Биотопливо: новые источники сырья

Л.В. Назаренко

Одной из особенностей развития современного мира является повышенное внимание мирового сообщества к проблемам рациональности и эффективности использования энергоресурсов, внедрения технологий энергосбережения и поиска возобновляемых источников энергии.

Сегодня развитие возобновляемой энергетики в мире приняло ускоренный характер, что связано с нарастающими многофакторными кризисными явлениями глобального характера. С одной стороны, отмечается ограниченность геологических запасов основных видов топливных ресурсов — нефти и газа, что приводит к неизбежному росту цен на них [1, табл. 1]. С другой стороны, очевиден рост негативного влияния экологических факторов, вызванных последствиями жизнедеятельности человека.

Таблица 1

Извлекаемые запасы ископаемых первичных энергоносителей и ежегодный прирост биомассы (в млрд т) [1]

Мировые запасы	Мировое извлечение в год	Потенциал, годы
Нефть	130	4	30-35
Уголь	720	2	350
Природный газ	104	2,1	50
Природный газ в газогидратах: - подземный;	22 000	?
- в океане	50	-	?
Ежегодный рост растительной биомассы	80	Не ограничено

Основной экологический ущерб, связанный с глобальным изменением климата Земли, — парниковым эффектом, наносят, главным образом, добыча, переработка и сжигание ископаемых видов топлива — угля, нефти и газа. Парниковый эффект составляет до 75 % доли антропогенного экологического ущерба. В этой связи удовлетворение нарастающих потребностей населения мира в топливе, электрической и тепловой энергии одновременно с обеспечением экологической безопасности обуславливает необходимость развития возобновляемой энергетики, ведь нефть — не единственное сырье для получения высокооктановой органики для двигателей.

Биотопливо занимает особое место в структуре возобновляемых источников энергии. Будучи одним из немногих видов альтернативного топлива в транспортном секторе, биотопливо рассматривается в качестве важного ресурса при выборе источников энергии и обеспечения энергетической безопасности, развития сельского хозяйства и сельских районов, а также для смягчения последствий изменения климата путем сокращения выбросов парниковых газов [18].

В нашей предыдущей публикации были проанализированы различные виды биотоплива [4]. Условно биомассу, как сырье для производства биотоплива, можно подразделить на три поколения [1, 3]. В настоящий момент различают следующие поколения биотоплива (см. рис. 1):

пищевые масло- и сахаросодержащие наземные растения;

непищевые и целлюлозосодержащие растения;

непищевые водные растения, т. е. водоросли.

Рис. 1. Упрощенная классификация поколений биотоплива [1]

Биотопливо первого поколения изготавливают из сахара, крахмала, растительного масла и животного жира, используя традиционные технологии. Основными источниками сырья являются семена или зерно. Например, из семян рапса извлекают растительное масло, которое затем может быть использовано в биодизеле. Из пшеницы получают крахмал, после его сбраживания — биоэтанол.

Вырубка лесов, отрицательное воздействие на традиционное сельское хозяйство, дисбаланс использования сельскохозяйственных земель в сторону технических культур и угроза продовольственной безопасности — вот некоторые из проблем, с которыми сталкивается человечество при производстве биотоплива. Основной проблемой в производстве топлива из биомассы является продовольственная безопасность, поскольку биотопливо первого поколения производится из сельскохозяйственных культур, входящих в пищевую цепочку людей и животных (кукуруза, соя, масличная пальма, рапс, сахарный тростник, пшеница, рожь). Общественность уже спохватилась, что значительные площади, где производилось продовольствие, коммерчески ориентированные земледельцы отдали под технические культуры. Поскольку население Земли растет и требуется все больше пищи, то использование этих площадей для производства биотоплива уменьшает количество доступных продуктов питания и увеличивает их себестоимость.

Биотопливо второго поколения производится из непищевого сырья. Источниками сырья являются лигноцеллюлозные соединения, остающиеся после того, как пригодные для использования в пищевой промышленности части растительного сырья удаляются. Для этой цели также могут быть использованы быстрорастущие деревья и травы (тополь, ива, мискантус, ятрофа и другие) [1, 3]. Их иначе называют энергетическими лесами или плантациями. Испытано около 20 различных видов растений — древесных, кустарниковых и травянистых.

Преимущество такого биотоплива заключается в том, что растения, из которых оно получено, не конкурируют с продовольственными культурами за землю. Они могут произрастать на склонах, холмах, в оврагах, а также на непродуктивных и вырождающихся землях

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать