Jakość paliw stałych produkowanych z biomasy oraz wpływ ich zastosowania w celach energetycznych na środowisko i zdrowie użytkowników badają naukowcy z Uniwersytetu Śląskiego. Stworzyli w tym celu nową jednostkę – Centre for Biomass Energy Research and Education.
W utworzonym wiosną tego roku Centrum prowadzone są interdyscyplinarne badania nad energią z biomasy. Pod tym szerokim pojęciem kryją się produkty ulegające biodegradacji, które pochodzą najczęściej z odpadów, m.in. w leśnictwie, rolnictwie czy różnych gałęziach przemysłu. Naukowcy pracujący w Centrum chcą zwiększać świadomość społeczną na temat wykorzystania biomasy, aby promować jej wykorzystanie w sposób bezpieczny i przyjazny dla środowiska.
Z biomasą można robić wiele rzeczy. Nie tylko się nią pali, ale można ją również zgazować. Jest odnawialnym źródłem energii, a to cecha szczególnie pożądana we współczesnym świecie, zmagającym się ze zmianami klimatu. Badania nad paliwami z biomasy są wciąż młodą dziedziną, która jednak prężnie się rozwija – podkreśla dr inż. Agnieszka Drobniak, współzałożycielka Centrum, która po ponad 20 latach pracy w Stanach Zjednoczonych zdecydowała się na powrót do Polski.
Biomasa staje się coraz bardziej atrakcyjnym źródłem energii. Jakość paliw z niej pochodzących, jak również skutki wynikające z ich spalania dla ludzkiego zdrowia i środowiska to rozwijający się kierunek badań. Na Uniwersytecie Śląskim już w 2016 roku rozpoczęto analizę zanieczyszczeń w paliwach do grillowania na bazie węgla drzewnego. Później zakres ten rozszerzono na na pelety drzewne i inne rodzaje paliw z biomasy, takie jak pelety z trawy czy łuski słonecznika. Przeanalizowano w sumie ponad 200 próbek na bazie węgla drzewnego i ponad 700 próbek pelletu drzewnego z 9 różnych krajów. Niektóre z tych paliw zawierały różnorodne zanieczyszczenia. Chociaż większość z nich można rozpoznać tylko pod mikroskopem, niektóre widoczne były nawet gołym okiem. Pochodziły ze struktury drewna, metody zbioru i transportu. Inne, takie jak metal, rdza, olej i smar, mogły zostać wprowadzone podczas produkcji. Pojawiały się też kleje, żywice, farby, plastikowe torby, guma z opon.
Nasz zespół zdefiniował, opisał i udokumentował te zanieczyszczenia oraz stworzył klasyfikacje pozwalające na łatwiejszą i bardziej precyzyjną ich identyfikację. Ponieważ te zanieczyszczenia mogą prowadzić do emisji związków rakotwórczych i szkodliwych cząstek stałych, testowanie paliw z biomasy stałej ma kluczowe znaczenie. Szeroki zakres udokumentowanych przez nas zanieczyszczeń jednoznacznie pokazuje, że obecnie stosowane analizy fizykochemiczne nie wystarczają do zagwarantowania wysokiej jakości paliwa – tłumaczy dr Zbigniew Jelonek z Uniwersytetu Śląskiego, pod którego kierunkiem prowadzone były tamte badania.
Pojawiła się wówczas myśl, żeby wykorzystać w analizach mikroskopię optyczną. Chociaż metoda ta jest dobrze znaną i szeroko stosowana w przypadku węgla, skał macierzystych, metali, ceramiki i polimerów, to jeśli chodzi o paliwa z biomasy stałej jej wykorzystanie ma pionierski charakter.
Ta metodologia, opracowana przez nasz zespół badawczy, jest doskonałym narzędziem do badania jakości biomasy stałej mogącym pomóc w zapewnieniu produkcji paliw o najwyższej jakości – przekonuje dr hab. Iwona Jelonek, dyrektor Centre for Biomass Energy Research and Education.
To właśnie w tej jednostce prowadzone są pionierskie badania z zakresu mikroskopowej analizy biomasy. Dotyczą m.in. oceny jakości uwalnianych spalin oraz ilości emitowanego pyłu podczas spalania i zgazowania biomasy. Ponieważ właściwości paliw wpływają na charakterystykę emisji, ocena tych paliw powinna mieć kluczowe znaczenie. To szczególnie istotne w przypadku paliw do grillowania, gdyż dym z ich spalania ma bezpośredni kontakt z żywnością, wpływa na bezpieczeństwo ludzi i zanieczyszcza atmosferę.
W niektórych przypadkach wyniki petrograficzne mogą być skorelowane z emisją, co oznacza, że istnieje możliwość prognozowania szkodliwych zanieczyszczeń powietrza ze składu biomasy – wyjaśnia dr inż. Agnieszka Drobniak, która w amerykańskim Indiana University prowadziła badania nad różnymi źródłami energii: węglem, ropą, gazem, a w ostatnich latach także biomasą.
Teraz będzie je kontynuować w Centre for Biomass Energy Research and Education. Choć jednostka niedawno rozpoczęła działalność, już nawiązała współpracę z United States Geological Survey oraz uniwersytetami z Danii, Wielkiej Brytanii, USA i Polski. Niedługo dołączy do tego grona ponad 30 instytucji, w tym uniwersytety i laboratoria z Chin, Mongolii, Australii, Rwandy, Portugalii, Turcji, Niemiec, Bułgarii, Meksyku, Indii, Kanady i Słowenii.
Centrum zostało utworzone w ramach programu „Polskie Powroty 2021” Narodowej Agencji Wymiany Akademickiej. Jest współfinansowane przez Narodowe Centrum Nauki.
MK, źródło: www.biomass.edu.pl