Рубрика: Биоэнергия

Сжигание

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.

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

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.

Сухая перегонка, газификация и сжижение

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.

КАКОВА ЦЕНА БИОТОПЛИВА?

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.

ГИДРОЛИЗ И ФЕРМЕНТАЦИЯ

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.

КОНКУРЕНЦИЯ С НЕФТЬЮ, УГЛЕМ И ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГИЕЙ

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.

АНАЭРОБНОЕ РАЗЛОЖЕНИЕ

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.

РАЗВИВАЮЩИЕСЯ СТРАНЫ

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.

РАСТИТЕЛЬНЫЕ МАСЛА

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.

ЧТО ПРОИЗОЙДЕТ, КОГДА ИСТОЧНИКИ ИСКОПАЕМОГО ТОПЛИВА ИССЯКНУТ?

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.