Ferma ca sursă de energie

Astfel, prin procedee de fermentare alcoolică se poate produce bioetanol, utilizabil în amestec cu benzina pentru motoare cu aprindere prin scânteie, prin descompunere şi fermentare metanică se poate obţine biogaz utilizabil direct pentru încălzire, sau pentru cogenerare de energie electrică şi termică, iar prin valorificarea unor plante oleaginoase se poate produce ulei utilizabil prin ardere directă sau pentru obţinerea de biodiesel.

Sisteme de producere a biomasei

Astfel de sisteme reprezintă ansambluri de culturi vegetale cultivate în cadrul unei ferme, din care o parte sunt destinate obţinerii de biomasă în scop energetic.

Acest concept este determinat de faptul că nu toate produsele vegetale din fermă pot fi valorificate în scop comercial, dar toate la un loc pot aduce profit prin valorificare şi utilizare diferenţiată. Astfel, pe lângă produsul principal al unei culturi, există produse secundare (paie, coceni etc.) care pot fi transformate sau valorificate în scop energetic.

Sistemele specializate pot fi implementate de către fermierii situaţi în zonele de influenţă a fabricilor de biodiesel, bioetanol, centrale de biogaz, fabrici de brichete sau peleţi şi livrează biomasa pe bază de contract ca produs principal.

• Sistem specializat pentru producerea de bioetanol. În acest sistem se cultivă plante puternic energointensive, cu un conţinut ridicat de amidon sau zaharuri solubile, plante care asigură obţinerea de producţii ridicate de materie primă la unitatea de suprafaţă şi cu un coeficient de transformare avantajos.

Culturile care pot fi valorificate ca materie primă pentru producerea de etanol sunt: porumb boabe, sorg, sfeclă de zahăr, cereale păioase, cartof, topinambur. Însă, bioetanolul se poate obţine şi din biomasă celulozică (paie, coceni, deşeuri industriale sau orăşeneşti), excluzând culturile de uz alimentar sau furajer.

Acest tip de biocombustibil se numeşte bioetanol de generaţia a doua şi s-a trecut la această tehnologie tocmai pentru a exclude competiţia pentru materii prime dintre sectorul agro-alimentar şi cel energetic.

• Sistem specializat pentru producerea de biodiesel. Cultura principală utilizată în acest caz este rapiţa pentru ulei. Există un sortiment bogat de soiuri specializate, cu rezistenţă sporită la secetă şi la scuturarea boabelor. Prin adoptarea culturii de rapiţă ca materie primă pentru biodiesel, de pe un ha se pot obţine cca. 3000 kg seminţe, din care se poate obţine în jur de 1200 l ulei, rezultând circa 1200 l biodiesel.

Biodieselul se mai poate obţine şi din alte culturi oleaginoase sau chiar din reziduuri grase de la abatoare, uleiuri uzate alimentare, sau, în ultimul timp se pune mare accent pe cultura algelor, care pot produce de zece ori mai mult ulei pe unitatea de suprafaţă de pe un hectar de luciu de apă.

Mai mult, algele se pot cultiva pe terenuri mlăştinoase, sau improprii culturilor agricole convenţionale, astfel că se exclude pericolul competiţiei combustibil - hrană pentru terenurile agricole valoroase.

• Sistem specializat pentru producerea de combustibil solid. În acest caz se folosesc plante erbacee sau specii lemnoase cu creştere rapidă, paiele de la cereale, plante erbacee energointesive (Miscanthus sp., Phalaris sp).

Sistemul presupune existenţa unui procesator specializat în fabricarea de biocombustibil solid (peleţi, brichete etc.). Recoltarea biomasei se face eşalonat, în conveier. Produsele finite pot fi păstrate timp îndelungat fără să-şi piardă calităţile energetice şi pot fi utilizate la nevoie.

• Sistem specializat pentru producerea de biogaz. În afară de utilizarea biomasei direct sub formă de combustibil solid, obţinerea şi valorificarea biogazului este cea mai accesibilă formă de utilizare a energiei regenerabile direct de către fermieri.

Cu alte cuvinte, biogazul se obţine chiar în exploataţie şi poate fi convertit tot aici în energie termică şi/sau electrică, spre deosebire de bioetanol, sau biodiesel, care sunt produse de companii specializate, iar fermierii furnizează doar materia primă pentru obţinerea acestor biocombustibili.

Pentru a produce biogaz, fermierul are nevoie de gunoi de grajd sau alte dejecţii animaliere, biomasă vegetală sau deşeuri rezultate din activităţi agro-alimentare şi instalaţia de producere şi valorificare a biogazului.

Ca structură de culturi se pot recomanda: porumbul siloz, sfecla de zahăr, ierburi furajere etc. Un alt mare avantaj al sistemului specializat pentru producerea biogazului este faptul că în procesul de fermentare anaerobă se obţine un îngrăşământ foarte valoros, care contribuie la menţinerea fertilităţii solului fără a fi necesară utilizarea în exces a îngrăşămintelor chimice.

Cercetările sunt efectuate în cadrul programului MAKIS din cadrul MADR, grant nr. 141558/2008.