Wykorzystanie biopaliw w przemyśle

Rodzaje biopaliw stosowanych w przemyśle

Biopaliwa są pochodzenia organicznego i mogą być wytwarzane z różnorodnych surowców, zarówno roślinnych, jak i zwierzęcych. W przemyśle wykorzystywane są głównie następujące rodzaje biopaliw:

• Bioetanol – paliwo produkowane z biomasy roślinnej, głównie z surowców takich jak kukurydza, trzcina cukrowa czy buraki cukrowe. Jest stosowany głównie w przemyśle chemicznym oraz do napędu silników spalinowych.
• Biodiesel – uzyskiwany z olejów roślinnych (np. rzepakowego, sojowego) lub tłuszczów zwierzęcych, biodiesel jest używany jako zamiennik tradycyjnego oleju napędowego w silnikach diesla. Jest stosowany w przemyśle transportowym oraz w agregatach prądotwórczych.
• Biogaz – powstaje w procesie fermentacji beztlenowej materii organicznej, np. odpadów rolniczych, resztek spożywczych czy osadów ściekowych. Może być wykorzystany do produkcji energii elektrycznej i cieplnej w instalacjach kogeneracyjnych.
• Biomasę – obejmuje szeroką gamę materiałów, takich jak drewno, trociny, słoma czy odpady rolnicze. Biomasa jest spalana w celu wytwarzania ciepła lub energii elektrycznej, często w połączeniu z tradycyjnymi paliwami.
• Zielony wodór – wodór produkowany z biomasy, który jest uważany za przyszłościowe rozwiązanie ze względu na brak emisji CO₂ podczas jego spalania. Choć technologia ta jest jeszcze w fazie rozwoju, biowodór może mieć szerokie zastosowanie w przemyśle energetycznym i chemicznym. 
• RDF - (skrót od ang. Refuse Derived Fuel) to paliwo alternatywne lub inaczej paliwo odpadowe, powstałe w wyniku dalszego przygotowania odpadów o wysokiej wartości opałowej - na przykład odpadów przemysłowych czy komunalnych.

W jakich branżach przemysłowych biopaliwa znajdują zastosowanie?

Biopaliwa mogą być wykorzystywane w wielu sektorach przemysłowych, zwłaszcza tam, gdzie istotna jest minimalizacja wpływu na środowisko:

Zastosowanie biopaliw w przemyśle chemicznym

Przemysł chemiczny jest jednym z największych konsumentów energii w sektorze przemysłowym, dlatego efektywne zarządzanie zasobami energetycznymi odgrywa kluczową rolę w jego działalności. Biopaliwa mogą być wykorzystywane zarówno jako źródło energii, jak i surowce do dalszej obróbki chemicznej. Bioetanol, produkowany z biomasy roślinnej, jest doskonałym surowcem do produkcji tworzyw sztucznych, rozpuszczalników czy dodatków chemicznych. Ponadto, zielony wodór – będący ekologiczną alternatywą dla konwencjonalnego wodoru produkowanego z gazu ziemnego – ma ogromny potencjał jako paliwo w procesach chemicznych i energetycznych, zapewniając niską emisję zanieczyszczeń.

Biopaliwa w przemyśle spożywczym

Przemysł spożywczy, szczególnie sektor przetwórstwa żywności, może efektywnie wykorzystać biopaliwa do zasilania swoich procesów produkcyjnych. Zakłady przetwórcze generują duże ilości odpadów organicznych, które mogą zostać przekształcone w biogaz, a następnie używane do produkcji energii elektrycznej i cieplnej. Wykorzystanie biogazu w kogeneracji (produkcji energii elektrycznej i cieplnej jednocześnie) pozwala na maksymalizację efektywności energetycznej, redukując jednocześnie koszty operacyjne i wpływ na środowisko. Biopaliwa mogą zasilać piece grzewcze, suszarnie, a także linie technologiczne, co sprawia, że zakłady spożywcze stają się bardziej samowystarczalne energetycznie. Co więcej, wdrażanie biopaliw w przemyśle spożywczym to również krok w stronę gospodarki o obiegu zamkniętym – odpady przekształcane są w energię, co zmniejsza ilość składowanych resztek.

