Łączenie przyjemnego z pożytecznym, czyli możliwości tworzenia biopaliw z odpadów po produkcji piwa

Energetyka stanowi niesamowicie ważny element kształtujący środowisko, w którym żyjemy i nie możemy mieć co do tego żadnych wątpliwości. Zaliczamy do niej nie tylko wytwarzanie prądu, ale i transport oraz wytwarzanie ciepła, czyli trzy działy będące wielkimi źródłami emisji szkodliwych substancji do otoczenia. Z tego powodu uwaga ekspertów zajmujących się ekologią często skupia się właśnie na udoskonalaniu lub odkrywaniu nowych źródeł energii, które pozwolą na redukcję emisji w sektorze energetycznym. Narzędzi, którymi możemy się obecnie posługiwać, jest mnóstwo, zaczynając od turbin wiatrowych czy fotowoltaiki, a kończąc na popularnym w ostatnim czasie wodorze, szczególnie tym zielonym. Do tego wszystkiego można również dopisać źródło energii, o którym mówi się zazwyczaj nieco mniej, przez co może być niedoceniane przez opinię publiczną, a jest nim biomasa. 

• Czy piwo może służyć jako paliwo? Jaka może być jego rola w gospodarce obiegu zamkniętego?
• Czym są i do czego służą drożdże, młóto browarniane i wywar gorzelniany?
• Jakie stoją bariery rozwoju wykorzystania odpadów browarniczych?

Biomasa to wszelkiego typu, ulegające biodegradacji, odpady komunalne i przemysłowe, pozostałości z produkcji rolnej, leśnej, rybołówstwa, a także biogaz. Wszystkie one mogą służyć do produkcji biopaliw czy też właśnie biogazów, które są w stanie skutecznie zastępować konwencjonalne paliwa. Dowodem na to są rozwijane obecnie zrównoważone paliwa lotnicze SAF, czyli biopaliwa, na których już teraz lata wiele samolotów. Ich wykorzystanie nie wymaga wprowadzania żadnych zmian technologicznych w silnikach, a na dodatek stosowanie biopaliw nie obniża w żaden sposób wydajności jednostek napędowych. 

To tylko jeden z przykładów wykorzystania biopaliw lub biogazu, które mogą służyć również w innych gałęziach transportu, ciepłownictwie oraz elektroenergetyce. Gama zastosowań jest więc szeroka, ich skuteczność spełnia wymagania, a na dodatek czerpanie energii z biomasy jest świetną odpowiedzią na problem związany ze składowaniem różnego typu odpadów biodegradowalnych. Na czele licznych korzyści stoi jednak aspekt środowiskowy, a więc możliwość ograniczania emisji części szkodliwych gazów do atmosfery poprzez spalanie biopaliw i biogazu zamiast paliw konwencjonalnych. Należy przy tym oczywiście podkreślić, że ograniczenie emisji nie jest tożsame z całkowitym jej wyeliminowaniem.

Spalanie biomasy powoduje emisję zanieczyszczeń, jednak w przypadku pyłów zawieszonych, tlenków azotu i tlenków siarki jest ona mniejsza od emisji wytwarzanej przy spalaniu węgla. Dodatkowo, choć spalanie biomasy powoduje wydzielanie się nieco większych ilości dwutlenku węgla niż spalanie zwykłego węgla, to emisja ta nie ma negatywnego wpływu na środowisko. Wszystko za sprawą wchłaniania i magazynowania CO₂ przez rośliny, czyli procesu składającego się na naturalny obieg węgla w środowisku. Jego skutkiem jest to, że węgiel uwalniający się, nawet w procesie spalania, po wcześniejszym wchłonięciu przez materiał roślinny pozostaje częścią zamkniętego obiegu, a więc nie zwiększa swojej całkowitej ilości w środowisku.

Problemem biomasy jest jednak często przewyższająca paliwa konwencjonalne emisja dioksyn oraz wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA), takich jak bardzo szkodliwe dla zdrowia benzopireny. Ten fakt może być przyczyną tego, że biomasa nie rozpala tak bardzo zainteresowania opinii publicznej. Korzyści mimo to przeważają nad wadami biopaliw i biogazu, przez co specjaliści nie ignorują tego dobrze już znanego rozwiązania problemu zanieczyszczania środowiska. Co więcej, charakter pozyskiwania biomasy umożliwia tworzenie bardzo interesujących relacji między energetyką a innymi branżami, na przykład browarnictwem.

