Получение энергии из отходов сельского хозяйства: Органическое топливо витает в воздухе

Содержание

Энергия из отходов, переработка отходов в энергию и получение энергии из отходов

Энергия из отходов

Ежедневно выбрасываются тысячи тонн мусора, которые загрязняют нашу планету. Чтобы исправить сложившуюся ситуацию, создаются разные технологии по переработке отработанного сырья. Многие изделия отправляются на вторичное производство, где из них создается новая продукция. Такие методики дают возможность сэкономить на затратах при приобретении нового сырья, получить дополнительный доход от реализации, а также позволяют очистить мир от мусорных компонентов.

Существуют методики, при помощи которых можно не только создать вторсырье, они направлены на получение энергии из отходов. Для этих целей разрабатываются специализированные механизмы, благодаря которым создаются тепловые ресурсы и электричество.

Разработаны приспособления, которые могут переработать одну тонну наиболее вредного мусора в 600 кВт электричества. Вместе с этим появляется 2 Гкал теплоэнергии. Данные агрегаты на текущий момент пользуются большим спросом, так как считается, что это наиболее рентабельное и быстро окупаемое вложение.

Такие механизмы отличаются высокой стоимостью, но вложенные финансовые средства обеспечивают в дальнейшем больше экономии на материалах и существенный доход от прибыли, за счет реализации энергии. Вложенная сумма многократно окупится полученными доходами.

Существует несколько способов, при помощи которых осуществляется переработка отходов в энергию.

— Сжигание

Считается самым востребованным методом ликвидации ТБО, к которому прибегают с 19 века. Данный способ позволяет не только уменьшить объем мусорной массы, но и обеспечивает вспомогательными энергетическими ресурсами, которые можно эксплуатировать в отопительной системе, а также в сфере производства электроснабжения. Существуют недостатки данной технологии, которые заключаются в выбросе вредных компонентов в окружающую среду.

Когда сжигается ТБО, образуется до 44% золы с газопродуктами. К газовым веществам можно отнести двуокись углерода с водными парами и всевозможными примесями. В связи с тем, что горение осуществляется при температурном режиме в 800-900 градусов, то в образованной газовой смеси присутствуют соединения органического характера.

— Термохимическая технология

Этот способ обладает большим количеством преимуществ, если сравнивать с прошлым вариантом. К числу достоинств можно отнести повышенную эффективность, если говорить про предупреждение загрязнения окружающей атмосферы. Это связано с тем, что использование данной технологии не сопровождается выработкой биологически активных составляющих, поэтому экологический вред не наносится.

Образовавшиеся отходы наделены высоким показателем плотности, что говорит о сокращении объема мусорной массы, которые в дальнейшем отправляются на захоронение в специально оборудованные для этих целей полигоны. Также стоит отметить, что методика дает право переработать повышенное число разновидностей сырья. За счет него можно взаимодействовать не только с твердыми вариациями, но и с автошинами, полимерными компонентами и отработанными маслами с возможностью добычи из углеводородных элементов топливопродукт для судов. Это существенное достоинство, так как изготавливаемые нефтяные продукты характеризуются повышенной ликвидностью и большим ценником.

Среди отрицательных качеств выделяют траты на покупку технологических агрегатов и повышенными запросами к качественным значениям вторсырья. Стоимость механизмов за счет которых можно переработать вторсырье высокая, что символизирует крупные затраты на оснащение предприятия.

— Физико-химические методы

Это еще один процесс, благодаря которому получается энергия из отходов. Благодаря такой манипуляции можно преобразовать отходную смесь в биодизельный топливный продукт. В качестве производного материала принято применять отработанные растительные масла и отработку разного рода жиров животного или растительного происхождения.

— Биохимические способы

С их помощью можно видоизменить компоненты органического происхождения в теплоэнергию и электричество благодаря бактериям. Добыча и утилизация биогаза, который появляется во время разложения природных компонентов ТБО, чаще всего эксплуатируется прямо на полигоне захоронения. Все действие осуществляется в реакторе, где присутствуют специальные разновидности бактерий, которые преобразуют органическую массу в этанол с биогазом.

Переработка отходов в энергию

На международной выставке Wasma все заинтересованные лица смогут более подробно ознакомиться с миром утилизации и приобрести для себя соответствующее оборудование. На площадке будет представлен весь модельный ряд приспособлений, при помощи которого можно добыть энергетические источники из мусора.

Посетители получать уникальные возможности:

Получить выгодные предложения от известных компаний. Все торговые марки нацелены на взаимовыгодное сотрудничество и расширение своей клиентской базы.