Wykorzystanie biopaliw w przemyśle papierniczym

Przemysł papierniczy, ze względu na dużą energochłonność procesów produkcyjnych, również jest doskonałym kandydatem do implementacji biopaliw. Produkcja papieru wymaga znacznych ilości energii cieplnej, szczególnie w procesach suszenia i obróbki masy papierniczej. W wielu zakładach biomasę, taką jak odpady drzewne, trociny czy inne resztki organiczne, można efektywnie przekształcić w energię. Biomasa może być spalana w kotłach przemysłowych w celu produkcji pary technologicznej oraz energii cieplnej niezbędnej do suszenia papieru. Dzięki temu, firmy papiernicze nie tylko redukują emisje gazów cieplarnianych, ale również zmniejszają swoje koszty związane z zakupem tradycyjnych paliw kopalnych. W wielu zakładach analizowane są właśnie możliwości wdrożenia kotłów wielopaliwowych w celu uzyskania energii cieplnej z odpadów produkcyjnych, po oczyszczalni scieków oraz spalania odpadów komunalnych w postaci RDFu. 

Zastosowanie biopaliw w przemyśle transportowym

W przemyśle transportowym, zwłaszcza w logistyce, gdzie przewóz towarów odbywa się głównie ciężarówkami, zastosowanie biopaliw może w znaczący sposób obniżyć emisje CO₂. Biodiesel, produkowany z olejów roślinnych lub tłuszczów zwierzęcych, może być stosowany jako zamiennik tradycyjnego oleju napędowego w silnikach diesla. Z kolei bioetanol, uzyskiwany z biomasy roślinnej, może być używany jako dodatek do benzyny. W przemyśle, gdzie floty pojazdów są intensywnie eksploatowane, przejście na biopaliwa przyczynia się nie tylko do redukcji emisji, ale także do obniżenia kosztów operacyjnych, zwłaszcza w przypadku dostępności lokalnych źródeł biopaliw. Dodatkowo, stosowanie biopaliw w transporcie wspiera realizację celów związanych z zrównoważonym rozwojem, a przedsiębiorstwa mogą pochwalić się bardziej ekologicznymi łańcuchami dostaw.

Biopaliwa w przemyśle metalurgicznym i cementowym

Przemysł metalurgiczny oraz cementowy, z uwagi na swoje energochłonne procesy produkcyjne, mogą skorzystać z biopaliw jako alternatywy dla paliw kopalnych. W szczególności, biomasa i biogaz mogą być wykorzystane do zasilania pieców do produkcji metali i cementu. W hutach biomasa może zastępować tradycyjne paliwa, takie jak węgiel czy koks, co pozwala na zmniejszenie emisji CO₂. W przemyśle cementowym, spalanie biomasy w piecach do wypalania klinkieru może znacznie obniżyć emisje zanieczyszczeń, jednocześnie poprawiając efektywność energetyczną. W tych branżach, gdzie konieczna jest duża ilość energii cieplnej, biopaliwa mogą stanowić realną alternatywę dla paliw kopalnych.

„Biopaliwa oferują przemysłowi nie tylko narzędzie do obniżenia emisji CO₂, ale także możliwość przekształcenia odpadów organicznych w cenne źródło energii. Wprowadzenie biogazu czy biomasy zamiast gazu ziemnego czy węgla do procesów produkcyjnych to krok ku efektywności energetycznej i obiegowi zamkniętemu. W kontekście strategii zeroemisyjnych, takie rozwiązania przyczyniają się nie tylko do ochrony środowiska, ale również do redukcji kosztów operacyjnych. Dzisiaj to również możliwość zrefinansowania działa związanych z podnoszenie efektynwości energetycznej oraz ograniczeniem emisji z wykorzystaniem narzędzie finansowych zwiazanych z transformacją energetyczną. To przyszłość przemysłu, która pozwala jednocześnie dążyć do dekarbonizacji i osiągać zrównoważone cele biznesowe ze skończonym okresem zwrotu.” - mówi dr inż. Piotr Danielski, Dyrektor ds. Technicznych w DB Energy.

Gdzie biopaliwa będą najbardziej efektywne?

