EkoSpark.com

 
     
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

» Biougalj

Biougalj (eng. Biochar) je sintetička vrsta drvenog uglja (eng. charcoal) koja nastaje tzv. pirolizom biomase, gde se ona podvrgava velikoj temperature radi razbijanja kompleksnog hemijskog sastava na jednostavnije supstantne činioce. Tako dobijeni materijal sličan drvenom uglju predstavlja formu ekstrakcije i prerade ugljenika a upravo zbog toga biougalj izaziva veliku pažnju stručnjaka usled sve jasnijeg problema klimatskih promena uzrokovanih emisijama ugljen-dioksida (CO2) i gasova koji stvaraju tzv. efekat staklene bašte.

Biougalj je vid ekstrahovanja ugljenika iz atmosfere i rešenje za smanjivanje negativnog uticaja obrađivanja zemljišta u poljoprivredne svrhe, i to na globalnom nivou. Obzirom da biougalj može da ugljenik drži izolovan u zemlji stotinama i hiljadama godina, postao je veoma interesantan kao način usporavanja globalnog otopljavanja. Sagorevanje i prirodno truljenje drveta i poljoprivredne biomase doprinosi velikim količinama CO2 oslobođenim u atmosferu. Biougalj zadržava ugljenik u zemlji umanjujući nivo amosferskog zagađenja gasovima koje utiče na efekat staklene bašte; istovremeno, njegovo prisustvo u zemljištu unapređuje kvalitet zemlje, uvećava plodnost zemljišta, prinose agrarnih kultura i smanjuje pritisak na šume. Pored toga, biougalj takođe ima primenu kao suplement u ishrani stoke, koja dobija izvor minerala a time zdrav sistem za varenje, manju stomačnu nadutost (što je izvor metana) i manje prisustvo amonijaka u mokraći.

Trenutni projekti vezani za biougalj još uvek su srazmerno malog obima i usled toga nemaju značajniji efekat na ukupno zagađenje atmosfere ugljenikom, iako je ekspanzija ove tehnologije uvrštena u tz. novi geoinžinjerijski pristup koji je još uvek na početku i istraživanja u tom smeru još traju a najintenzivnija su u okviru istraživačkog tima Univerziteta u Edinburgu.

Interesantan je podatak da su Amazonska plemena iz pre-Kolumbovog perioda koristila biougalj radi uvećanja plodnosti obradive zemlje a španski doseljenici zvali su ga Terra Preta de Indio, tj. Indijanska tamna zemlja. Dobijali su ga postupkom identičnim onom za dobijanje ćumura, dakle pokrivanjem zemljom prethodno zapaljene biomase koja ispod nje i dalje sagoreva čime je nastajala tamna zemlja (terra preta na španskom) u vidu fine zrnaste rezidue bogate ugljenikom.

Moderna tehnologija omogućila je dobijanje biouglja postupkom pirolize (direktnog termalnog raspadanja biomase) gde se biomasa podvrgava velikoj temperaturi u odsustvu kiseonika a može se kombinovati sa postupkom dobijanja biogoriva tzv. eksotermičkim procesima (procesima proizvodnje energije gde se 3-9 puta dobija više energije nego što je utrošeno), gde se dobijaju materijali u čvrstom (biougalj), tečnom (bio-nafta) i gasovitom stanju (tzv. singas). Ove višestruko isplative tehnike imaju sve više zagovornika, među kojima su Džejms Hansen, svetski poznati ekspert za klimatske promene i čovek broj 1 Godardovog instituta za istraživanje svemira u sklopu agencije NASA i Džejms Lavlok, tvorac tzv. Gajine hipoteze koja ima za predmet ublažavanje globalnog zagrevanja uklanjanjem atmosferskih gasova koji stvaraju efekat staklene bašte.

Biljke apsorbuju atmosferski CO2 tokom rasta. U sledećoj fazi prirodnog ciklusa kretanja ugljenika biljke se raspadaju ubrzo posle odumiranja tokom čega se oslobađa CO2 tako da je ukupan nivo prisustva ugljen-dioksida na približno istom nivou. Umesto da se dopusti raspadanje biljaka, pirolizom se postiže izdvajanje ugljenika iz vazduha u znatno stabilnijoj formi. Biougalj tako uklanja cirkulišući CO2 u atmosferi i doslovno ga skladišti u zemljištu, čime se prisustvo ugljenika u vazduhu smanjuje. Piroliza je bila u primeni kod razlaganja ostataka borovih šuma na Stenovitim Planinama u SAD koje su desetkovali insekti, čime je sprečeno dodatno emitovanje ugljen-dioksida u atmosferu. Iako su neke organske materije neophodne u obradivom zemljištu radi održavanja plodnosti, veći deo otpada iz ratarstva direktno može da se transformiše u biougalj, bio-naftu i singas (sintetički gas). Primena ovog postupka razlaganja organske materije takođe je i poželjna varijanta procesiranja gradskog otpada u jeftin vid energije koji bi pored toga potpomogao smanjivanje deponija.