Ознакомиться единовременно с несколькими модификациями изделий, изучить их технические характеристики и произвести сравнение показателей. При необходимости можно получить профессиональную консультацию по всем возникающим вопросам.

Обратиться к обслуживающим организациям, которые занимаются пусконаладочными работами и сервисным обслуживанием.

Приобрести новые устройства или найти нужные комплектующие для существующей техники. На мероприятии будет демонстрироваться не только оборудование, но и все необходимые комплектующие для нормального функционирования.

Площадка будет интересна гостям из разных сфер деятельности, так как энергетические ресурсы добываются из мусора бытового или промышленного характера, часто используются продукты отработки сельскохозяйственного характера, наряду с продукцией из медицинской и нефтехимической отрасли. При сгорании подобной мусорной массы образуется биогаз наряду с пиролизным. На выставке будет выставляться приспособления для подобной деятельности, которыепринято называть пиролизными комплексами.

Пресс-центр — Новости — Работа комитета по аграрной политике

В донском парламенте прошло заседание круглого стола на тему «Отходы: мусор или ценный ресурс? Сельскохозяйственный аспект». Организатором мероприятия выступил комитет Законодательного Собрания Ростовской области по аграрной политике, природопользованию, земельным отношениям и делам казачества.

В обсуждении приняли участие первый заместитель Председателя Законодательного Собрания Ростовской области – председатель комитета по социальной политике Сергей МИХАЛЕВ (фракция «ЕДИНАЯ РОССИЯ»), заместитель Председателя Законодательного Собрания Ростовской области – председатель комитета по аграрной политике Вячеслав ВАСИЛЕНКО (фракция «ЕДИНАЯ РОССИЯ»), председатель комитета Законодательного Собрания по регламентным вопросам и депутатской этике Николай БЕЛЯЕВ (фракция «ЕДИНАЯ РОССИЯ»), председатель комитета Законодательного Собрания по делам военнослужащих, ветеранов военной службы, гражданской обороне и чрезвычайным ситуациям Григорий ФОМЕНКО (фракция КПРФ), представители региональных и муниципальных органов исполнительной власти, контрольно-надзорных органов, Общественной и Торгово-промышленной палат Ростовской области, федеральных образовательных и научных учреждений, а также руководители сельскохозяйственных предприятий.

Участники заседания обсудили влияние органических отходов животноводства и растениеводства на окружающую среду, а также потенциал их использования в сельском хозяйстве.

Вице-спикер донского парламента Вячеслав ВАСИЛЕНКО отметил, что проблему загрязнения окружающей среды сельскохозяйственными предприятиями можно рассматривать с точки зрения санитарного, ветеринарного законодательства, законодательства об охране окружающей среды, с точки зрения проблем земельных отношений.

Несанкционированное размещение отходов сельского хозяйства, животноводства, растениеводства, пищевых и растительных отходов на полигонах ТКО существенно увеличивает экологическую и санитарно-эпидемиологическую опасность территорий в зоне расположения данных объектов. Повсеместно возникающие стихийные свалки приводят к загрязнению почв и грунтовых вод патогенной микрофлорой, органическими, азотосодержащими веществами и тяжелыми металлами.

— Вместе с тем агропромышленный и животноводческий комплексы являются немаловажным источником вторичных ресурсов для дальнейшей утилизации в целях производства продукции и получения энергии, подчеркнул Вячеслав ВАСИЛЕНКО. — Создание производств по утилизации отходов биологического происхождения позволит снизить уровень захоронения подобных отходов и обеспечит производство компоста, питательных грунтов и органических удобрений, необходимых для выполнения мелиоративных и рекультивационных мероприятий.

Участники обсуждения сошлись во мнении, что отходы животноводства и растениеводства, при правильной переработке становятся ценным ресурсом. К примеру, животноводство, в том числе птицеводство, может служить источником органических удобрений, которые необходимы для повышения плодородия почв и, соответственно, урожайности. Отходам растениеводства также можно найти достойное применение, используя их в производстве топливных пеллет.

Однако для эффективного использования отходов сельского хозяйства необходимо устранить ряд проблем. В частности, необходимо нормативное регулирование в части отнесения органических отходов, используемых в качестве сырья для изготовления удобрений к веществам, пригодным для дальнейшего использования в хозяйственной деятельности.

По итогам заседания круглого стола будет сформирован перечень рекомендаций, призванных превратить отходы сельского хозяйства в ценный и активно используемый ресурс. Рекомендации направят во все заинтересованные в этом структуры и ведомства.

