Rośliny energetyczne jako cenny surowiec do produkcji biogazu

• Authors: Anna Kacprzak , Karina Michalska , Zdzisława Romanowska-Duda , Mieczysław Grzesik

Title variants

EN

Energy crops as a valuable material for biogas production

• Languages of publication: PL EN

Abstracts

PL

Biomasa roślinna odkilku lat jest przedmiotem szczególnego zainteresowania energetyki, polityki i sektora gospodarki. Potencjał energetyczny oraz możliwość ogólnej jej dostępności, a także perspektywa zagospodarowaniaodpadów, czyni biomasę podstawowym i powszechnie stosowanym w praktyce, odnawialnym źródłem energii. Dyrektywa UE kładzie nacisk na wzrost zużycia energii odnawialnej i redukcję niekontrolowanej emisji metanu w krajach członkowskich oraz do inwestowania w innowacyjne technologie, w tym beztlenową fermentację i produkcję biogazu. W artykule przedstawiono charakterystykę wybranych roślin energetycznych i sposób ich przetwarzania na biopaliwa gazowe, jako wiodące trendy w tej dziedzinie.

EN

Plant biomass for several years has been of particular interest for the energy, politics and economy sectors. Energy potential, general accessibility, and - undoubtedly - the possibility of green waste management, makes biomass one of the fundamental and commonly used in practice renewable energy sources. The European Union directive lays emphasis on the growth of renewable energy consumption and reduction of uncontrolled methane emissions, forces the member countries to invest in innovative technologies, including anaerobic digestion technology and biogas production. The article presents characteristics of selected energy crops and the ways of their conversion into gas biofuel, representing leading trends in this field.

• Journal: Kosmos
• Year: 2012
• Volume: 61
• Issue: 2
• Pages: 281-293

Dates

published

2012

Contributors

author

Anna Kacprzak

• Politechnika Łódzka, Wydział Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska, Katedra Inżynierii Bioprocesowej, Wólczańska 213, 90-924 Łódź, Polska

author

Karina Michalska

• Politechnika Łódzka, Wydział Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska, Katedra Inżynierii Bioprocesowej, Wólczańska 213, 90-924 Łódź, Polska

author

Zdzisława Romanowska-Duda

• Uniwersytet Łódzki, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska, Katedra Ekofizjologii i Rozwoju Roślin, Banacha 12/16, 90-237 Łódź, Polska

author

Mieczysław Grzesik

• Instytut Ogrodnictwa w Skierniewicach, Konstytucji 3 Maja 1/3, 96-100 Skierniewice, Polska

