ostaci prerade su različiti. Koštice voća, ljuska suncokreta, ostaci čišćenja zrna žitarica i drugo.

Savremeno rešenje peći i šporeta za drvenu biomasu

Savremena peć, kamin Šporet-peć, kombinacija

KARAKTERISTIKE SAVREMENIH REŠENJA U NEMAČKOJ Većina peći i kamina (U Nemačkoj ih je više od 14 miliona), imaju snagu ispod 15 kw, te ispitivanje nije obavezno. Ipak, kao merilo kvaliteta, uveden je pojam DIN +. Sertifikat dobijaju samo oni, koji ispunjavaju postavljene uslove. Oni su: sadržaj CO u produktima sagorevanja sme da bude do 1.500, NO x do 200, C n H m do 120, a emisija čvrstih čestica do 75 mg/nm 3, sve svedeno na sadržaj O 2 13%. Stepen iskorišenja mora da bude iznad 75%. Savremene peći i kamini (ili kombinacije) za biomasu karakterišu se sledećim: postoji odvojeno i upravljano doziranje primarnog i sekundarnog vazduha, na raspolaganju su dovoljne akumulacione površine (najčešće se to ostvaruje promenom smera strujanja produkata sagorevanja da bi se povećala kontaktna površina), čime se postiže da se temperatura produkata sagorevanja na izlazu iz peći/kamina bude u oviru 200 C, pa su gubici manji, prirodna promaja, većina ima ručno podešavanje primarnog i sekundarnog vazduha.

Savremeni način pakovanja drveta za ogrev koji omogućava mehanizovan utovar i istovar Potencijalni korisnici u poseti izložbi postrojenja za korišćenje drveta kao izvora energije u Štraubingu, Bavarska.

Kotlovi za cepanice

Primeri kotlova za pelete

Kotlovi za cepanice po pravilu imaju λ senzor, za definisanje koeficijenta viška vazduha, a na osnovu izmerenih vrednosti upravlja se klapnama za podešavanje protoka vazduha. U prvom delu kotla sprovodi se gasifikacija, a u drugom dogorevanje gasa. Automatsko upravljanje, koje nije jevtino, skoro je obavezni sastavni deo takvog kotla. Takoñe, radi ostvarenja što većeg stepena iskorišćenja i komfora korisnika, gotovo sva postrojenja imaju akumulator toplote. Računa se sa oko 100 l po kw termičke snage. Kotlovi za iver imaju automatsko loženje sa mogućnošću upravljanja, a kod 50% rešenja, postoji i upravljanje koeficijentom viška vazduha uz pomoć λ sonde. Obično je ugrañen ureñaj za paljenje, mehanizovano odvoñenje pepela i čišćenje površina razmenjivača toplote. Stepen iskorišćenja na savremenim rešenjima je, pri nominalnom opterećenju na probnom stolu, iznad 90%. Visokovlažan iver, i do 35%, koristi se u velikim kotlovima. Sve, kao za iver, važi i za kotlove za pelete, s time da se upravljanje količinom vazduha ne obavlja uz pomoć λ sonde. Ovo gorivo je toliko homogeno, da se dotok vazduha usklañuje s dotokom goriva. Doziranje peleta obavlja se na osnovu temperature vode u kotlu i potreba.

Šematski prikaz postrojenja za biomasu s akumulatorom toplote i bojlerom za sanitarnu vodu (bojler može da bude i sa dodatnim solarnim grejanjem u toku leta)