В.В. Савеленко, управление по информационной политике

Автор фото: Анатолий Карбинов

Биотопливо: что это, виды, плюсы и минусы

Твердое

Жидкое

Газообразное

Твердое биотопливо

Самый типичный и древний вид твердого биотоплива — дрова. Однако сейчас в чистом виде и в крупных масштабах их уже почти не используют. Наиболее ходовым твердым видом биотоплива стали пеллеты, получаемые из древесных опилок или коры, соломы, оливковых косточек, ореховой скорлупы или шелухи семечек подсолнечника. Также пеллеты делают из навоза крупного рогатого скота.

Пеллеты заменяют уголь, дрова и солярку. При сгорании они не выделяют вредных веществ и практически не дымят (в отличие от угля и дизеля). Кроме того, они более энергоэффективны, чем обычные дрова. Плюс пеллетов также в минимальном содержании золы, что снижает потребность в обслуживании печей и котлов. Кроме того, они имеют самую низкую цену по сравнению с другими видами биотоплива.

Жидкое биотопливо

Биоэтанол — наиболее популярное и массовое жидкое биотопливо. Его получают путем ферментации крахмала или сахара. Бразилия и США входят в число лидеров по производству биоэтанола. В США биотопливо на основе этанола производят из кукурузы и обычно смешивают с бензином для получения гибридного топлива. В целом в США на биотопливо приходится 5% от всего энергопотребления. В Бразилии биотопливо на основе этанола делают из сахарного тростника, а в Англии даже производят из сахарной свеклы.

Биодизель — второе по популярности жидкое биотопливо. Биодизель делают в основном из масличных растений, таких как соя или масличная пальма, и в меньшей степени из других масляных продуктов, например, отходов кулинарного жира после жарки во фритюре. Биодизель используется в дизельных двигателях и обычно смешивается с нефтяным дизельным топливом в различных пропорциях.

Биобутанол — четырехуглеродный спирт, который также относится к биотопливу. Его делают из того же сырья, что и этанол. Преимущества биобутанола по сравнению с биоэтанолом заключаются в том, что биобутанол не смешивается с водой, имеет более высокое содержание энергии и более низкое давление паров, что означает более низкую летучесть в результате испарения.

Диметиловый эфир. Его можно получить из биомассы, но в промышленных масштабах исходным сырьем для него остается природный газ. Плюс такого топлива в том, что его энергоэффективность практически равна дизельному топливу, однако плотность энергии у диметилового эфира вдвое ниже, чем у дизельного топлива, поэтому для него требуется топливный бак в два раза больше. К тому же для транспортных средств нужна специально разработанная система для работы двигателя на диметиловом эфире.

Сейчас инженеры активно разрабатывают новое поколение жидкого биотоплива, полученного с помощью водорослей. Водоросли выращивают в больших бассейнах или на фермах, они превращают солнечный свет в энергию и хранят ее в виде масла. Масло извлекается механически (при прессовке биомассы) или с помощью химических растворителей, которые разрушают стенки клеток. Дальнейшая переработка и очистка дает биотопливо, подходящее для использования в качестве альтернативы традиционным видам топлива.

Газообразное биотопливо

Биогаз — это газ, состоящий в основном из метана и углекислого газа в различных пропорциях в зависимости от состава органического вещества, из которого он был получен. Основными источниками биогаза являются отходы животноводства и сельского хозяйства, сточные воды и органика из бытовых отходов. Биогаз образуется в результате процессов биологического разложения без доступа кислорода (анаэробное сбраживание).

Биоводород — аналог обычного водорода, который получают из биомассы. Термохимический способ представляет собой нагрев исходного сырья без доступа кислорода до высоких температур, например, древесных отходов, при котором выделяется водород и другие попутные газы. При биохимическом способе получения биоводорода в биомассу добавляют специальные микроорганизмы, которые ее разлагаются с выделением водорода.

Биоэнергетика в России

В России биотопливная отрасль экономики переживает этап становления. О проблемах развития инновационной отрасли, о том, какие регионы РФ в большей степени поддерживают развитие биоэнергетики, какое место в будущем биоэнергетика сможет занять в топливной отрасли экономики РФ, в беседе с обозревателем РР рассказал заместитель директора Всероссийского НИИ механизации сельского хозяйства, руководитель Центра развития биоэнергетики Владимир БАСКОВ.