References

• Augustyniak K., 2011. Hydroliza roślin energetycznych odczynnikiem Fentona. Praca magisterska. Politechnika Łódzka, Łódź.
• Benito M., Masauger A., De Antionio R., Moliner A., 2005. Use of peruning waste compost as component in soilles growing media. Bioresource Technol. 96, 597-603.
• Bień J. B., Bień J. D., Wystalska K., 1998. Problemy gospodarki osadowej w ochronie środowiska. Skrypty Politechniki Częstochowskiej 31.
• Chojnacka A. 2011. Proso rózgowate - roślina energetyczna drugiej generacji. Klaster Bioenergia dla Regionu.
• Chynoweth D. P., Owens J. M., Legrand R., 2001. Renewable methane from anaerobic digetion of biomass. Renewable Energy 22, 1-8.
• Cogliastro A., Domon G., Daigle S., 2001. Effects of wastewater sludge and woodchip combinations on soil properties and growth of planted hardwood trees and willows on a restored site. Ecol. Engine. 16, 471-485.
• Czerska B., Grabińska-Sota E., Kalka J., Surmacz-Górska J., 2000. Biotechnologia ścieków. Miksch K. (red.).Skrypt Politechniki Śląskiej, Gliwice.
• Czyżyk F., Kozdraś M., 2003. Wpływ nawożenia traw kompostem z osadów ściekowych na skład chemiczny odcieków z gleby. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych. 494, 85-92.
• Gardiner D. T., Miller R. W., Badamchian B., Azzari A. S., Sissond R., 1995. Effects of repeated sewage sludge applications on plant accumulation of heavy metals. Agricult. Ecosyst. Environ. 55, 1-6.
• Gleeson A. M. 2007. Phytoextraction of lead from contaminated soil by Panicum virgatum l. (switchgrass) and associated growth responses. Praca magisterska: Queen's University Kingston, Ontario, Kanada.
• Grzesik M., Romanowska-Duda Z., Andrzejczak M. E., Woźnicki P., Warzecha D., 2007. Application of sewage sludge to improve of soil quality by make use of model plant energy. Acta Physiolog. Plantarum 102 (Suppl.), 65-66.
• Grzesik M., Romanowska-Duda Z., 2008. Ekologiczna utylizacja osadów ściekowych w produkcji roślin energetycznych. XIII Konferencja Naukowa Nowe Techniki i Technologie w Rolnictwie Zrównoważonym. 13-14.03.2008 Kielce, 33.
• Grzesik M., Romanowska-Duda Z. B., Piotrowski K., 2009a. The effect of potential change in climatic conditions on the development of the energy willow (Salix viminalis) plants. Proceedings of the 2nd International Conference on Environmental Management, Engineering, Planning and Economics (CEMEPE) and SECOTOX Conference, Mykonos. Kungolos A., Aravossis K., Karagiannidis A., Samaras P. (red.), 4, 1877-1882.
• Grzesik M., Romanowska-Duda Z. B., 2009b. New Technologies of the energy plant production in the predicted climate changed conditions. Bjulet. Djerżawnowo Nikitskowo Bot. Sada. Ukrainska Akademia Agrarnych Nauk, 99, 65-68.
• Grzesik M., Romanowska-Duda B. Z., 2009c. Adaptacja upraw roślin energetycznych do przewidywanych zmian klimatycznych. I Kongres Nauk Rolniczych 'Nauka Praktyce' Przyszłość sektora rolno-spożywczego i obszarów wiejskich. 14-15.05.2009. Puławy. Materiały Konferencyjne, 69-70.
• Grzesik M., Romanowska-Duda B., 2009d. The effect of potential climatic changes, Cyanobacteria, Biojodis and Asahi SL on development of the Virginia fanpetals (Sida hermaphrodita) plants. Pamiętniki Puławskie 151, 483-491.
• Hendriks A. T. W. M., Zeeman G., 2009. Pretreatments to enhance the digestibility of lignocellulosic biomass. Bioresource Technol. 100, 10-18.
• Jadvika, Santosh, Sreekrishnan T. R., Kohli S., Rana V., 2004. Enhancement of biogas production from solid substrates using different techniques - a review. Bioresource Technol. 95, 1-10.
• Janosz-Rajczyk M., 2004. Wybrane procesy jednostkowe w inżynierii środowiska. Wydanie 3. Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa.
• Jędrczak A., Haziak K., 2005. Określenie wymagań dla kompostowania i innych metod biologicznego przetwarzania odpadów. Pracownie Badawczo - Projektowe, Ekosystem. Sp. z o.o.
• Kacprzak A., Krzystek L., Ledakowicz S., 2010. Badania biochemicznego potencjału metanogennego wybranych roślin energetycznych. Inżynieria i Aparatura Chemiczna 4, 32-33.
• Komorowicz M., Wróblewska H., Pawłowski J. 2009. Skład chemiczny i właściwości energetyczne biomasy z wybranych surowców odnawialnych. Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych 40, 402-410.
• Krzywy E., Iżewska A., 2004. Gospodarka ściekami i osadami ściekowymi. Wydawnictwo Akademii Rolniczej w Szczecinie, Szczecin, 186.
• Kumar P., Barrett D. M., Delwiche M. J., Stroeve P., 2009. Methods for pretreatment of lignocellulosic biomass for efficient hydrolysis and biofuel production. Industr. Engine. Chem. Res. 48, 3713-3729.