Savremeni akumulatori toplote

CENE Za savremena rešenja treba da se plati i odgovarajuća cena. Na nemačkom tržištu takoñe, za sada, postoje peći snaga do 15 kw, za koje je cena oko 30 po kw. Ali one nemaju navedene karakteristike. To su peći samo za vikendice, kada se koriste par dana godišnje. Prave peći za cepanice koštaju 200 do 500 po kw termičke snage. Ukoliko se koriste pelete, a to znači i automatsko loženje i upravljanje, cena je 400 do 700 po kw. Cena kotlova za cepanice je 200 do 500, za iver 500 do 800 i pelete 500 do 700 po kw. Po pravilu, s porastom snage, opada specifična cena, jer neki ureñaji se ugrañuju u sve kotlove, bez obzira na veličinu, a nekim delovima cena ne raste proporcionalno s povećanjem snage. KOMENTAR: Ovako visoke cene nisu prohvatljive na našem tržištu. Treba da se napomene, da se kupovina savremenih peći i kotlova u Nemačkoj subvencionira, ali samo u slučaju da su njihove karakteristike proverene i da imaju atest. Tada kupac može da povrati i do 30% uloženih sredstava. Tako celo društvo preuzima troškove zaštite životne sredine.

PELETI I BRIKETI U mnogim zemljama EU veoma je rašireno korišćenje peleta drveta. Oni se izrañuju od piljevine i drugih sitnih ostataka prerade drveta, ali i namenski. Tada se drvo prvo ivera, pa melje. Postoji niz standarda, koji definišu pelete, pre svega sastav, toplotnu moć, sadržaj vlage i drugih materija i mehaničku otpornost. Standardnim peletima omogućena je automatizacija loženja s doziranjem, te se ostvaruje komfor uporedljiv s postrojenjima, koja sagorevaju gas. To važi za primenu u savremenim rešenjima peći i kotlova. Briketi drveta koriste se znatno manje, samo za peći s ručnim loženjem. Cena peleta kreće se od 150 do 250 /t, u zavisnosti od transportnog rastojanja i odnosa ponude i potražnje. Izvoz peleta iz Srbije je moguć, ali, pre svega peleta drveta. Sagorevanje peleta slame još nije dovoljno usavršeno, ali treba napomenuti da oni imaju oko deset puta više pepela.

ŽETVENI OSTACI U POLJOPRIVREDI VOJVODINE POTENCIJALI Realna procena količina, primer, biljka kukuruza Relativni prinos u odnosu na zrno, % 120 100 80 60 40 20 0 1 2 Zrno 3 4 Relativni prinos delova biljke u odnosu na zrno kukuruza (prinos zrna je predstavljen sa 100%); 1 prvih 20 cm stabljike iznad zemlje (nije upotrebljiv ili je manje upotrebljiv za energetske i druge svrhe), 2 stabljika i lišće kukuruzovina, bez prvih 20 cm iznad zemlje, 3 oklasak, 4 komušina, 5 zbir 2, 3 i 4 5

Količine sporednih proizvoda ratarske proizvodnje, potencijalno raspoložive za energetske svrhe Kultura T 4 Površina, 1.000 ha Velike farme, 1.000 ha M/S farme, 1.000 ha Moguće ubrati, 1.000 t Velike farme M/S farme Potencijalno za energetske svrhe, 1.000 t Velike farme M/S farme Pšenica 336 142 194 300 340 285 305 Raž 1,15 0,42 0,73 1 1,3 1 1,2 Ječam 60 29 31 60 55 57 50 Kukuruz 627 114 513 k 1 114 o 2 10 k 310 o 360 k 110 o 10 k 280 o 330 Suncokret 166 65 101 0 0 0 0 Soja 111,5 56 55,5 120 115 120 115 Uljana repica 3 15,4 12,3 3,1 30 8 30 8 UKUPNO 635 1.824 ca. 1.189 ca. 613 1.692 ca. 1.089 1 stabljika i list kukuruza kukuruzovina; 2 oklasak kukuruza; 3 podatak važi za 2007. godinu; 4 trend promene površine na kojoj se uzgaja