Справка
Биоэнергетика — это новая отрасль народного хозяйства, которая связывает решение проблем получения топлива из биомассы и охраны окружающей среды. Это и научная дисциплина с фундаментальным и прикладным направлениями, изучающими и разрабатывающими пути биологической конверсии солнечной энергии в биомассу, а также биологическую и термохимическую трансформации биомассы в топливо и энергию.

Уважаемый Владимир Николаевич, в каких отраслях экономики, на Ваш взгляд, было бы наиболее эффективным внедрение инновационных технологий биоэнергетики? В сельском хозяйстве, в условиях крупных предприятий, или, напротив, для оптимизации расходов в сфере малого бизнеса?

Биоэнергетика несет в себе новые технологии, которые потребуют для массового внедрения в энергетический баланс новых видов топлив, серьезной политической и экономической поддержки со стороны государства.

Внедрение достижений биоэнергетических технологий зависит от решения задач, связанных с интенсификацией процессов конверсии органического сырья в топливо и крупномасштабным производством самой биомассы. Биомасса, аккумулирующая в себе солнечную энергию в форме углеводородов растительного происхождения, служит исходным сырьем для выработки биотоплива в твердом, жидком и газообразном виде в зависимости от технологии переработки.

Земли сельскохозяйственного назначения в России составляют — 402,6 млн га, в том числе сельскохозяйственные угодья — 220,6 млн га, из них пашни 121,6 млн га. С 1990 года не используется до 40 млн га пашни и более 20 млн. га лугов и пастбищ — это резерв для производства биомассы, как на корма, продовольствие, так и для биоэнергетики. Некоторые «умные головы» предлагают эти территории оставить лесам — меньше проблем с людьми, ранее заселившимися здесь.

ФАКТЫ
Общая площадь лесного фонда Российской Федерации составляет 1174,7 млн га, запас древесины превышает 82 млрд м3 (23% мировых запасов). По данным Рослесхоза ежегодный прирост леса составляет 800 млн м3, вырубается — 205 млн м3 в год, при этом остается в лесу до 35 млн м3 отходов.

Большая часть наших лесов не пригодна для промышленного использования и не является, так называемыми «легкими» планеты. Требуется обновление старых лесных угодий, а это отдельная большая программа.

Стабильной сырьевой базой для биоэнергетики будут и биосодержащие отходы. Если взять все отходы, генерируемые российским агропромышленным комплексом, то их ежегодное производство составляет 773 млн т. Перерабатывая, можно получить около 66 млрд м3 биогаза и около 112 млн т высококачественных удобрений.

Биотехнологии также занимают прочную позицию в производстве продуктов, кормов, удобрений и раскрывают уникальные возможности промышленного производства биотоплив, как газообразных, так и жидких.

В зависимости от концентрации биоэнергетического сырья на территориях следует готовить проекты по его переработке. Это могут быть небольшие биоэнергетические установки индивидуального назначения или более крупные для предприятий, для сельских и пригородных посёлков. Разработаны варианты проектирования и освоения крупнотоннажных производств.

КСТАТИ
Широкомасштабное производство биоэнергетических ресурсов из сырья растительного происхождения непродовольственного назначения, переработка отходов сельского и лесного хозяйства, лесопромышленного комплекса и деревообрабатывающих предприятий, органических, бытовых отходов, также позволит улучшить экологическую ситуацию в стране.

Какие первоочередные задачи в настоящее время стоят перед Центром развития биоэнергетики?

Федеральный центр развития биоэнергетики создан по поручению Президента Российской Федерации от 04.03.2008 г. № Пр-347, поручению Правительства Российской Федерации от 06.03.2008 г. № П-834 и Министерства сельского хозяйства Российской Федерации от 11.08.2008 г. № АС-13/4789 на базе Государственного научного учреждения «Всероссийский научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства» (ГНУ ВИМ) Россельхозакадемии.

В настоящее время перед Центром стоят следующие важнейшие задачи:

1. Организация комплексного научного, технологического и технического обеспечения развития биоэнергетики в Российской Федерации;
2. Организация внедрения проектов переработки биомассы с целью ее рационального использования в пищевой и кормовой отраслях, в производстве органических удобрений и биотоплив;
3. Организация внедрения проектов по утилизации отходов пищевой, перерабатывающей, лесной промышленности, животноводства и растениеводства;
4. Подготовка предложений по нормативно-правовому обеспечению и стимулированию развития биоэнергетики в Российской Федерации;
5. Проведение анализа научно-технических разработок в области биоэнергетики, выполненных за счет бюджетных средств и их внедрение в промышленное производство;
6. Координация работ по освоению новых технологий, производства машин и оборудования для биоэнергетики;
7. Организация финансовой поддержки внедрения проектов по биоэнергетике;
8. Развитие международного сотрудничества в области биоэнергетики и ряд других задач.