• Lastella G., Testa C., Cornacchia G., Notornicola M., Voltasio F., Sharma V. K., 2002. Anaerobic digestion of semi-solid organic waste: Biogas production and its purification. Energy Conserv. Manag. 43, 63-75.
• Ledakowicz S., Krzystek L., 2005. Wykorzystanie fermentacji metanowej w utylizacji odpadów przemysłu rolno-spożywczego. Biotechnologia 3, 165-183.
• Maćkowiak Cz., 2001. Wartość nawozowa osadów ściekowych Inżynieria Ekologiczna Przyrodnicze użytkowanie osadów ściekowych. Ochrona i rekultywacja gruntów, Bydgoszcz 3, 135-145.
• Majtkowska G., Majtkowski W. 2005. Trawy źródłem energii. [W:] Trawy i rośliny motylkowate. IHAR-Agroserwis, 94-97.
• McIntosh S., Vancov T., 2010. Enhanced enzyme saccharification of Sorghum bicolor straw using dilute alkali pretreatment. Bioresource Technol. 101, 6718-6727.
• Michalska K., 2011. Budowa chemiczna roślin energetycznych. W opracowaniu.
• Miksch K., 2000. Biotechnologia ścieków.Skrypt Politechniki Śląskiej, Gliwice.
• Mosier N., Wyman C., Dale B., Elander R. T., Lee Y. Y., Holtzapple M., Ladisch M., 2005. Features of promising Technologies for pretreatment of lignocellulosic biomass. Bioresource Technol. 96, 673-686.
• Newman L. A., Reynolds C. M. 2004. Phytodegradation of organic compounds. Curr. Opin. Biotechnol. 15, 225-230.
• Oleszkiewicz J., 1998. Gospodarka osadami ściekowymi - poradnik decydenta. Wyd. LEM s.c., Kraków.
• Oniszk-Popławska A., Owsik M., Wiśniewski G., 2003. Produkcja i wykorzystanie biogazu rolniczego. Gdańsk-Warszawa.
• Piskier T. J. 2006. Topinambur -- roślina o wielokierunkowym wykorzystaniu. Czysta Energia 8, 15.
• Planquart P., Boninb G., Prone A., Massiani C., 1999. Distribution, movement and plant availability of trace metals in soils amended with sewage sludge composts: application to low metal loadings. Sci. Total Environ. 241, 161-179.
• Purwin C., 2008. Kukurydza uniwersalne źródło energii. UWM Olsztyn, http://www.portalhodowcy.pl.
• Romanowska-Duda Z., Grzesik M., Woźnicki P., Andrzejczak M., Warzecha D., 2007. Influence of various algal species on sunflower (Helianthus L.) seed germination and development. Acta Physiol. Plantarum Suppl., 103.
• Romanowska-Duda Z. B., Grzesik M., 2008. Zastosowanie pomiarów biometrycznych roślin w monitorowaniu środowiska i produkcji biomasy do celów energetycznych. [W:] Ekotoksykologia w Ochronie Środowiska. Kołwzan B., Grabasa K. (red.) Wyd. PZITS, 327-334.
• Romanowska-Duda Z. B., Grzesik M., Piotrowski K., 2009. Ecological utilization of sewage sludge in production of Virginia fanpetals (Sida hermaphrodita Rusby) biomass as the source of renewable energy. Proceedings of the 2nd International Conference on Environmental Management, Engineering, Planning and Economics (CEMEPE) and SECOTOX Conference, Mykonos. Kungolos A., Aravossis K., Karagiannidis A., Samaras P. (red.)., GRAFIMA' Publ. D. Gounari, 3, 1261-1266.
• Romanowska-Duda Z. B., Grzesik M. 2010a. Dynamics of the metabolism in energy willow plants using sewage sludge. 20 th International Conference on Plant Growth Substances, Tarragona, Hiszpania. PS 14-07, 136.
• Romanowska-Duda B. Z., Grzesik M., 2010b. Stimulation effect of sewage sludge and Cyanobacteria on development and metabolic activity of energy plants. Am. Soc. Plant Biol. & Canadian Soc. Plant Physiol. Plant Biol., Montreal, Kanada, 530.
• Rosenwilken K. H., 1999. Anaerobic treatment of slaughterhouse residues in municipal digesters. Water Sci.Technol. 40, 101-111.
• Sanderson M. A., Adler P. R., 2008. Perennial Forages as Second Generation Bioenergy Crops. Int. J. Mol. Sci. 9, 768-788.
• Schink B., 2002. Anaerobic Digestion: Concepts, Limits and Perspectives.Water Sci. Technol. 45, 1-8.
• Sørensen Á., Teller P. J., Hilstrøm T., Ahring B. K., 2008. Hydrolysis of Miscanthus for bioethanol production using dilute acid presoaking combined with wet explosion pre-treatment and enzymatic treatment. Biores. Technol. 99, 6602-6607.
• Szczukowski S., Tworkowski J., Kwiatkowski J., 1998. Możliwości wykorzystania biomasy Salix sp. pozyskiwanej z gruntów ornych jako ekologicznego paliwa oraz surowca do produkcji celulozy i płyt wiórowych. Postępy Nauk Rolniczych 2, 53-63.
• Themelis N. J., 2002. Anaerobic digestion of biodegradable organics in municipal solid wastes. Columbia University.
• Wyman C. E., Dale B. E., Elander R. T., Holtzapple M., Ladisch M., Lee Y. Y., 2005. Coordinated development of leading biomass pretreatment technologies. Biores. Technol. 96, 1959-1966.
• Zawadzka A., Imbierowicz M. i współaut., 2010. Inwestowanie w energetykę odnawialną. PAN, Oddział w Łodzi, Komisja Ochrony Środowiska, Łódź, 169-184.