Biougalj ima prilično dugo srednje vreme prisustva u zemljištu. Dok sa jedne strane metod mineralizacije (pretvaranja u CO2) nije potpuno objašnjen, uzorci zemljišta sakupljeni  u Amazoniji pokazuju velike koncentracije biouglja koje su ostale zakopane hiljadama godina. Dužina vremena opstanka biouglja u zemlji zavisi od samog sastava biomase, procesa mineralizacije i sastava zemljišta; procene vremena prisustva biouglja u zemljištu kreću se od 100 do 10 000 godina a 5000 godina uzima se kao prosečna vrednost.

Pod određenim okolnostima, dodavanje biougljenika zemljištu ubrzava mineralizaciju već prisutnih organskih materijala ali to samo redukuje neto dobitak ostvaren izolacijom ugljenika u zemljištu ovom metodom, dakle ne zaustavlja proces; štaviše, sugerisane karakteristike zemljišta za integraciju ugljen-dioksida odlikuju obradive površine u tropskim predelima osiromašene lošim agro-merama a ne zemljište na kojem rastu guste šume, bogato organskom materijom.

Pored potencijala izolacije ugljenika, biougalj ostvaruje dodatne koristi kada dospe u zemljište. Utvrđeno je da smanjuje iscrpljivanje nutrijenata iz zemljišta, uvećava dostupnost hranljivih materija biljkama kao i zadržavanje vode u zemlji a smanjuje potrebne količine đubriva. Takođe, dokazano je da smanjuje emisije azotnih oksida i metana iz zemljišta, čime dodatno smanjuje prisustvo uzročnika efekta staklene bašte. Sve ove dobiti ostvaruju se bez naprednih tehnologija primenom jednostavnih metoda koje su izvodljive apsolutno svuda u svetu a njihova praktičnost i ekonomičnost imaće potpuno opravdanje kada cena tone CO2 dostigne nivo od 37 američkih dolara, što još nije ostvareno. Zaključak je da je primena pirolize isplativa iako bi njeni finalni proizvodi u ovom trenutku bili verovatno nešto skuplji nego fosilna goriva.

Primena pirolize u Brazilu može da ne samo smanji seču šuma u Amazoniji već i da poveća prinose na poljima, jer se time do 50 procenata ugljenika izoluje i zadržava u zemljištu u vrlo stabilnom obliku. Dodavanje biouglja zemljištu  umesto njegovog potpunog uklanjanja u energetske svrhe neophodno je radi smanjenja troškova i štetnih emisija vezanih za intenzivniju primenu azotnih đubriva. Uz to, unapređivanjem rastresitosti zemljišta i njene plodnosti, ono postaje podobnije za primenu održivih agrotehničkih mera dok u suprotnom slučaju brzo gubi nutrijente tako da biva napušteno, što vodi daljem nastavku krčenja šuma. Piroliza ne zahteva drugačije infrastrukturne uslove od onih koji su potrebni pri procesiranju biomase za dobijanje celuloznog etanola. I naravno, za tretiranje zemljišta biougljem dovoljna je već postojeća mehanizacija koja se koristi pri đubrenju polja.

 

    Eko Info

    Tehnologija

    SoS Info

    Reciklaža i Otpad

    Energija

    Biodiverzitet

    Vazduh

    Voda

    Hemikalije

    Zdrav Život

    Info – Pojmovi

    Zanimljivosti

 

 

ekospark@gmail.com

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Bio-nafta se može koristiti kao zamena za fosilno gorivo u sistemima za grejanje, pećima i kotlovima, turbinama i klipnim mašinama a i kod dobijanja nekih hemijskih sredstava. Singas i bio-nafta se uz prilagođavanje mogu koristiti kao zamena za motorni benzin i dizel-gorivo kod motornih vozila. Ako se biougalj koristi u energetici umesto za obogaćivanje zemljišta, direktno može zameniti ugalj u svim njegovim primenama. Singas se može koristiti bez prethodne prerade kao gorivo za gasne motore i turbine a i pri procesu dobijanja metanola i vodonika. Bio-nafta sadrži organske kiseline koje su korozivne u dodiru sa čelikom što zahteva primenu drugih materijala u njenom skladištenju, ima visok sadržaj vodene pare koji smanjuje zapaljivost ali je potrebno temeljito čišćenje od čestica biouglja koje mogu da začepe brizgaljke mašina koje ga sagorevaju. Najveći potencijal bio-nafte je međutim u primeni za potrebe biorafinerija gde se potrebne hemikalije, pesticidi, farmaceutske supstance i prehrambeni aditivi prvo ekstrahuju a ostatak se ili pretvara u tečno gorivo ili reformiše u singas.

