Rohumaad taastuvenergia allikana (0)

Mis on taastuvenergia ? Taastuvenergia on energia, mis tootetakse taastuvatest energia allikatest, milleks peamiselt on vesi, tuul, päike, lained, maasoojus, prügilagaas, heitevee puhastumisel eralduv gaas . Aga ka biogaas ja biomass .
Biogaas, teisiti öelduna käärimisgaas on suure metaanisisaldusega gaas , mis tekib kui mikroorganismid taimse ja loomse päritoluga heitmeid anaeroobselt lagundavad. See koosneb peamiselt metaanist ja süsinikdioksiidist. Vähesemal määral sisaldab ka lämmastikku, divesiniksulfiidi.
Energiahein- kultuurid, mida kasvatakse energia tootmise eesmärgil
Biomass- Biotsünoosi isendite elusaine hulk. Väljendatud toor -või kuivamssi ühiksuis isendite eluoaigaga pinna-või mahuühiku kohta (t/ha, g/m3 jne).
Põllumajandusenergeetikat võib pidada uueks suunaks energeetikas, aga siis mitte energiakasutajana,vaid kui energiatootja .
Biokütuste klasiifitseerimine:
Biokütused liigitatakse kolme rühma: vedal, gaasiline ning tahke. Vedelaid kütuseid toodetakse õli- ja suhkrurikastest energiakultuuridest. Gaasilist biolagunevatest ja tööstuse jäätmetest ning loomsest massist. Tahket toodetakse puidust ning puidujäätmetest.
Energia tootmisel rohtsest biomassist biogaasiks saab kasutada järgmisi sisendeid: a) biomass pool-looduslikelt kooslustelt b) põhk c) roog d) biomass põllumajandusmaalt. Rohtsest biomassi saab energiaks muundada nii toorainet otseselt põletades kui ka biogaasiks kääritades, misjärel saab energia tootmisel kasutada biogaasi. Tooraine otsesel põletamisel on tähtis madal niiskusesisaldus .
Biogaasi tootmise eesmärgiks on muundada biomass kas soojuseks või elektriks. Muundamisprotsessid võib jagada järgvealt: termokeemilisteks, füüsilis-keemiline biokeemilisteks ja bakteriaalne . Termokeemilise muundamise viisid on põletamine, pürolüüs , gaasitamine. Füüsikalis-keemilise muundamise viisid on peenestamine, pressimine, esterdamine . Ning biokeemilise muundamise viisid on anaeroobne lagundamine, anaeroobne käärmine.
Temokeemiline muundamise hulka kuuluvad protsessid, mille käigus tahked (bio) kütused muudetakse sekundaarseteks tahketeks, vedelateks ja gaasilisteks energiakandjateks kasutades sealjuures esmalt soojust. Gaasitamise käigus muudetakse tahke biomass eelsitatult gaasiliseks energiakandjaks. Biomassi gaasitamiel saadav gaas on nn keskmise kvaliteediga gaas, mille kütteväärtus on piires 10-18 MJ/m3. See gaas on otse põletatav sisepõlemismootorites, mis käivitavad soojuspumoade kompressoreid või liiklusvahendeid.
Pürolüüs- kuivdestillatsioon on aine muundamine kõrgel temp. Selle käigus töödeldakse biomass eesmärgiga saada maksimaalselt vedelate franktsioonide osa.
Kääritusprotsessi tsüklilisel töötlemisel täidetakse käärti perioodiliselt biomassiga, suletakse hermeetiliselt ning kääritumisprotsess käivitub. Gaasi toodang kasvab ajas kuni saavutab maksimumi. Pärast toodangu langust alla teatud piiri eemaldatkase 90-95% kääritatud massist ja täidetakse uuesti värske materjaliga . Saavutamaks pidevat gaasitoodangut on vaja mitut paralleelset erinevas kääritusfaasis töötavat kääritit. Pidev töötlusrežiimil töötav biogaasitehas hõlmab endas põhikääritit ja eraldi järelkääritit. Biomassi lisades liigub osa läbitöötatud massist ülevoolutorustiku kaudu järelkääritusmahutisse.
Energiaheina kasvatamise põhjuseid on palju:

Esiteks saab ära kasutada sööti jäänud maa-alasid, mida pole otstarbekas metsastada või sööti jätta nt külvikud ning poolooduslikud rohumaad.Energiaheina kasvatamine aitab säilitada kultuurimaastikku ja oskuslikul majandamisel võib suurendada selle väärtust.