На Ваш взгляд, какие регионы РФ имеют наибольший потенциал для внедрения биотопливных технологий?

В России только начинается формирование мощностей для организации промышленного производства биодизеля, биогаза и биоэтанола. Российским центром развития биоэнергетики проведен частичный мониторинг по развитию биоэнергетики в Российской Федерации. Проанализировав ситуацию в регионах, мы пришли к выводу, что она во многом позитивна. Уже десятки хозяйств локально начинают использовать технологии производства альтернативных видов топлива и энергии в собственных интересах.
Так, например, во Владимирской, Калужской, Ленинградской, Нижегородской, Липецкой, Вологодской, Мурманской областях, Республиках Дагестан, Татарстан, Марий-Эл, Удмуртской, Краснодарском крае, используются установки различной мощности для получения биогаза из отходов животноводства, птицеводства, растениеводства и применения его для выработки электроэнергии и отопления производственных помещений. Печально, что в некоторых регионах строительство новых крупных животноводческих и свиноводческих комплексов, птицефабрик сопровождается внедрением старых технологий утилизации отходов.
Федеральным Центром развития биоэнергетики подготовлены пилотные проекты по трем крупным сельскохозяйственным предприятиям в Республике Татарстан, где работа будет проводиться с Союзом коммунальных предприятий Республики Татарстан. Внедрение этих проектов позволит отработать систему взаимодействия c потребителями электроэнергии и тепла муниципальных образований.

Однако в сложившейся экономической ситуации, в большинстве регионов Российской Федерации внедрение биоэнергетических проектов сдерживается в связи с недостаточным финансированием.
Совместно с инициативной группой представителей малого бизнеса Курганской области проведены расчёты по выращиванию там высокоэнергетических культур и их переработки на биотопливо. Может быть отработана целая программа, обеспечивающая резкое увеличение товарного производства сельскохозяйственных предприятий.
На базе ООО «Биохимзавода» г. Киров, совместно с предприятиями из других регионов, готовится программа модернизации производств и создания биоэнерготехнологического комплекса — как пример формирования структуры биоэнергетической отрасли.

Стоят ли в настоящее время на пути развития биоэнергетики какие-либо значительные проблемы, или успешная реализация биоэнергетической отрасли — это только вопрос времени?

Времени потребуется много для внедрения новых технологий, для создания и внедрения биоэнергетических производств. В России отсутствует серийное производство оборудования для биоэнергетических проектов. Разработки некоторых НИИ, проведённые даже на бюджетные деньги, остаются «на полке», так как нет ответственных за их промышленное внедрение. Не ведётся мониторинг уже проводимой работы в регионах Российской Федерации.
Подобные зарубежные проекты стоят в 2-3 раза дороже российских и предлагаются посредниками, что не обеспечивает надёжности и увеличивает риски финансирования.
В качестве одной из проблем можно упомянуть отсутствие в Российской Федерации нормативно-правовой базы, которая даст четкую систему понятий, связанных с биоэнергетикой. Проект закона подготовлен. Он обеспечит проведение государственной политики в области использования альтернативных видов моторного топлива, правовое регулирование построения взаимовыгодных отношений между производителями биологического сырья из растительной массы с переработчиками углеводородного сырья, производителями дизельного топлива и бензина, с обеспечением защиты интересов инвесторов.

Каково современное состояние технического оснащения? Способны ли российские предприятия производить комплексы по переработке целлюлозного или пищевого сырья на должном уровне?

В отрасли биоэнергетики насчитывается более 50 направлений, отличающихся по технологиям и способам переработки биомассы и биоотходов. Есть фирмы, внедрившие некоторые единичные проекты, но большая часть направлений не освоена. Российское машиностроение не готово участвовать в развитии новой отрасли.

Каково современное состояние законодательной базы в данной области? Есть ли положительное движение в сторону формирования необходимого комплекса федеральных законов?