• Zobacz również: Czas na paliwa SAF! Bariery rozwoju zrównoważonych paliw lotniczych

Rozwój browarnictwa kluczem do zwiększenia produkcji biopaliw? 

Jednym z istotniejszych problemów z tworzeniem biopaliw i biogazu jest pozyskiwanie biomasy do ich produkcji. Ta jest wytwarzana przez nas wszystkich, jednak przechwytywanie jej z dużego obszaru może być skomplikowane i kosztowne. Zdecydowanie łatwiej jest pozyskiwać surowiec ze skoncentrowanego źródła, jak na przykład zakłady rolnicze, które wytwarzają jego spore ilości i przekazują swoje odpady do biogazowni oraz firm produkujących biopaliwa. Jest to dobrze znana korelacja utrzymująca się już od dłuższego czasu, którą można przełożyć również na współpracę z sektorem browarniczym. 

Produkcja piw oraz innych produktów alkoholowych przeżywa dynamiczny rozwój trwający od lat 90-tych XX-wieku, kiedy to zaczęto przekształcać lokalne browary w spółki o zasięgu wykraczającym poza granice naszego państwa. Spożycie wyrobów browarniczych zwiększyło się w okresie następnych 30 lat 2,5-krotnie, a także eksport produktów przewyższył import, co stało się motorem jeszcze bardziej napędzającym rozwój browarnictwa w Polsce. Proces ten w oczywisty sposób doprowadził do tego, że zwiększyła się również ilość odpadów generowanych przez browary, z których część idealnie nadaje się do wykorzystania jako biomasa, którą można pozyskiwać w dużych ilościach ze skoncentrowanych źródeł. 

• Zobacz również: Grzyby okażą się być kluczem do rozwoju biopaliw? Czym jest mycodiesel?

Możliwości i bariery wykorzystania odpadów browarniczych w produkcji energii

Jednym z najistotniejszych produktów ubocznych branży piwowarskiej są drożdże pozostające po procesie fermentacji piwa. Jak podaje Polska Izba Paliw Płynnych, mogą być one wykorzystywane do produkcji biopaliw wraz z wywarem gorzelnianym, czyli produktem ubocznym destylacji piwa, który powstaje z jęczmienia, kukurydzy lub pszenicy. Konkretnie można przy ich pomocy otrzymywać bioetanol. 

Innym równie ważnym dla biopaliw odpadem powstającym w browarach są wysłodziny, czyli inaczej młóto browarniane. Powstaje ono jako produkt uboczny fermentacji piwa wskutek odfiltrowania beczek przednich w kadziach zaciernych. Stanowi ono nierozpuszczalne w wodzie składniki zacieru w postaci osadu z łusek, kiełek i drobin słodu. 

Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu podaje, że młóto podobnie jak drożdże znajduje zastosowanie jako dodatek do pasz dla zwierząt, jednak poza tym może być wykorzystywane do produkcji biopaliw stałych w postaci pelletów lub brykietu. Co więcej, wysłodzin browarnianych można używać w biogazowniach, jako jednego z produktów, z których można uzyskać biometan. Przykłady te jasno wskazują na możliwość kooperacji branży browarniczej z energetyczną, jednak na jej przeszkodzie stoi konkurencja w postaci przemysłu paszowego, który obecnie stanowi bardziej opłacalny rynek zbytu powyższych surowców dla Polskich browarów. Z tego powodu produkcja pasz dla zwierząt na chwilę obecną oddala energetykę od użytecznych odpadów browarniczych. Mimo to nie powinniśmy zapominać o możliwości tworzenia z nich biopaliw, ponieważ stanowią alternatywną i skuteczną formę pozyskiwania biomasy, która cały czas przeżywa rozwój wiążący się z nieustannym przyrostem ilości odpadów biodegradowalnych. To może w przyszłości doprowadzić do nawiązania współpracy browarów z biogazowniami oraz producentami biopaliw. 

Źródła: domino.org, paliwa.pl, agro.icm.edu.pl,
Szymańska, M., Berlowska, J., Kregiel, D.; Pofermentacyjne drożdże piwowarskie i ich potencjalne wykorzystanie
Kościk, B., Szmidt, K., Kowalczyk-Juśko, A., Mazur, Z., Kwapisz, M.; Potencjalne zmiany emisji zanieczyszczeń powietrze wskutek zastąpienia paliw kopalnych biomasą wierzby

Materiał został przygotowany przez Koło Naukowe Odnawialnych Źródeł Energii “Grzała”
Szymon Chlipała