Одним из наиболее перспективных источников энергии на Земле является биомасса. Биомасса - это термин, объединяющий все органические вещества растительного и животного происхождения. Она делится на первичную (растения, животные, микроорганизмы и т.д.) и вторичную (отходы при переработке первичной биомассы и продукты жизнедеятельности человека и животных).
Получение энергии из биомассы является одной из наиболее динамично развивающихся отраслей во многих странах мира. Этому способствуют такие ее свойства, как большой энергетический потенциал и возобновляемость. А также тот фактор, что она может быть произведена и использована без значительных финансовых затрат, что немаловажно для малоразвитых стран.
Виды биомассыВсе источники биомассы можно разделить на три основные группы.
К первой относятся специально выращиваемые для энергетических целей наземные растения. Наибольшее значение имеют лесоводческие энергетические хозяйства для выращивания различных пород деревьев: эбеновое дерево, эвкалипт, пальма, гибридный тополь и др. Одними из перспективных энергетических культур являются сладкое сорго, земляная груша, сахарный тростник.
Ко второй группе источников биомассы относятся различные органические остатки и отходы:
биологические отходы животных (навоз, птичий помет и др.);
остатки от сбора урожая сельскохозяйственных культур и побочные продукты их переработки: багасса (жом сахарного тростника), солома ржи и пшеницы, кукурузные кочерыжки, стебли хлопка, скорлупа земляного ореха, отходы картофеля, рисовые шелуха и солома и др.;
отходы лесозаготовок, лесопиления и деревообработки: кора, опилки, древесные щепки, стружки;
промышленные сточные воды (в частности, текстильных, молочных, а также других предприятий по переработке пищевых продуктов);
городские отходы (твердые и сточные воды).
Третья группа - это водные растения - морские водоросли, гигантские ламинарии (бурые водоросли), водяной гиацинт. Наряду с океаном, который рассматривается как основной поставщик крупных морских бурых водорослей, водорослей, обитающих на дне водоема и плавающих в стоячей воде, анализируются возможности использования биомассы эстуарий, соленых и пресноводных болот.
Как возможные источники биомассы предлагаются также: гибридный сорго, микроводоросли, пресноводные макрофиты и макроводоросли, маниока (пищевое растение в тропиках).
Переработка биомассыВ зависимости от влажности биомасса перерабатывается термохимическими или биологическими способами. Биомасса с низкой влажностью (сельскохозяйственные и городские твердые отходы) перерабатывается термохимическими процессами: прямым сжиганием, пиролизом (термическое разложение), ожижением, гидролизом. В результате получают водяной пар, электроэнергию, топливный газ, водород, жидкое топливо, древесный уголь, глюкозу. Биомасса с высокой влажностью (сточные воды, бытовые отходы, продукты гидролиза органических остатков) перерабатывается биологическими процессами: анаэробным сбраживанием и ферментацией. В результате этих процессов получают биогаз (метан и углекислый газ), органические кислоты, спирты, ацетон.
Одним из самых широко применяемых методов переработки биомассы является прямое сжигание (древесины и древесных отходов, соломы, торфа, городских твердых отходов и др.).
Особое место занимает переработка биомассы (сельскохозяйственных и бытовых отходов) метановым брожением с получением биогаза, содержащего около 70% метана, и органических удобрений. Биогаз - это смесь метана и углекислого газа, образующаяся в процессе анаэробного сбраживания специальных реакторах - метантэнках, устроенных и управляемых таким образом, чтобы обеспечить максимальное выделение метана. Энергия, получаемая при сжигании биогаза, может достигать от 60 до 90% от той, которой обладает исходный материал.
Производство биогаза, осуществляется в установках самых разных масштабов: на малых установках по переработке сельскохозяйственных и бытовых отходов индивидуальных крестьянских фермерских хозяйств, общее количество которых превысило 6 млн. штук (это направление особенно развито в Китае и Индии);
на больших установках по переработке городских сточных вод (более 10 000 установок) и комбинированных установках по сбраживанию городских и промышленных сточных вод (более 100 новейших установок);
на мощных комбинированных установках (фабриках) по переработке отходов продукции сельского хозяйства, животноводства и фермерских хозяйств (фабрики получили большое распространение в Дании, где находится 18 из 50 фабрик Европы).
Биогаз используют для освещения, отопления, приготовления пищи, для приведения в действие механизмов, транспорта, электрогенераторов.
Широкое распространение получили электростанции, на которых сжигаются твердые бытовые отходы (ТБО) городов (США, Дания), а также электростанции, работающие на биогазе свалок ТБО (Италия).
В России ТБО вывозятся на полигоны, площадь которых составляет около 15 тыс. га. С 1 га полигона в течение одного года можно собрать около 1 млн. м3 биогаза. Таким образом, его производство в стране могло бы составить - 15 млрд. м3 в год.
Стратегии развития биоэнергетики существенно отличаются в различных странах. Так, Австрия концентрирует свои усилия на строительстве станций централизованного теплоснабжения мощностью 0,5-10 МВт, использующих в качестве топлива отходы лесной и деревообрабатывающей промышленности. В Дании, Швеции и Финляндии около 70 % полученной из биомассы тепловой энергии вырабатывается на малых теплоэнергетических централях (мини-ТЭЦ), остальная часть - на станциях централизованного теплоснабжения. В большинстве случаев мини-ТЭЦ (мощностью 10-80 МВт) используют в качестве сырья смесь биомассы и традиционных видов топлива. А в США почти все станции, работающие на промышленных и сельскохозяйственных отходах, вырабатывают электроэнергию.
Экономический потенциал биомассы, пригодной для энергетического использования в России, достаточно высок и оценивается в 35 млн. т.у.т. в год. В настоящее время биомасса используется в основном в виде дров, древесных отходов, черных щелоков и отходов растениеводства. Переход на современные технологии использования биомассы в России позволит снизить экологический ущерб, повысить надежность теплоснабжения прежде всего в лесных районах страны.
Смотрите также:БиотопливоБиоэнергетикаВетроэнергетикаВодородная энергетикаГеотермальная энергетикаГидроэнергетикаКогенерацияНакопление энергииРациональное использование энергииСолнечная энергетикаСолнечная энергетика - солнечный домЭкология и энергосбережениеЭкополисЭлектромобильЭнергосберегающие домаЭнергосберегающий транспортИсточники - www.energy-bio.ru, www.ecodom.ru, http://ru.wikipedia.org/, renewable.report.ru http://www.pomreke.ru/energy-future/, www.krugosvet.ru, cogeneration.ru
Библиотека 