В настоящее время Российская Федерация находится в стадии формирования в интересах бизнеса и сельхозтоваропроизводителей нормативно-правовой базы, которая предусматривает получение альтернативных видов топлива в основном из отходов сельскохозяйственного производства и вовлечением в севооборот невостребованной на данное время пашни.
В соответствии с государственным контрактом Минсельхоза России Всероссийским институтом механизации сельского хозяйства в настоящее время разрабатывается проект федерального закона «Об основах развития биоэнергетики в Российской Федерации». Законопроект направлен на определение правовых, экономических, экологических, социальных и организационных принципов производства (добычи) и потребления биологических видов твердого, жидкого и газообразного видов топлива на основе использования источников возобновляемого сырья и методов его переработки. Он создаст необходимые условия для организации и правового урегулирования производства и потребления биотоплива в Российской Федерации, а также обеспечит развитие агропромышленного производства и лесного хозяйства, повышение экспортного потенциала России и улучшение экологической ситуации в стране.
Достижение этой цели позволит ликвидировать имеющиеся пробелы и другие недостатки в правовом регулировании общественных отношений в биоэнергетике и создать единую правовую основу в биоэнергетических секторах сельскохозяйственного, лесного производства и энергетики.

Распоряжением Правительства Российской Федерации от 08.01.2009 № 1-Р утверждены «Основные направления государственной политики в сфере повышения энергетической эффективности электроэнергетики на основе использования возобновляемых источников энергии на период до 2020 года».

Насколько могут быть выгодны инвестиции в данную отрасль? Понимают ли эту выгоду инвесторы, или наблюдается недостаток информированности среди потенциальных партнеров?

Партнёрство финансовых структур, владельцев биоэнергетических ресурсов и разработчиков проектов по биоэнергетике отсутствует. Инвестиции будут выгодны, если государство на начальный период даст чёткий ориентир на развитие отрасли, ликвидировав межведомственную разобщённость.

В соответствии с Распоряжением Правительства РФ предусматривается реализовывать политику стимулирования

использования возобновляемых источников энергии в сфере электроэнергетики, например, поддержка развития электроэнергетики на основе использования возобновляемых источников энергии в соответствии с бюджетным законодательством РФ для достижения необходимых темпов привлечения инвестиционных средств. Координатором этих вопросов является Минэнерго России.

Для осуществления государственной политики в сфере повышения энергоэффективности электроэнергетики возобновляемых источников энергии предусмотрено обеспечить разработку и реализацию мер по привлечению внебюджетных инвестиций для сооружения новых и реконструкции действующих генерирующих объектов, функционирующих на основе использования возобновляемых источников энергии.

В области выравнивания конкурентных условий для производителей электроэнергии на основе использования возобновляемых источников энергии и ископаемых видов органического топлива предусматривается:

установить и регулярно уточнять размеры и сроки действия надбавки, прибавляемой к равновесной цене оптового рынка на электрическую энергию для определения цены на электрическую энергию, произведенную на квалифицированных генерирующих объектах, функционирующих на основе использования возобновляемых источников энергии;
установить обязанность по приобретению покупателями электрической энергии — участниками оптового рынка заданного объема электрической энергии, произведенной на квалифицированных генерирующих объектах, функционирующих на основе использования возобновляемых источников энергии;
реализовать меры по совершенствованию правового режима использования природных ресурсов для сооружения и эксплуатации электрогенерирующих объектов на основе использования возобновляемых источников энергии;
использовать механизмы дополнительной поддержки электроэнергетики, функционирующей на основе использования возобновляемых источников энергии, в соответствии с бюджетным законодательством Российской Федерации;

содействовать созданию системы стимулирования потребителей электрической энергии к последовательному увеличению объемов приобретения электрической энергии, производимой квалифицированными генерирующими объектами, функционирующими на основе использования возобновляемых источников энергии, а также к приобретению продукции различного назначения, произведенной с использованием электрической энергии, полученной на указанных генерирующих объектах.

Какое место в будущем сможет занять биоэнергетика в топливной отрасли экономики РФ? Можно ли спрогнозировать какие-либо сроки окончательного формирования рынка?

Развитие биоэнергетики не является альтернативой топливо — энергетическому комплексу России. Биотехнологии позволяют получать в России такие виды биотоплив, которые при смешивании с нефтепродуктами улучшают их качество до международных стандартов.
Несомненно, комплексный подход к развитию биотопливной промышленности позволит России сохранить и упрочить свои позиции как мировой энергопроизводящей державы и в определенной мере качественно дополнить и изменить энергетическую матрицу страны.

ПРОГНОЗ

Внедрение различных проектов по биоэнергетике позволит в будущем агропромышленному комплексу России в основном стать энергетически автономным, основанным на полностью возобновляемых источниках энергии, экологически замкнутым, сбалансированным по выбросам СО2 и представляющим собой децентрализованный источник энергии, способный интенсифицировать сельскохозяйственное производство и создать сотни тысяч рабочих мест.