Ograničenja i barijere Za primenu biomase, pored tehničkih i ekonomskih, postoje i druga ograničenja i barijere. Najvažnija su: Očuvanje plodnosti zemljišta Zemljište predstavlja, u toku ljudskog veka, neobnovljivi resurs, koji mora da se očuva. To se posebno odnosi na odnošenje biljnih ostataka ratarske proizvodnje. Stavovi u tom pogledu različiti su, od toga da ništa ne bi smelo da se iznese, jer bi prouzrokovalo nepopravljivu štetu, do stava da može da se koristi 25 do 50% raspoložive biomase. Većina autora navodi da su rezerve mineralnih materija u biljnim ostacima teško i sporo dostupne, a velika količina biomase u zemlji može da utiče i negativno na plodnost, stvarajući mogućnosti za razvoj biljnih bolesti i ometajući kontakt semena sa zemljom, odnosno vodom i hranljivim materijama. Današnja, široko primenjivana praksa sagorevanja biljnih ostataka na njivi, uprkos zvaničnoj zabrani, i pored nekih fitosanitarnih pogodnosti, predstavlja najveću štetu za očuvanje zemljišta.

Pouzdanost obezbeñenja biomase i postojanost cena Pri projektovanju velikih postrojenja, koja koriste biomasu, računa se sa raspoloživim potencijalom na nekom području ili lokalitetu. U slučaju korišćenja ostataka ratarske proizvodnje stanje na tržištu i promena strukture setve može da ima uticaja na pouzdanost obezbeñenja goriva. Na količinu raspoložive biomase utiču i klimatski uslovi. U slučaju nepovoljnih klimatskih uslova prinos može znatno da se smanji, a po pravilu raste i cena. Presovanje biljnih ostataka na njivi, sa malim prinosom slame, košta malo manje nego na onoj sa visokim prinosom, a rezultat je slabiji. Stoga korisnik mora da ostvari rezerve biomase, što dopunski opterećuje ekonomičnost. Pri korišćenju ostataka poljoprivredne proizvodnje može da se osloni samo na vlastite ili izvore većih proizvoñača. Mogućnost plasmana toplotne energije Veća postrojenja imaju manju specifičnu cenu, viši tehnički nivo, a proizvedena energija je jevtinija. S druge strane, tada je broj korisnika veći. Vrelovodi do korisnika su neophodni, a ponekad i veoma dugački. To je dopunska investicija. Računa se s najmanje 50 po dužnom metru. Tako je toplifikacija sela gotovo neizvodljiva, odnosno preskupa.

Iz mnogo razloga slama, oklasak i drugi žetveni ostaci mnogo su nepovoljniji za sagorevanje. Toplotna moć je skoro kao drveta, ali visok sadržaj pepela i nepoželjnih elemenata. Niža temperatura topljenja pepela može da prouzrokuje stvaranje šljake i prestanak sagorevanja.

CENA BIOMASE Br. Naziv Cena, din/t din/kwh bruto neto c/kwh 4 bruto neto Donja toplotna moć 1 Biljni ostaci, slama, sadržaj vlage oko 15% 2.800 0,75 1,2 1 1,0 1,6 Oko 14 MJ/kg 2 Oklasak kukuruza, sadržaj vlage oko 15% 2.500 0,7 1,1 1 0,9 1,5 Oko 14 MJ/kg 3 Iver, sadržaj vlage 15%, transport do 50 km 5.000 1,2 1,4 2 1,5 1,7 Oko 15 MJ/kg 4 Iver, sadržaj vlage 35%, transport do 20 km 4.000 1,25 1,6 3 1,6 2,1 Oko 11,5 MJ/kg 5 Ostaci pilana, sadržaj vlage oko 10% 2.000 0,5 0,55 2 0,6 0,7 Oko 15,5 MJ/kg 6 Biljno ulje 50.000 4,2 4,7 2 5,5 6,1 Oko 41 MJ/kg 1 Stepen korisnosti oko 60%, 2 stepen korisnosti oko 85%, 3 stepen korisnosti oko 80%, 4 1 =82 din Cena drveta za loženje je oko 100 /t. Peleti i briketi koštaju100 do 150 /t.

