Библиотека технической литературы

Простейшим методом получения полезной энергии из сухой биомас­сы является ее сжигание на воздухе. Химическая реакция полного окис­ления материалов, содержащих в основном углерод, кислород и водо­род, описывается следующим уравнением: СхЩ02 (биомасса) + [x+j>/4-z/2] 02 ->хС02 +^/2Н20, Где x, y,z — основные элементы, входящие в, состав биомассы.

Стоки, выбросы и отходы. Производство биотоплива предполагает обработку больших количеств органического вещества, что неизбежно вызовет образование больших количеств твердых, жидких и газообраз­ных отходов. Вследствие сложности химического состава сырья и отно­сительной простоты состава получаемого топлива не удивительно, что количество загрязняющих веществ на единицу произведенной энергии здесь больше, чем при производстве ископаемых видов топлива.

Термическое повышение качества биомассы. Основной целью всех процессов повышения качества биомассы является превращение ее в стабильное транспортабельное топливо, способное заменить ископае­мые виды топлива без использования специального оборудования для погрузочно-разгрузочных работ. Путем сочетания нагрева и частичного сжигания биологических материалов можно получить твердые, жидкие и газообразные соединения, обладающие, по крайней мере, некоторыми свойствами угля, нефти и природного газа.

Дорогостоящий выбор. В главе 4 была показана дороговизна боль­шинства видов биотоплива. Этот факт обычно признается даже сторон­никами биоэнергии; она объясняет также, почему использование био­топлива в масштабах, сравнимых с масштабами использования тради­ционных видов в развитых странах, до сих пор не получило распростра­нения. Там, где биотопливо все же используется, существуют особые условия. Например, правительство может субсидировать производство биотоплива (газохол в США и Бразилии) или обложить высокими нало­гами использование ископаемых видов топлива.

Сахара биомассы. Все виды растительной биомассы содержат моно — и полисахариды, служащие как для аккумулирования энергии и угле­рода, так и в качестве структурного компонента. Хотя простые сахара встречаются в соке всех растений, только экстрагирование их из сахар­ного тростника и сахарной свеклы носит промышленный характер. Тем не менее эти растения являются основным источником производ­ства сахара в мире.

Рост или сокращение? В главе 1 уже говорилось о том, что в настоя­щее время в мире преобладают виды энергии, получаемой за счет нефти, угля и газа. Возобновляемые виды энергии всех типов должны конку­рировать с крупными промышленными отраслями, представленными этими видами топлива. Они должны также конкурировать с относитель­но новым видом энергии — ядерной энергией. Потребление ядерной энергии увеличилось за десять лет (с 1971 по 1981 г.) почти в 8 раз (рис.

Некоторые органические молекулы биомассы могут подвергаться анаэробному разложению в результате деятельности микроорганизмов. Основные продукты распада — диоксид углерода, метан и большое чис­ло микробных клеток. В природе этот процесс протекает в гнилостной среде. С прошлого века его использовали для обработки больших коли­честв шлама (осадка сточных вод). Главное преимущество этого мето­да — сокращение числа и обезвоживание твердых частиц стока, а также снижение количества твердых частиц вторичного отстоя очистительных установок.

Неравенство в обеспечении ресурсами. Относительная нищета, в ко­торой находится значительная часть человечества, и его неспособность обеспечить свои самые основные потребности являются причиной закон­ного беспокойства. Одной из таких потребностей является потребность в топливе для приготовления пищи и обогрева. В Индии существуют гро­мадные трудности, связанные со сбором дров для обеспечения ежеднев­ных потребностей; так, в некоторых местах сбор достаточного количе­ства биомассы занимает до семи часов в день [9]. Однако проблема состоит не в истощении мировых ресурсов энергии, а в громадном не­равенстве между нациями и внутри наций и нищете среди изобилия.

Масла, парафин, смолы и другие растворимые в растворителях сое­динения встречаются во всех растениях. Маслянистые соединения могут составлять до 40—50% биомассы, и они относительно легко экстраги­руются. Эти соединения — сырье для многих отраслей мировой промыш­ленности (табл. 31). Они используются человеком в пищу, в качестве корма для животных, пищевых добавок, душистых веществ, а также как сырье для производства широкого ассортимента товаров.

Биоэнергия — основной ресурс? Столкнувшись со всеми трудностя­ми, связанными с внедрением биоэнергии, обычной реакцией является утверждение, что рано или поздно биоэнергия должна быть внедрена, так как запасы всех видов топлива должны в итоге иссякнуть. Биоэнер­гия т* другие формы возобновляемой энергии должны обеспечивать посте янные поступления энергии. Строго говоря, это тоже не является абсолютно верным, так как солнечный свет тоже должен когда-нибудь исчезнуть.