Udoskonalona logistyka na rzecz europejskich upraw roślin bioenergetycznych
Energia odnawialna jest często kojarzona z turbinami wiatrowymi lub panelami słonecznymi, ale tak naprawdę ponad 60% energii odnawialnej produkowanej w Europie pochodzi z biomasy. Materia roślinna lub "biomasa lignocelulozowa" stanowi jeden z najbardziej dostępnych surowców naturalnych, powszechnie używanych do produkcji energii cieplnej i elektrycznej. Jednak według Benoit Gabrielle’a, profesora biofizyki środowiskowej na Uniwersytecie Paryż-Saclay i koordynatora unijnego projektu LOGISTEC, "Jeśli łańcuch dostaw biomasy lignocelulozowej nie będzie zarządzany w sposób zrównoważony pod kątem ekonomicznym, społecznym i środowiskowym, wówczas Europa nie będzie w stanie spełnić ambitnych celów w zakresie wykorzystania energii odnawialnej". Produkcja bioenergii obejmuje łańcuch działań od rozwoju rośliny, aż po ostateczny proces konwersji energii. Prof. Gabrielle twierdzi, że "Dzięki optymalizacji poszczególnych etapów tego łańcucha, począwszy od wyboru surowca i zagospodarowania, przez zbiory, wstępną obróbkę i przechowywanie, a kończąc na środkach transportu, możliwe jest zmniejszenie kosztów i zapewnienie bardziej zrównoważonych dostaw biomasy". Każdy etap to inne wyzwanie, a celem projektu LOGISTEC było znalezienie technologii, które ulepszyłyby każdy etap procesu. "Innym jego celem było opracowanie ram holistycznych, aby zoptymalizować logistykę z perspektywy ekonomii oraz aby oszacować trwałość łańcuchów dostaw ze społecznego i środowiskowego punktu widzenia", dodaje prof. Gabrielle. Porównywanie aktualnych technologii Poprzez wykonanie określonych metaanaliz, testów laboratoryjnych, testów terenowych i modelowania ekosystemu, pozwalających sprawdzić wpływ na środowisko, w ramach projektu LOGISTEC zbadano wszystkie typy roślin uprawianych na biomasę. Prace zaowocowały powstaniem zestawu wzorców do wykorzystania w technologiach komercyjnych. "Następnie wybrano te najbardziej wydajne, przy czym niektóre z nich ulepszono (w systemach zbierania) lub sprawdzono pod kątem łatwości zastosowania do szerokiej gamy roślin energetycznych, badanych w ramach tego projektu", wyjaśnia prof. Gabrielle. Uczestnicy projektu stworzyli światową bazę danych dotyczących upraw energetycznych, aby uszeregować uprawy pod kątem ich potencjału w zakresie produkcji biomasy. Natomiast metaanalizy zostały użyte do uszeregowania wysokości plonów uzyskiwanych z potencjalnych roślin energetycznych pod wpływem lokalnych warunków. "Jest to pierwsza tego typu baza danych, tak jak pionierskie było przeprowadzenie metaanalizy". "Dzięki temu potwierdzono, że w ocenie ogólnej miskant jest zdolny do wydania największych plonów w porównaniu z innymi potencjalnymi gatunkami roślin do produkcji biomasy", mówi prof. Gabrielle. "Modele matematyczne opracowane przez zespół mogły być też użyte do doboru najlepszych kombinacji technologicznych w ramach łańcucha dostaw w przypadku każdego typu surowca lub każdej strefy klimatycznej. Modele te wspierają też projekt przyszłych łańcuchów dostaw biomasy, procesów konwersji i produktów". Testowanie nowych technologii W ramach konsorcjum oszacowano między innymi potencjał wykorzystania procesu wstępnej obróbki termicznej, aby biomasa stała się gęstsza i łatwiejsza w transporcie. W wyniku procesu zwanego mokrą toryfikacją (Torwash) powstają też odpady ciekłe, które można by wykorzystać jako nawozy. "Proces ten pozostawia po sobie odpady stałe, których gęstość jest czterokrotnie większa niż biomasy, a ponadto dobrze się one palą, choć niestety bogate w substancje odżywcze ścieki niekiedy przyczyniają się do obniżenia wydajności plonów", twierdzi prof. Gabrielle. Dodaje on, że zamiast tego można te pozostałości poddać procesowi fermentacji beztlenowej i w ten sposób uzyskać nawóz. Prof. Gabrielle podsumowuje, że projekt LOGISTEC pokazał, iż każdy element łańcucha logistycznego może być udoskonalony, a optymalizacja łańcucha jest opłacalna. "W ocenie całościowej wydajności łańcucha dostaw najsłabszym punktem okazał się etap magazynowania. Nowe sposoby uprawiania roślin, na przykład mieszanie roślin strączkowych z gatunkami lignocelulozowymi, wydały się bardzo obiecujące z perspektywy oszczędzania zasobów i zmniejszania wpływu na środowisko", dodaje. Technologie zagęszczania, takie jak Torwash, także okazały się obiecujące z punktu widzenia wykorzystania na szeroką skalę. Dzięki firmom biorącym udział w projekcie LOGISTEC niektóre z opracowanych innowacji zostały już wdrożone na skalę komercyjną, a wśród nich zmodernizowane systemy zbierania, zagęszczenie za pomocą procesu brykietowania czy monitoring obiegu i gromadzenia biomasy w czasie rzeczywistym. Długoterminowe ulepszenia obejmują produkcję oprogramowania do optymalizacji logistyki w celu wsparcia procesu podejmowania decyzji w zakresie zarządzania produkcją biomasy dla każdej lokalizacji lub uprawy.
Słowa kluczowe
LOGISTEC, rośliny energetyczne, biomasa, miskant olbrzymi, zarządzanie łańcuchem dostaw, plony, bioenergia, biogospodarka, biorafineria