Primena žetvenih ostataka još uvek je na tradicionalnom tehničkom nivou, s niskim stepenom iskorišćenja i visokom emisijom nepoželjnih materija Unapreñeno rešenje tradicionalne paorske peći i šporeta

Univerzalni kotao u kojem se, kao gorivo, koriste drvo i oklasak Balirana kukuruzovina kao gorivo

Unapreñena rešenja peći za drvo i oklasak, samogradnja

Kotao za sagorevanje bala sojine slame i drveta. Izveden u samogradnji. Nema izolacije, jer se loži u radionici, pa se i ona zagreva.

Kotao srednje snage, gorivo je slama, koristi se za grejanje plastenika Domaće rešenje postrojenja za sušenje semenskog kukuruza, koje kao gorivo koristi oklasak

Domaća ponuda peći i kotlova na biomasu Naziv firme Mesto Proizvodi, gorivo 1 TERMING Kula, 25230 Kotlovi 40 1000 kw, slama, oklasak, piljevina 2 ŠUKOM Knjaževac, 19350 Kotlovi 100 1000 kw, bale slame 3 PODVIS TERM Knjaževac, 19350 Kotlovi 30 1800 kw, drvo, oklasak 4 METALAC Skorenovac, 26228 Kotlovi 20 80 kw, slama, briketi, drvo, grane 5 KIRKA SURI Beograd Krnjača, 11210 Kotlovi srednjih i većih snaga, piljevina, ljuska suncokreta, slama 6 TEHNOSERV Subotica, 24000 Kotlovi 25 120 kw, brikete i pelete biomase 7 SAJ KOMMERCE, WVTERM Beograd, 11000 Kotlovi 15 6.000 kw, usitnjeno drvo, oklasak, program STADLER 8 NIGAL Novi Sad, 21000 Peći i kotlovi srednje i veće snage, piljevina, oklasak, slama 9 EKO PRODUKT Novi Sad, 21000 Kotlovi 120 do 400 kw, bale slame, oklasak 10 TERMOMONT Šimanovci, 22310 Kotlovi male i srednje snaga, bale slame, pelete piljevina 11 ALFA PLAM Vranje, 17000 Peći, drvo, oklasak 12 RAZVOJ Kula, 25230 Kotlovi 40 kw do 1 MW, bale slame, oklasak

Nastavak tabele 13 TERMOPLIN Smederevska Palanka, 11420 Peći i kotlovi male i srednje snage; koštice, piljevina, oklasak 14 RADIJATOR INŽENJERING Kraljevo, 36000 Kotlovi 18 250 kw, pelete od piljevine 15 ŽIVANKO ARNAUTOVIĆ Loznica, 15330 Termogeni 20 55 kw, oklasak, briketi, pelete 16 INOMAG Bačka Topola, 4300 Kotlovi, drvo, oklasak 17 RADIJATOR Zrenjanin, 23000 Kotlovi male i srednje snaga, drvo, oklasak 18 DP ZASTAVA METAL Resavica, 35237 Kotlovi 32 63 kw, drvo, oklasak 19 MEGAL Bujanovac, 17520 Peći i kotlovi 18 140 kw, drvo, oklasak 20 MILAN BLAGOJEVIĆ Smederevo, 11300 Peći, drvo, oklasak 21 ABC Proizvod Užice, 31000 Kotlovi od 25 do 130 kw, drvo, oklasak

