Примерное время чтения: 6 мин.
В настоящее время одной из наиболее важных проблем, волнующих мировое сообщество, является вопрос рационального и эффективного использования энергоресурсов, внедрения энергосберегающих технологий и, конечно же, замены традиционных невозобновляемых источников энергии на возобновляемые.
Биоэнергетика — фундаментальное и прикладное направление, включающее в себя биотехнологии, химические технологи и энергетику, изучающее и разрабатывающее пути биологического превращения солнечной энергии в топливо и биомассу и биологическую и термохимическую трансформацию последней в топливо и энергию. По мнению экспертов, использование этого вида энергии может помочь снизить зависимость экономики от использования нефтепродуктов и других ископаемых источников энергии, а также сократить негативное воздействие на окружающую среду.
Энергетическое содержание производимых в мире сельскохозяйственных отходов составляет 93*1018Дж/год. Допуская, что только 25% из них реально использовать, отходы могут обеспечить около 7% мировой энергии. Городские твердые коммунальные отходы (ТКО) также могут быть важным источником энергии. Если считать, что, в среднем, ТКО содержат 60-65% органических веществ растительного и животного происхождения, то по аналогии с фотосинтетической биомассой ежегодное содержание энергии в ТКО может составлять 4-6*1018Дж.
В настоящее время идет активное развитие отрасли биоэнергетики, по данным международного энергетического агентства (МЭА), в мировой структуре валового производства электроэнергии доля биоэнергетики составляет 2,4%. Согласно прогнозам МЭА, производство энергии из биотоплива продолжит расти и к 2030 году практически в два раза превысит текущий уровень.
Биотопливо и биогаз — это одни из самых распространенных видов биоэнергии, которые получают из растительных или животных отходов, подвергающихся специальной обработке. В 2009 году вступил в силу Европейский стандарт на биотопливо. К примеру, биодизельное топливо производится из растительного масла, а этанол из сахара или крахмала. Биогаз может быть произведен из отходов пищевой и земледельческой промышленности, а биомасса может использоваться для производства тепла и электроэнергии. Сырьём могут быть рапсовое, соевое, пальмовое, кокосовое масло или любое другое масло-сырец, а также отходы пищевой промышленности. Разрабатываются технологии производства биодизеля из водорослей.
В тройку лидеров по производству электроэнергии на биоресурсах по данным IRENA (Международного агентства по возобновляемым источникам энергии) входят Китай, США и Бразилия.
Эксперты отмечают, что в России имеются все базовые предпосылки для успешного развития биоэнергетики как направления возобновляемых источников энергии и ключевого сегмента биоэкономики. С каждым годом в стране возрастает актуальность применения биомассы в качестве топлива для производства тепловой и электрической энергии. Помимо очевидных экологических преимуществ утилизации неиспользуемой биомассы и решения задачи сохранения ископаемых топлив для будущих поколений, в основе бурного роста интереса к использованию биотоплива лежат и чисто экономические причины.
Так, например, во Владимирской, Калужской, Ленинградской, Нижегородской, Липецкой, Вологодской, Мурманской областях, республиках Дагестан, Татарстан, Марий-Эл, Удмуртской, Краснодарском крае используются установки различной мощности для получения биогаза из отходов животноводства, птицеводства, растениеводства и применения его для выработки электроэнергии и отопления производственных помещений.
Основными источниками российской энергетической биомассы являются:
- Органические отходы агропромышленного комплекса с энергосодержанием до 80 млн т.у.т./год (тонна условного топлива — единица измерения энергии, равная 2,93*1010Дж. В России за 1 ед. условного топлива (у.т.) принимается теплотворная способность 1 кг каменного угля = 29,3 МДж или 7 тысяч ккал);
- Органические отходы лесопромышленного комплекса (при условии использования современных технологий лесопроизводства и деревообработки) с энергосодержанием до 1 млрд т.у.т./год; (весь лесной запас — 20 млрд т.у.т.);
- Отходы городов (сточные воды и твердые бытовые отходы);
- Торф (энергосодержание всего запаса — 60 млрд т.у.т., 10,7 млрд т.у.т. — промышленный фонд, потребление — 100 млн т.у.т./год);
- Энергетические плантации (минимум 270,9 млн т.у.т./год, 19,5 млн га — 20%, биогаз — 228,5 млн т.у.т., этанол — 41,9 млн т.у.т.);
- Биогазификация остаточной нефти.
Таким образом, перспективы развития биоэнергетики достаточно высокие, так как использование биомассы как источника энергии имеет ряд преимуществ перед традиционными источниками. Во-первых, биомасса является возобновляемым источником энергии, основанным на процессах жизнедеятельности растений и животных. Также использование биоэнергии может привести к снижению выбросов парниковых газов, таких как углекислый газ, что поможет бороться с изменением климата.
Однако необходимо учитывать и некоторые проблемы, связанные с производством биоэнергии, такие как конкуренция с использованием земли для производства продовольствия, высокие затраты на производство, транспортировку и хранение биомассы, а также возможное загрязнение окружающей среды при переработке биомассы.
Тем не менее, современные технологии по производству и использованию биоэнергии становятся все более эффективными и экологически безопасными, что дает основания полагать, что биоэнергетика будет продолжать развиваться и становиться все более значимой в энергетике.
Москва