Развивает ли Центр международные контакты? Насколько полезен зарубежный опыт для организации и продвижения биотопливной отрасли в российских условиях?

Достигнута договоренность о взаимовыгодном сотрудничестве с Немецким научно-исследовательским центром биомассы. Также Центр ведет активные работы по внедрению биоэнергетических проектов с чешскими, итальянскими, польскими, венгерскими партнерами. Совместно с Центром российского бизнеса в Европе, в Брюсселе проведена конференция по перспективам рационального использования биомассы с участием представителей Европейских стран.

В рамках программы союзного государства Россия — Республика Беларусь проводится работа с научно-исследовательскими учреждениями Беларуси по организации производства биодизельного топлива.

Безусловно, опыт зарубежных партнеров необходим, так как по многим направлениям проекты биоэнергетики там доведены до промышленного производства. Однако некоторые зарубежные фирмы предлагают технологии десятилетней давности, внедрение которых в России на сегодняшний день не имеет смысла. Наша задача, совместно с Российскими учеными, беря на вооружение зарубежные технологии, дополнять их современными инновационными разработками.

МНЕНИЕ
Российское машиностроение не готово участвовать в развитии новой отрасли. Однако внедрение большего количества биоэнергетических проектов совместно с зарубежными партнерами позволит Российским машиностроителям смелей идти на создание совместных предприятий по производству оборудования для отрасли биоэнергетики.

Федеральным центром развития биоэнергетики достигнуты определенные договоренности с зарубежными инвесторами по производству биоэнергетических культур на неиспользуемых сельскохозяйственных землях Российской Федерации с соблюдением интересов собственников этих земель.

Биотехнологическая переработка отходов сельского хозяйства и пищевой промышленности

М. М. Шамцян, Б. А. Колесников, А. А. Клепиков, О. В. Касьян

31. Paredes-Lopes O., Gwyneth I. , Montes-Rivera R. Biotechnol.

Lett., 1987, v. 9, № 5, p. 333—338.

32. Бабицкая В.Г. Микробиол. ж., 1977, т. 39, № 4, с. 497.

33. Стахеев И.В., Бабицкая В.Г. Микология и фитопатология,

1978, т. 12, № 6, с. 490—495.

34. Lobanok A, Babitskaya V. Biotechnology of Recycling: Leipzig

Symp. on Biotechnol., 1986. Leipzig, 1986. S. 7.

35. Gregory K., Reade A. Anim. Feed. Sti. Technol., 1977, v. 2,

№ 1, p. 7—12.

36. Szakacs-Dobozi M., Szakacs G., Klappach G.M. Acta Biotech-

nol., 1985, v. 5, № 1, p. 27—33.

37. Hang Y., Woodams E. VI Int. Congr. Food Sci Technol. Dublin,

1983, v. 2, p. 167—168.

38. Solak G.V. Acta Aliment. Pol., 1986, v. 12, № 3—4, p. 205—

220.

39. Бабицкая В.Г., Лобанок А.Г. Микробиол. пром-сть, 1976,

т. 10, № 1, с. 26—28.

40. Лобанок А.Г., Бабицкая В.Г. Микология и фитопатология,

1977, т. 11, № 4, с. 311—315.

41. Ощепкова Е.П. Там же, 1986, т. 20, № 5, с. 430—434.

42. Гарибова Л.В. Биология наших дней, 1987, вып. 2, с. 115—

135.

43. Song M., Kim N., Lee S., Hwang S. J. Dairy Sci., 2007, v. 90,

№. 5, p. 2141—2146.

44. Капич А.Н., Стахеев И.В., Важииская И.С. Микология и

фитопатология, 1986, т. 20, № 13, с. 199—204.

45. Капич А.Н., Бухало А.С., Стахеев И.В. Микробиол. пром-

сть, 1983, № 11, с. 2—3.

46. Таратунина Л.В., Тарасова Н.В., Манаков М.Н. Биотехно-

логия, 1987, т. 3, № 4, с. 484—488.

47. Moo-Young M., Daugulis A., Chahal D. Proc. Biochem., 1979,

v. 14, № 10, р. 38—40.

48. Бабицкая В.Г. Микология и фитопатология, 1986, т. 20,

№ 5, с. 377—385.

49. Бабицкая В.Г., Стахеев И.В. Там же, 1981, т. 15, № 1,

с. 22—27.

50. Bhatowdekar S. Indian J. Microbiol., 1983, v. 23, № 2, p. 76—

80.

51. Refal A., Alalia M., El-Safty H. Agr. Wastes, 1984, v. 11, № 2,

p. 105—109.