PRIMENA BIOMASE ZA KOGENERACIJU Kombinovana proizvodnja električne i toplotne energije KPETE. Trigeneracija se naziva postupak, pri kojem se toplotna energija koristi i za hlañenje, apsorpcioni proces. Postupak proizvodnje električne energije Parno-turbinsko postro. Parni klipni motor ORC postrojenje Stirling motor Toplova zdušna turbina Gasifikacija sa motorom Gasifikasija sa turbinom Gasifikacija i gorive ćelije Piroliza sa motorom Piroliza i gasna turbina Motor za biljna ulja Motor za PME Motor za bioetanol Motor za etanol* Metanol-gorive ćelije* Metan-motor* Metan-gorive ćelije* Kosagorevanje Gas ni motor Gasni motor sa samopalj. Biogas-gorive ćelije BtL Teoretska razmatranja Laboratorijski ureñaji, testovi Pilot postrojenja Demonstraciona postrojenja Primen a, tržišno zrela rešenja *Primena za biomasu Stepen razvoja, pregled 2000. g. plavom bojom i 2007. g. zelenom bojom

Godišnji potencijal proizvodnje električne i toplotne energije iz biomase u Vojvodini, sadašnji i do 2020. Biomasa Biljni ostaci ratarstva Ostaci rezidbe Brzorastuće šume Ostaci prerade Tečna biomasa Biogas UKUPNO Sadašnje stanje, GWh/a Električna en. Toplotna en. 128 300 39 100 6 17 36 85 0 0 20 8 229 510 Prognoza do 2020, GWh/a Električna en. Toplotna en. 256 600 78 200 156 406 110 250 40 16 640 1.472 Proizvodnja električne energije, na bazi biomase, mogla bi da bude ispod 5% potrošnje u Vojvodini. Tek u dugoročnom periodu, uz podršku novim tehnologijama gajenja i ubiranja, ona bi mogla da dostigne 640 GWh godišnje, što bi predstavljalo oko 9% potrošnje. Značajnija proizvodnja električne energije, na bazi biomase, mogla bi da se ostvari gradnjom električnih centrala. Tri električne centrale, snage 15 MWe, dale bi godišnju proizvodnju od preko 320 GWh, a koristile bi oko 250.000 t slame, kukuruzovine, drvenog ivera ili drugih biljnih ostataka godišnje.

60 55,3 Prosečna snaga grejanja u odnosu na maksimalnu, % 50 40 37 30 20 iskorišćenje prema prosečnim minimalnim temperaturama stvarno iskorišćenje 10 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 Trajanje grejn e sezon e, h Iskorišćenje toplotne energije proizvedene u kogenerativnom postrojenju za potrebe grejanja

60 60 Prosečna snaga grejanja u odnosu na maksimalnu, % 50 40 30 20 10 Prosečna snaga grejanja u odnosu na maksimalnu, % 50 40 30 20 10 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 Trajanje grejn e sezon e, h 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 Trajanje grejn e sezon e, h Iskorišćenje toplotne energije i udeo potrebne količine toplotne energije iz fosilnih goriva za odreñene prosečne snage Prosečna snaga grejanja u odnosu na proračunsku, % Iskorišćenje toplotne energije prema prosečnim minimalnim temperaturama, % Stvarno iskorišćenje, % Udeo toplotne energije iz fosilnih goriva, % 100 37 25 55,3 68 45 5 50 73 50 7 40 82 63 13

EKONOMSKI POKAZATELJI Sproveden je proračun ekonomičnosti primene, za četiri potencijalna postrojenja, za KPETE iz biomase, dva za tehnološke potrebe T1 i T2 i dva za potrebe grejanja G1 i G2. Proračun je sproveden tako, da su izračunate minimalne cene električne energije, pri kojima bi se ostvarila granica rentabilnosti, uz primenu cene toplotne energije 3,5 c/kwh. Podaci o postrojenjima prikazani su u tabeli. Podaci Jedinica T1 T2 G1 G2 Gorivo - Otpad Biogas + Biogas Slama Električna snaga MW e 3,05 0,54 0,44 5,00 Termička snaga MW t 24,60 0,68 0,56 19,00 Angažovanje h/a 6.600 2.630 8.500 4.500 Sopstvena potrošnja električne en. MWh e /a 2.200 220 23 3.400 Proizvedena električna energija MWh e /a 20.000 1.420 2.900 22.500 Proizvodnja toplotne energije MWh t /a 162.300 1.790 3.230 85.770 Iskorišćenje toplotne energije % 72 70 45 63 Primarna energija goriva MWh/a 240.000 3.850 7.850 136.000