On alternatiiviks fossiilsete kütuste tarbimisele , mis on lisaks väärtuliku tooraine raiskamisele viinud Maa suhteliselt ebastabiilsesse olukorda keskkonna saastamise tõttu

Võrreldes energiaheina energiavõsaga võib energiaheina kasuks öelda seda, et energiaheina all olevaid põlde võib vajadusel korral koheselt uuesti kasutusele võtta teiste kultuuride tootmiseks. Heintaimede kasvatamise energia eesmörgil säilitab maa haritavana, mida ei saa öelda energiavõsa kasvatamise kohta.

Suurim eelis bioenergial on see, et biomassi on võimalik toota väga laial alal-kõikjal saab tegeleda põllu-või metsamajandusega.

Biomassi varud on suured Eestis

Suurendab keskkonnasõbralikkust. Energeetiliste kultuuride kasvatamise eelis on eestkätt selles, et vähendatakse oliliselt fossiilsete kütuste kasutamisest tulenevat negatiivset efekti keskkonnale. Vähendab kasvuhoonegaaside õhkupaiskamist. Põletamisel eraldunud CO2 ei arvestata kliimamuutuste põhjustajana, sest see seotakse uuesti fotosünteesil .
(Mitme- aastaste rohtsete energiakultuuride kasvatamine omab omakorda eeliseid kiirekasvuliste puitkultuuride kasvatamise ees, kuna rohtset biomassi saab energia tootmise toorainena kasutada juba külvamisele järgneval või ülejärgmisel aastal. Mitme-aastased energiakultuurid on võrreldes ühe-aastaste energiakultuuridega mullaviljakusele vähem nõudlikud, veelgi enam, nad annavad saaki uuesti külvamiseta 7-10 aastat ja lisaks kaitsevad mulda erosiooni eest ning säilitavad mullaviljakuse . Rohtsete energiakultuuride kasvatamisel saab kasutada teravilja kasvatamisega samu põllutöömasinaid nii külvamisel, hooldustöödel kui saagi koristamisel. )
Bioenergia tootmiseks sobivad kõige paremini taimed, mille kuivainetoodang põllupinna ühiku kohta on võimalikult suur ning taimed peaksid olema küllaldaselt tugeva varrega, vältimaks lamandumist sademete poolt. Eestis tuleks valida bioenergia tootmiseks välja eelkõige need energiakultuuride liigid ning sordid , mille kasvatamisesest saadav biomass on meie ilmastiku- ja mullatingimustes maksimaalne. Liigi valikul tuleks eelistada mitme-aastaseid kultuuride kasvatamist põllumajanduslikust kasutusest väljas olevatel aladel. Mitme- aastastel energiakultuuridel on kõrgem biomassi toodang, parem energiabilanss ja väiksem keskkonnamõju. Rohttaimede kasvatamise puhul biogaasi tootmiseks on minimaalsed või puuduvad sootuks vajadused umbrohu- ja kahjuritetõrjeks.
Energiaheina eelistatumad kultuurid on päide-roog, roog- aruhein , ja ida-kitsehernes. Aga lisaks sobivad ka liblikõieliste vahekultuurid, kiudkanep, teravili.
PÄIDEROOG - energia tootmise eesmärgil saab kasutada päideroo biomassi tahke ja gaasilise biokütuse toormena soojuse ja elektri tootmiseks. Tahke biomassina kasutatakse kevadel või suvel koristatud päideroogu energiaheinana põletamiseks. Gaasilise biokütuse toormeks on päideroo kaheniitliesel koristusel saadav haljasmass.
Saagikus: Päideroo biomassi energiaheinana tootmisel võib saaki koristada kas ükskord aastas kasvuaastale järgneval kevadel, kasvuaasta suvel või sügisel, kui päideroopõld anna küll suurimat saaki, kuid selle kasutamist põletamiseks võib takistada küttekoldeid kahjustavate elementide kõtge kontsentratsioon. Päideroo kasvatamine on rohkem levinud põhjamaades : Soomes, Rootsis, kus koristatatakse energiaheina reeglina kevadel kohe pärast lumesulamist. Kevadel sellepärast, et 1) siis on saagi kuivaine sisaldus kõrge ja saak ei vaja täiendavat kuivatamist, 2) taimi ei häirita kesvuperioodil, mistõttu nende juurestik on tugevam ning sinna koguneb rohkem süsivesikuid, mis aitavad taimel elada talve paremini üle ja alustada kevadel kasvu varem. 3)kevadel on mineraalainete sisaldus saagis väiksem ning saagi kvaliteet põletuseks seega parem 4) talvel tekib suur materjalikulu 5) kevadel puudub turul nõudlus kütte järele, mistõttu tuleb saaki ladustada
