75
и т. п. При разработке стратегии использования биомассы и в государственном, и
в местном масштабе необходимо качественно и количественно оценивать объем и
доступность соответствующего сырья.
Основные опасности экстенсивного использования
биомассы заключаются
в уничтожении лесов, эрозии почв, снижении производства продуктов питания.
Серьезную угрозу для человечества представляет тот факт, что в настоящее время
расход древесины (на различные нужды) значительно опережает ее
воспроизводство.
Промышленное использование энергии биомассы может быть весьма
значительным. Так за счет использования отходов сахарного производства в
странах, производящих сахар, покрывается до 40 % потребностей в
энергетических ресурсах. Применение биомассы в виде дров, навоза и ботвы
растений имеет первостепенное значение в домашнем хозяйстве примерно 50 %
населения планеты. Но
если предположить, что биомасса возобновляется, то
необходимо обеспечить ее производство, по крайней мере, на одном уровне с
потреблением.
Каждый вид биомассы способен дать широкий спектр разнообразных
продуктов. Например, при выращивании и переработке тростникового сахара
можно получить множество имеющих коммерческую ценность продуктов. Даже
простое сжигание отходов позволяет получать теплоту и электроэнергию, а
полученную золу можно возвращать в почву в качестве удобрения.
Возможно
получение этилового спирта, используемого в качестве моторного топлива для
городского транспорта, из отходов соломы, растительного волокна, хвои и
листьев деревьев. Общий экономический эффект для агропромышленных
отраслей от использования комплексной переработки биомассы может
выражаться в виде увеличения занятости в сельском хозяйстве, самообеспечения
страны
продуктами питания, снижения импорта продовольствия и повышения
благосостояния села.
Возможность и целесообразность использования биомассы в качестве топлива
определяются, в основном, содержанием в ней влаги и углерода. Влага
присутствует в материале биомассы в виде внутриклеточной и межклеточной
воды. Содержание влаги в растительной биомассе (при сборе урожая) составляет
примерно 50 %. Содержание влаги в водорослях может достигать 90 %. В
процессе естественной или искусственной сушки можно снизить содержание
влаги в биомассе до 10 – 15 % . Присутствие влаги в топливе, получаемом из
биомассы, ведет к значительному уменьшению
теплотворной способности, т. к.
на испарение 1 кг воды требуется 2,3 МДж. Важное значение имеет и плотность
биомассы. Обычно сухие биологические материалы имеют плотность в 3 – 4 раза
ниже, чем уголь. Из-за этого доставка и переработка растительного сырья
оказывается трудоемкой и дорогостоящей, особенно если она ведется вдали от
источников производства биомассы.
Для переработки биомассы могут быть использованы следующие виды
технологических процессов:
1) термохимические процессы – непосредственное сжигание для получения
теплоты, предпочтительно введение сухого гомогенного топлива;
76
2) пиролиз – нагревание влажной биомассы при полном отсутствие воздуха,
либо при ограниченном доступе воздуха;
3) биомеханические процессы
–
спиртовая ферментация, анаэробная
переработка, биофотолиз, экстракция топлива.
Для подогрева биомассы в процессе пиролиза может быть использована
теплота сгорания части самой биомассы. Состав продуктов, получающихся при
пиролизе (газы, и пары, и жидкости, и масла, и даже древесный уголь) зависит от
температурных условий, типа сырья и условий ведения процесса. Сырье
обязательно должно быть влажным. Если основным продуктом пиролиза является
горючий газ, то процесс называют газификацией;
Спиртовая ферментация предназначена для получения этилового спирта,
который в ряде зарубежных стран используется в качестве моторного топлива.
Это способствует уменьшению вредных выбросов и улучшению экологической
обстановки
в
крупных
городах.
Этиловый
спирт
вырабатывается
микроорганизмами в процессе ферментации. В качестве сырья обычно
используются сахаросодержащие растения.
Анаэробная переработка
основывается на том, что в отсутствие кислорода
некоторые микроорганизмы способны получать энергию, непосредственно
перерабатывая углеродсодержащие компоненты биомассы. Этот процесс также
является ферментационным, но его принято называть сбраживанием по аналогии
с процессами, идущими в пищеварительном тракте жвачных животных.
Получаемая смесь СО
2
, СН
4
и других попутных газов называется биогазом.
Фотолиз – это разделение воды на водород и кислород под действием света.
Если водород сгорает или взрывается в качестве топлива при смешении с
воздухом, то происходит рекомбинация О
2
и Н
2
. Некоторые биологические
организмы могут при определенных условиях продуцировать
водород за счет
биофотолиза.
Промышленного внедрения этот технологический процесс пока
еще не получил.
Экстракция – топлив получение жидкие или твердых видов топлива
непосредственно от живых или только что срезанных растений. Сок живых
растений собирают, надрезая кожуру стеблей или стволов, а из свежесрезанных
растений его выдавливают под прессом. Хорошо известен подобный процесс,
связанный с получение каучука. Родственное каучуконосам растение Герея
способно производить углеводороды с более низкой молекулярной массой,
которые могут использоваться в качестве заменителей бензина.
Do'stlaringiz bilan baham: 
