Jakie są uprawy energetyczne?
Uprawy energetyczne to rośliny uprawiane i zbierane ze szczególnym zamiarem wykorzystania ich jako paliwa. Rośliny te zazwyczaj dzieli się na dwie kategorie: zielne, takie jak trawy, i drzewne, takie jak drzewa i krzewy. Energię zgromadzoną w elektrowniach można uzyskać poprzez bezpośrednie spalanie, zgazowanie i konwersję na paliwa płynne. Uprawy energetyczne są zazwyczaj wybierane ze względu na ich zawartość energetyczną, łatwość uprawy i zbioru, a także związane z tym koszty przetwarzania produktu końcowego. Niejadalne części roślin spożywczych stosowane do tego samego celu są uważane za produkty uboczne rolnictwa, a nie rośliny energetyczne.
Kilka rodzajów traw wykazuje potencjał jako źródło energii, przy czym trawa przełączająca wzbudza największe zainteresowanie; plony są zwykle wyższe, a koszty produkcji niższe niż w przypadku innych roślin zielnych. Switchgrass może osiągnąć pełną wydajność w ciągu trzech lat i rośnie ze stałego systemu korzeniowego, nie wymagając ponownego sadzenia przez okres do 15 lat. Wymagana jest tylko jedna czwarta ilości wody i nawozu niezbędnych do większości upraw spożywczych, a trawa jest wyjątkowo odporna na szkodniki i suszę. Do zbioru trawy trawiastej, która jest belowana podobnie jak siano, można użyć standardowego sprzętu rolniczego.
Drzewa i krzewy wykorzystywane do upraw energetycznych na ogół nie są uprawiane do dojrzałości, ponieważ drewno nie jest produktem końcowym. Rośliny drzewiaste o krótkiej rotacji (SRWC) są uprawiane z oczekiwanymi zbiorami w ciągu czterech do dziesięciu lat, podczas gdy szybko rosnące twarde drzewa, takie jak topola i wierzba, mogą rosnąć nawet do dziesięciu stóp rocznie w idealnych warunkach. Uprawiane drzewostany produkują również do dziesięciu razy więcej drewna na akr niż naturalne lasy.
Dwa główne zastosowania upraw energetycznych to wytwarzanie energii elektrycznej i surowca do produkcji biopaliw. Elektrownia może wykorzystywać uprawy w kotle parowym, spalając je bezpośrednio lub wraz z węglem, co nazywa się współspalaniem. W procesie zgazowania biomasę można przerobić na gaz syntezowy, mieszaninę tlenku węgla i wodoru lub metanu. Oba mogą być używane do strzelania do turbin parowych lub jako źródło energii do produkcji.
Butanol, długołańcuchowy węglowodór podobny do benzyny, może być wytwarzany z roślin zielnych, takich jak trawa trawiasta, miskant i trawa słonia. Etanol, paliwo alkoholowe, jest wytwarzany z pszenicy, kukurydzy, trzciny cukrowej lub dowolnej rośliny, która może być wykorzystana do produkcji napoju alkoholowego, natomiast paliwo biodiesla może być wytwarzane z olejów roślinnych wytwarzanych z roślin energetycznych, takich jak soja, rzepak i konopie. Lipidy lub tłuszcze w oleju poddaje się reakcji z alkoholem z wytworzeniem biodiesla. Chociaż niektóre biopaliwa mogą bezpośrednio zasilać pojazdy, większość z nich jest stosowana w połączeniu z tradycyjnymi paliwami.