U samom procesu pirolize kaloričnost biouglja varira sa temperaturom. Što je niža temperature, više se biouglja dobija po jedinici biomase. Piroliza koja se vrši primenom veoma velikih temperature naziva se gasifikacija i njom se primarno dobija singas. Dva glavna pirolitička metoda su brza i spora piroliza. Brzom pirolizom dobija se 60 % bio-nafte, 20 % biouglja i 20% singasa a traje svega par sekundi, dok se spora piroliza može optimizovati za proizvodnju značajno veće količine biouglja (oko 50%) ali taj postupak traje satima. Pri standardnoj zapremini procesirane biomase, energetski utrošak pirolize jednak je približno 15 % dobijene energetske vrednosti. Savremena postrojenja za sopstvene procesne potrebe mogu u potpunosti da zavise od  proizvedenog singasa i time uvećaju dobijeni energetski potencijal 3-9 puta u odnosu na energiju potrebnu za proizvodnju. Postoji i alternativno rešenje – mikrotalasna tehnologija je do skora korišćena za efikasnu konverziju organskih materija u biougalj čime se oko 50 % procesirane biomaterije pretvaralo u biougalj.

Prastari metod proizvodnje biouglja kao aditiva zemljištu bilo je iskopavanje rupe ili rova u zemljištu gde je organski materijal sagorevan u odsustvu vazduha pošto je nakon paljenja masa pokrivana zemljom. Ovaj metod se i danas koristi u ruralnim delovima južne Amerike ali nije primenljiv za dobijanje singasa i bio-nafte u industrijske svrhe intenzivnijom proizvodnjom. Kompanije koje prerađuju biomasu u biougalj koriste sisteme znatno većih proizvodnih kapaciteta a za sirovinu koriste otpad iz poljoprivredne proizvodnje, nusprodukte u proizvodnji papira pa čak i urbani otpad.

Postoje tri primarna metoda primene pirolitičkog sistema. Prvi je centralizovani sistem sakupljanja ukupne biomase jednog regiona koja se prerađuje u jednom pirolitičkom postrojenju. Drugi sistem podrazumeva efikasnu primenu peći manjih kapaciteta prerade kojima bi raspolagalo svako poljoprivredno domaćinstvo ili grupa njih. Treći način predviđa postojanje mobilnih jedinica za pirolizu biomase, odnosno pirolizera montiranih na kamione koji bi dolazili na lice mesta; za pogon sistema koristio bi se biogas, biougalj bi odmah bio razbacan na određenoj površini, a bio-nafta bi se transportovala istim vozilom do rafinerija ili skladišta. Zastupljenost nekog od ova tri sistema veoma zavisi od karakteristika regiona. Troškovi transporta tečnih i čvrstih nusproizvoda, količina materijala koja treba da se preradi na određenom području, kao i mogućnost direktnog povezivanja sa elektromrežom su faktori koje treba razmotriti pre donošenja odluke o načinu implementacije.

Višestruka korist primene biouglja će se tek pokazati u budućnosti, kada se budu stekli potrebni uslovi za masovniju primenu komercijalne pirolize. Ovaj način smanjivanja amosferskog zagađenja uz veliku energetsku dobit već sada ima mnogo pristalica i izgledno je da neće biti zapostavljen već naprotiv – maksimalno unapređen radi maksimalnog efekta.

» Dodatni LINKOVI :

      Energija Vetra

      Ušteda Energije – Svuda U Vašem Domu     

      Primer Daljinskog Grejanja U Gradovima

      Kako Da Štedimo Energiju ?!?

      Konverzija Otpada U Proizvodnji Vodonika Kao Goriva

      Ekološki Aspekti Energetski Efikasnijih Kuća

 

EkoSpark.com

 
     

 

 

| Copyright EkoSpark © 2008 All Rights Reserved |

| webmaster : DELFIN-DIZAJN |