20 сентября мы поместили материал об альтернативных источниках энергии. Сегодня мы продолжаем эту тему.
Наверное, не все хорошо знакомы с ситуацией в этой области, поэтому на наш взгляд полезно было бы напомнить, что такое возобновляемая энергетика, биотопливо, в чем их преимущества и каковы возможные риски их широкого использования.
Возобновляемая энергетика - это использование источников энергии, получаемой с помощью солнца, ветра, воды, а также - геотермальная энергия земли.
Кроме этого, к возобновляемым источникам энергии (ВИЭ) относятся отходы производства и потребления, за исключением отходов, полученных в процессе использования углеводородного сырья и топлива; биогаз, газ, выделяемый отходами производства и потребления на свалках таких отходов, газ, образующийся на угольных разработках.
Биотопливо — это топливо из биологического сырья, получаемое, как правило, в результате переработки стеблей сахарного тростника или семян рапса, кукурузы, сои.
Различается жидкое биотопливо (для двигателей внутреннего сгорания, например, этанол, метанол, биодизель), твёрдое биотопливо (дрова, солома) и газообразное (биогаз, водород).
Под производство сырья для биодизеля отчуждаются большие земельные площади, на которых нередко используют повышенные дозы средств защиты растений.
Это приводит к биодеградации грунтов и снижению качества почв.
С другой стороны, жмых, получаемый в процессе производства растительного масла, используется в качестве корма для скота, что позволяет более полно утилизировать биомассу растения.
Производство биодизеля позволяет ввести в оборот не используемые с/х земли, создать новые рабочие места в сельском хозяйстве, машиностроении, строительстве и т. д.
Из достоинств биодизеля можно отметить хорошие смазочные характеристики, увеличение срока службы двигателя, высокая температура воспламенения, следовательно он более безопасен, а также побочный товар производства - глицерин, имеющий широкое применение в промышленности.
Недостатки - необходимость подогревать топливо в холодное время года, долго оно не хранится (не более 3х месяцев).
Биогаз — товар сбраживания органических отходов (биомассы), представляющий смесь метана и углекислого газа. Разложение биомассы происходит под воздействием бактерий класса метаногенов.
В XVII веке Ян Баптист Ван Гельмонт обнаружил, что разлагающаяся биомасса выделяет воспламеняющиеся газы. Алессандро Вольта в 1776 году пришёл к выводу о существовании зависимости между количеством разлагающейся биомассы и количеством выделяемого газа. В 1808 году сэр Хэмфри Дэви обнаружил метан в биогазе.
Состав и качество биогаза: 50—87 % метана, 13—50 % CO2, незначительные примеси H2 и H2S. После очистки биогаза от СО2 получается биометан.
Биометан — полный аналог природного газа, отличие только в происхождении.
Поскольку только метан поставляет энергию из биогаза, целесообразно, для описания качества газа, выхода газа и количества газа все относить к метану, с его нормируемыми показателями.
Перечень органических отходов, пригодных для производства биогаза: навоз, птичий помёт, зерновая и меласная послеспиртовая барда, пивная дробина, свекольный жом, фекальные осадки, отходы рыбного и забойного цеха (кровь, жир, кишки, каныга), трава, бытовые отходы, отходы молокозаводов — соленая и сладкая молочная сыворотка, отходы производства биодизеля — технический глицерин от производства биодизеля из рапса, отходы от производства соков — жом фруктовый, ягодный, овощной, виноградная выжимка, водоросли, отходы производства крахмала и патоки — мезга и сироп, отходы переработки картофеля, производства чипсов — очистки, шкурки, гнилые клубни, кофейная пульпа.
Производство биогаза позволяет предотвратить выбросы метана в атмосферу.
Метан оказывает влияние на парниковый эффект в 21 раз более сильное, чем СО2, и находится в атмосфере 12 лет. Захват метана — лучший краткосрочный способ предотвращения глобального потепления.
Переработанный навоз, барда и другие отходы применяются в качестве удобрения в сельском хозяйстве. Это позволяет снизить применение химических удобрений, сокращается нагрузка на грунтовые воды.
Биогаз используют в качестве топлива для производства: электричества, тепла или пара, или в качестве автомобильного топлива.
Биогазовые установки могут устанавливаться как очистные сооружения на фермах, птицефабриках, спиртовых заводах, сахарных заводах, мясокомбинатах.
Биогазовая установка может заменить ветеринарно-санитарный завод, т. е. падаль может утилизироваться в биогаз вместо производства мясо-костной муки.
Производство биотоплив позволит создать в развивающихся странах новые рабочие места, снизить зависимость развивающихся стран от импорта черного золота.
Критики развития биотопливной индустрии заявляют, что растущий спрос на биотопливо вынуждает сельхозпроизводителей сокращать посевные площади под продовольственными культурами и перераспределять их в пользу топливных. Например, при производстве этанола из кормовой кукурузы барда используется для производства комбикорма для скота и птицы.
При производстве биодизеля из сои или рапса жмых используется для производства комбикорма для скота. То есть производство биотоплива создаёт ещё одну стадию переработки сельскохозяйственного сырья. При сборке подчистую кукурузный силосом, который является главным компонентом при производстве биотоплива, земля становится подверженной эрозии и становится непригодной для сельскохозяйственной деятельности.
К тому же эксперименты в этой области, когда на изготовление этилового спирта пускалась кукуруза, уже отразились на мировых ценах на зерновые культуры. Эксперты ООН уже обратилась к США с просьбой остановить производство биотоплива.
Напомним, что с 1 июля вступает в силу закон об обязательном добавлении биоэтанола в бензины. Впрочем, данная программа уже должна была стартовать, однако с 1 января 2014 г. она не заработала. Основной причиной невозможности выполнения закона является отсутствие подзаконных актов, которыми бы регламентировались технические и налоговые аспекты добавления биоэтанола.
По расчётам экономистов из Университета Миннесоты, в результате биотопливного бума число голодающих на планете к 2025 году возрастёт до 1,2 млрд человек.
Вместе с тем, специалисты доказали что, выбросы углекислого газа при использовании биотоплива превышают аналогичный показатель бензина на 7%.
При этом, именно сокращение этих выбросов в атмосферу, обвиняемых в «парниковом эффекте», и вынудило в свое время к поиску альтернативы нефтепродуктам.
Вывод: Таким образом, можно сказать, что биотопливо и биогаз в относительно небольших количествах могут производиться не как самоцель, а как результат переработки отходов.
Это позволит несколько уменьшить количество потребляемого топлива и соответствующие выбросы из него. Целесообразно поставить акцент не на целевой ориентации посевов под биотопливо, а для начала на использовании уже существующих отходов, не искать замену нефти, а использовать технологию для очистки территорий от ранее произведенных отходов.
Это правильное направление, в котором главное – соблюдать баланс, не отказываться совсем, но и не перегибать палку.
Продолжение следует