Biopaliwa będą najefektywniejsze tam, gdzie istnieje możliwość optymalizacji procesów technologicznych i energetycznych poprzez wykorzystanie dostępnych surowców organicznych. Przykładowo, przemysł spożywczy i rolniczy mogą w pełni wykorzystać swoje odpady do produkcji biogazu, co znacząco obniża koszty operacyjne. Z kolei zakłady chemiczne mogą efektywnie przekształcać biomasę w bioetanol lub biowodór, wykorzystując te surowce w dalszych procesach technologicznych. Efektywność wykorzystania biopaliw zależy również od infrastruktury. Firmy, które posiadają instalacje kogeneracyjne, mogą maksymalnie wykorzystać energię cieplną i elektryczną z biopaliw, co zwiększa wydajność i redukuje koszty.

Wpływ biopaliw na emisje gazów cieplarnianych

Biopaliwa nie są całkowicie zeroemisyjne, ale są znacznie bardziej zrównoważone niż paliwa kopalne. Podczas ich spalania emitowany jest dwutlenek węgla (CO₂), jednak ilość ta jest porównywalna do CO₂ pochłanianego przez rośliny podczas ich wzrostu, co sprawia, że biopaliwa są uznawane za neutralne pod względem emisji dwutlenku węgla.

Mimo to, produkcja i transport biopaliw również generują pewne emisje, co oznacza, że biopaliwa nie są w pełni zeroemisyjne. Należy również brać pod uwagę emisje związane z uprawą roślin na biopaliwa (np. nawozy, sprzęt rolniczy) oraz procesy przetwarzania biomasy. W porównaniu z paliwami kopalnymi, biopaliwa mogą jednak znacząco obniżyć ogólny poziom emisji gazów cieplarnianych, przyczyniając się do bardziej ekologicznej gospodarki.

Wady i zalety biopaliw w przemyśle

Jak każde rozwiązanie, biopaliwa mają swoje zalety i wady, które należy wziąć pod uwagę przy opracowywaniu strategii energetycznej firmy.

Zalety:

• Odnawialność - biopaliwa są produkowane z surowców odnawialnych, co sprawia, że są bardziej zrównoważone w dłuższym okresie niż paliwa kopalne.
• Redukcja emisji CO₂ - wykorzystanie biopaliw przyczynia się do obniżenia emisji dwutlenku węgla, co pomaga firmom spełniać coraz bardziej restrykcyjne normy środowiskowe.
• Lokalne źródła surowców - produkcja biopaliw może opierać się na lokalnych surowcach, co redukuje zależność od importowanych paliw i zmniejsza koszty transportu.
• Zamknięty cykl produkcji - przemysły spożywczy i rolniczy mogą wykorzystywać swoje odpady do produkcji biogazu, co przyczynia się do gospodarki o obiegu zamkniętym.

Wady:

• Koszty inwestycji - instalacja systemów przystosowanych do wykorzystywania biopaliw, takich jak kotły na biomasę czy biogazownie, może wiązać się z wysokimi kosztami początkowymi.
• Dostępność surowców - w zależności od regionu, dostępność surowców do produkcji biopaliw może być ograniczona, co może wpływać na stabilność dostaw.
• Niska wydajność energetyczna - niektóre biopaliwa, takie jak biogaz czy biomasa, mają niższą wydajność energetyczną w porównaniu do tradycyjnych paliw kopalnych.

Wykorzystanie biopaliw w różnych sektorach przemysłowych jest ważne dla realizacji strategii zeroemisyjnych. Przemysł chemiczny, spożywczy, papierniczy, energetyczny, transportowy oraz metalurgiczny mogą skorzystać na wdrażaniu biopaliw, redukując emisje CO₂. Biopaliwa są nie tylko bardziej zrównoważoną alternatywą dla paliw kopalnych, ale także pozwalają na wykorzystanie mechanizmów transformacji energetycznej, oszczędności finansowe, zwłaszcza tam, gdzie odpady organiczne mogą być przekształcane w biogaz lub biomasę. Długofalowe korzyści związane z zastosowaniem biopaliw to nie tylko poprawa wizerunku firm, ale również ich lepsze dostosowanie do coraz bardziej restrykcyjnych regulacji środowiskowych.