Senised uurimised näitavad, et Eestis on võimalik koristada energiaheina saaki ainult kasvuaasta suvel ning saagi koristamiseks tuleks rakendada analoogset koristustehnoloogiat, mis heina tootmisel söödaks. Suvine saagikoristus toob aga kaasa suurema väetiste vajaduse ning lisakulud biomassi kuivatamiseks põllul. Eeliseks on see, et saagikaod on oluliselt väiksemad ning võimalus septembris veel ädala saak, mida saab kasutada kas loomasöödaks või ka biogaasijaamades toorainena.
Energiaheina otsepõletamine pallina. Heina energiakasutuse suurim takistus on tema väike mahumass. Seetõttu on heina transport ja käsitsemine tülikas ja kallis ning on vaja suuri laopindu. Üks lahendus heina energiakasutuse suurendamiseks oleks selle töötlemine pressimise teel, misläbi mahumass suureneb. Kõrrelistega kütmisel tekivad probleemid kütuse suure mahu ja pudenevuse tõtu. Seepärast kogutakse hein pallidesse või hekseldatakse. Miinuseks on see, et heinapallide põletamiseks on vaja spetisaalseid põletusseadmeid, mis on kallid.
Heina saab pressida brikettideks ja graanuliteks või jahvatada, siis tihedus suureneb. Jahvatatud heina saadakse põletada samades kolletes, kus põletatakse jahvatatud puitu, sütt, turvast . Kui teha hein graanuliteks, siis vöhenevad kulutused põletuseadmetele, katlaruumidele ja kütmisele.
PILLIROOG - pilliroo kasutamine on otstarbekas võimalus kasutada suuri roovälju energia tootmiseks. Järved ja merelahed on viimastel aastatel muutunud toitaineterikkamaks ning seetõttu on roostike kasv kiire. Vanad roostikud laienevad keskmiselt üks meeter aastas. Eestis on hinnatud roostike kogupindalaks üle 27 000 ha. Energia tootmise seisukohalt on oluline, kui suur on saagikus ja taimeosade keemiline koostis. Pilliroo biomass sõltub selle vanusest ja struktuurist, veetasemest ning muu taimestiku rohkusest ja kasvutingimustest.
Kui lähtuda, et Eestis on kasutamata maad 283,5 tuhat hektarit ja meie looduslike rohumaade produktsioonitase on 7,3 t/ha biomassi (märgkaalus), siis moodustaks kasutamata maalt saadav biomassi kogus 2,07 miljonit tonni, millest oleks võimalik toota biogaasi 280 mln m3 aastas
Tahket pillirookütust saab tihendada pillirookõrte tükeldamise teel (5–10 cm) lühikesteks juppideks, pakkideks või pallideks pressimise teel, pelletite ja brikettide valmistamise teel, millele võib järgneda ka kas söestamine (biosüsi) või röstimine (torrefitseerimine). Tahke pillirookütuse tootmiseks sobib paremini talvel koristatud pilliroog. Ühe 400 kg ja 20% niiskusega palli primaarenergia sisaldus on umbes 1,5 MWh. Teine võimalus pilliroo energiatiheduse suurendamiseks on vedelate ja gaasiliste biokütuste tootmine, nagu nt biogaas, biometaan, sünteetiline gaas (pürolüüsi produkt ), bioetanool. Neid on sobiv toota suvisest pilliroost. Talvel kogutud 82 pilliroost saab toota nt bioõli. Silmas tuleb pidada aga, et suvine niitmine võib kahjustada roo risoome ja aeglustada nende kasvu.