Биомасса - доступная возобновляемая энергия
12 Ноябрь 2007
Добыча человеком ископаемого топлива не может возрастать до бесконечности. К сожалению, его запасы в недрах Земли не безграничны. К тому же в последнее время развитые страны стремятся уменьшить использование ископаемых источников энергии по таким основным причинам: это опасность добывания и использования такой энергии, негативное влияние на здоровье человека и отрицательное влияние на климат всей планеты.
Безопасность энергии становится одним из приоритетов при ее использовании. Но немаловажную роль сыграла политическая и экономическая нестабильность в странах, которые специализируются на добыче ископаемых источников энергии. Чашу весов в сторону энергии биомасс сдвинула также постоянно растущая стоимость ископаемой энергии.
Биомасса – это собирательный термин для возобновляемых за короткое время органических материалов. Это довольно универсальный материал, который может использоваться для выработки энергии (для нагрева воды и помещения), выработки электричества, а может делать и то и другое одновременно.
Биомассу можно разделить на две категории:
1. Древесная биомасса. Данная категория включает в себя лесоматериалы; необработанные или оставшиеся от переработки остатки дерево- и пиломатериалов; быстро растущие молодые деревья, специально посаженные для вырубки (например, ива, тополь).
2. Не древесная биомасса. Включает в себя муниципальные и промышленные отходы; продукты жизнедеятельности, оставшейся после выращивания сельскохозяйственных животных; сельскохозяйственные и водные растения; зерновые, после сбора урожая с которых остается большое количество растительной части пригодной для сжигания (например, кукуруза, свекла, рапс).
Дерево в качестве источника биоэнергии человечество начало использовать одним из первых. У людей особое, можно сказать, душевное отношение к костру. Сказываются века использования древесины в качества источника тепла нашими предками. И при этом на протяжении всех этих столетий и тысячелетий до 19 века никого особо не заботили выбросы в атмосферу углекислого газа. Но с развитием промышленности экологическая ситуация на планете ухудшается и уменьшение выбросов в атмосферу углекислого газа и других веществ становится одним из приоритетных.
Чтобы в связи с вырубкой и сжиганием леса не увеличивалось количество углекислого газа в атмосфере, необходимо, чтобы засаживалось деревьев не меньше, чем вырубается для выработки энергии. Таким образом СО2 будет абсорбироваться новыми саженцами. Также уменьшению выбросов в атмосферу углекислого газа способствует применение специальных котлов, которые оборудованы катализаторами для снижения СО2.
Часто для получения биоэнергии в котел подается не обычная древесина, а сначала размельченная и впоследствии гранулированная или спрессованная в брикеты. Такие гранулы дают возможность автоматической подачи топлива в котел и перерабатываются с минимальным количеством отходов и большей теплоотдачей.
Биомассу в качестве отопительного материала можно использовать централизованно, то есть весь район или небольшой город отапливается от одной котельной, работающей на сжигании биомассы. Также можно использовать специальные котлы в частном порядке на один дом.
Древесину для получения возобновляемого топлива можно не только сжигать. При специальной обработке древесной биомассы из нее можно получить все продукты нефтехимического синтеза. Например, применяя технологию пиролиза (это нагревание древесины до 500-800 градусов без доступа кислорода) можно выделить из нее горючие газы (например, метан), которые потом сжигают для получения энергии с еще большим КПД.
Понятие автомобильного биотоплива применяется довольно давно. Уже в 1900 году на выставке в Париже Рудольф Дизель демонстрировал свой двигатель на топливе из масла арахиса. А Генри Форд планировал свои первые автомобили под топливо на основе этанола, произведенном из зерна. Но идеи обоих отошли на второй план при активном использовании всеми странами топлива из ископаемых источников энергии. Несмотря на это в 30-40х годах растительные масла немного использовались при производстве дизельного топлива.
В США к идее использования биотоплива вернулись в 70-80х годах. Именно в то время было организованно агентство по защите окружающей среды (Environmental Protection Agency). Люди осознали проблемы, которые связаны с загрязнением атмосферы в связи с многочисленными и постоянно возрастающими выбросами в атмосферу углекислого газа и других вредных веществ, выделяющихся при использовании ископаемой энергии. Были введены более жесткие меры на очистку топлива и установлены стандарты на топливные добавки.
Возвращению к идее использования биотоплива способствовало также повышение цены на нефть за один баррель с $14 в начале 1979 года до $35 к началу 1981 года. И только в 1983 году цену на нефть удалось снизить до отметки $28. Но угроза того, что весь мир зависит от поставок нефти с одного региона не дает покоя многим и до сегодняшнего дня.
Биотопливо для автомобилей получают из кукурузы, рапса, сои, так же большую его часть добывают в Южной Америке из стеблей сахарного тростника. Этанол, метанол, бутанол – это топливо будущих поколений, считают многие ученые и организации по защите окружающей среды. Сахарный тростник для добычи таких спиртов использует Бразилия, а кукурузу, как биотопливо, выращивают в США. Биотопливо ничем не уступает по своим показателям топливу из нефти, при этом выброс углекислого газа при его использовании значительно ниже.
Изменения старого бензинового двигателя под биотопливо минимальны и относительно не затратны. Современные автомобилестроители выпускают двигатели, которые могут работать и на бензине, и на биотопливе. Популярностью в наше время пользуются смеси ископаемого и биотоплива. Например, в таких странах как Дания и Швеция популярна смесь из 85% биотоплива и 15% бензина.
Сельское хозяйство также может внести свою лепту в развитие возобновляемой энергии. Навоз от свиней и коров, и куриный помет при определенных условиях без доступа воздуха выделяют биогаз метан, который потом можно сжигать. Переработка продуктов жизнедеятельности людей и животных, помимо решения проблем энергодефицита, также утилизирует отходы и создает новые рабочие места. Применение такой установки на ферме в 2500 голов крупного рогатого скота решит проблему с энергообеспечением небольшого села.
У биомассы как источника энергии есть и сторонники, и противники. Противники настаивают на том, что ископаемой энергии в недрах Земли еще хватит на несколько поколений и деньги, которые вкладывают в развитие и изучение данной отрасли можно было бы потратить на что-то более актуальное по их мнению.
Но, как показывает жизнь, ничего бесконечного не бывает и многие ученые своими расчетами доказали, что до конца этого столетия, это по оптимистическим прогнозам, газа и нефти в недрах не останется, а если и останется, то ее добыча будет весьма дорогостоящей.
К тому же парниковый эффект вносит свою лепту в понимание людьми глобальных проблем, с которыми человек сталкивается все чаще и чаще. Это и поднятие уровня Мирового океана, и постоянные тайфуны, ливни, оползни, цунами, землетрясения. Природа требует заботы о себе. И если человечество не перестанет так бесцеремонно выкачивать из Земли все ресурсы и загрязнять природу, то последствия могут быть весьма плачевными.
Вот по-этому многих людей в разных странах заботит разработка новых возобновляемых источников энергии, которые бы не только служили человеку, но и на природу воздействовали более гуманно.
« Предыдущая статья—Следующая статья »
6 Июнь 2008 в 09:00
Основная проблема - добыча как древесной, так и не древесной биомассы довольно дорогое удовольствие.