Ekonomske vrednosti Postrojenje za KPETE T1 T2 G1 G2 Investicioni troškovi, 10 6 17,0 1,4 1,5 20,5 Ukupni godišnji troškovi, 10 3 /a 5.253 308 340 4.195 Ukupan prihod, 10 3 /a električna en. 5,3 c/kwh toplotna en. 3,5 c/kwh 5.129 1.060 4.069 119 75 44 199 153 46 3.080 1.190 1.890 Cena za granicu rentabilnosti, c/kwh 5,9 18,6 10,5 10,2 Cena električne energije, dobijene u postrojenjima za KPETE, pri korišćenju biomase, viša je od cene električne energije na tržištu Srbije. Jedino u slučaju korišćenja toplotne energije za tehnološke svrhe i niske cene sirovine-goriva, isplativa cena proizvedene električne energije je ispod 10 c/kwh. Pri korišćenju slame i drveta, kao izvora energije, ona bi trebala da bude preko 11 c/kwh, da bi se ostvarili pozitivni ekonomski efekti. U slučaju korišćenja biogasa, isplativa cena bila bi približno ista, a ukoliko bi se, pored ekskremenata životinja koristio i kosupstrat, na primer silaža trava ili kukuruza, cena bi trebalo da bude bar 16 c/kwh (ukoliko bi plasman toplotne energije bio bolji nego u primeru koji je korišćen).

ZAKLJUČCI Korišćenje obnovljivih izvora energije doprinosi zaštiti životne sredine i smanjenju zavisnosti od uvoza energenata. Postoji moralna i zakonska obaveza, u slučaju pristupanja EU, da se obnovljivi izvori energije više koriste. Pravilnom politikom podsticajne mere i sredstva za unapreñenje korišćenja obnovljivih izvora energije mogu da doprinesu i razvoju ruralnih oblasti. U Vojvodini, najznačajniji potencijali su i mogućnosti primene biomase, čvrste, tečne i gasovite. Tečna biomas prvenstveno je namenjena za primenu u motorima s unutrašnjim sagorevanjem. Proizvodnja i korišćenje biogasa imaju značajan doprinos zaštiti životne srednine, ali su neophodne subvencije. Čvrsta biomasa, u Vojvodini dominantni ostaci biljne proizvodnje, ima najveći potencijal. Na žalost, biljni ostaci nisu povoljni za proces sagorevanja, kao što je to drvo.

Unapreñenjem postupaka proizvodnje, te pratećih mašina i opreme, potencijal raspoložive biomase može da se udvostruči. Najveće rezerve su pri proizvodnji kukuruza. Veliki potencijal, u budućnosti, predstavljaju brzorastuće šume i druge biljne vrste. Postojeća postrojenja, koja se već koriste u ruralnim oblastima, morala bi da se unaprede, jer imaju nizak stepen iskorišćenja i visoku emisiju nepoželjnih materija. Velika postrojenja, snage preko 500 kw, morala bi već sada da zadovolje stroge propise u pogledu emisije. Proizvodnja električne energije na bazi biomase, posebno, ili u kogenerativnim postrojenjima, biće moguća tek kada se uvedu stimulativne cene zelene električne energije. To je već slučaj u svim zemljama EU i u nekim od zemalja, koje su kandidati za prijem. Najpovoljnija primena kogeneracije je u postrojenjima za preradu, koja imaju stalne potrebe za toplotnom energijom. Primena biomase nije jednostavna. Potrebno je da se stalno radi na razvoju i u praksu uvedu rešenja, koja će dati najpovoljnije efekte za proizvoñače i korisnike.