52. Lucio A., Marney C, Rodolpho C. Agr. Biol. Technol., 1986,

v. 29, № 3, p. 533—543.

53. Milstein O., Vered V., Sharma A. Appl. Environ. Microbiol.,

1983, v. 46, № 2, p. 55—61.

54. Milstein O., Vered V., Sharma A. Biotechnol. Bioeng., 1986,

v. 28, № 3, p. 381—386.

55. Micami V., Gregory K., Levadoui W. Appl. Environ. Micro-

biol., 1982, v. 43, № 2, p. 403—411.

56. Rogana E., Lindari V. Rev. Microbiol., 1983, v. 14, № 1,

p. 1—5.

57. Закордонец Л.А., Васюренко 3.П., Пустовалова Л.И. Мик-

робиол. ж., 1986, т. 48, № 5, с. 82—83.

58. Kassim E., Ghazi I. Microbiol., 1987, v. 142, № 8, p. 257—

261.

59. Закордонец Л.А., Билай Т.И., Супрун С.М. Микробиол. ж.,

1983, т. 45, № 5, с. 55—60.

60. Hofsten В., Ryden A. Biotechnol. Bioeng., 1975, v. 17, № 8,

p. 1183—1197.

61. Cardoso M., Nicoli J. Nutr. Repts. Inta, 1981, v. 24, № 2,

v. 237—247.

62. Fernandes V., Nicoli J. Rev. Microbiol., 1981, v. 12, № 4,

p. 121—124.

63. Karapinar M., Okuyan M.I. J. Chem. Technol. Biotechnol.,

1982, v 32, № 12, p. 1055—1058.

64. Inglet B.S., Song M., Hansen C.L., Hwang S. J. Dairy Sci.,

2006, v. 89, № 3, p. 1113—1115.

65. Бухало А.С, Соломко Э.Ф., Дудка И.А. Мицелиальные

грибы: Физиология, биохимия, биотехнология: Тез. докл.

Всесоюз. конф., Пущино, 1983, с. 168—169.

66. Залашко М.В. Биотехнология переработки молочной сыво-

ротки, М.: Агропромиздат, 1990, 192 с.

67. Храмцов А.Г., Нестеренко П.Г. Рациональная переработка

и использование белково-углеводного молочного сырья.

М.: Молочная промышленность, 1998, 101 с.

68. Lee Y.H., Lee D.H., Chung K.T., Jeong Y.K., Suh M.G., Roh

H.S. Korean J. Microbiol. and Biotechnol., 2004, v. 32, № 2,

p. 154—157.

69. Шингарева Т.И., Купцова О.И. Молоч. пром-сть, 2006,

июнь, с. 32—34.

70. Davey G., Bruce J. J. Biotechnol. Bioeng. , 1983, v. 25, № 3,

p. 647—658.

71. Соломко Э.Ф., Елисеева Г.С., Рябчук В.А. Прикл. биохимия

и микробиология, 1987, т. 23, № 2, с. 230—236.

72. Максимова Е.М. Вестник МГУ, 2006, т. 9, № 5, с. 875—879.

73. Неклюдов А.Д., Иванкин А.Н., Бердутина А.В. Прикл.

биохимия и микробиология, 2000, т. 35, № 5, с. 525—534.

74. Неклюдов А.Д., Иванкин А.Н., Бердутина А.В. Там же, 2000,

т. 36, № 4, с. 379—382,

75. Двойченкова Е.Ю., Кантере В.М. Биотехнология, 1985,

№ 5, с. 59—63.

76. Большаков В.Н., Никонов И.Н., Солдатова В.В., Грудинина

Т.Н., Прокопьева В.И., Лапицкая Е.А., Кряжевских Л.А.,

Лаптев Г.Ю. Экология и промышленность России, 2009,

№ 10, с. 36—39.

77. Mabee W.E., Gregg D.J., Saddler J.N. Appl. Biochem. and

Biotechnol., 2005, v. 121, p. 765—778.

78. Pye E.K. Int. Sugar J., 2005, v. 107, p. 222—227.

79. Pan X, Kadla J.F., Ehara K., Gilkes N., Saddler J.N. J. Agr.

and Food Chem., 2006, v. 54, p. 5806—5813.

80. U.S. Department of Energy. Biomass program

[http://www.eere.energy.gov/biomass]

81. European union biofuels policy and agriculture: An overview

[http://www.usembassy.it/pdf/other/RS22404.pdf]

82. Solaiman D.K.Y., Ashby R.D., Foglia T.A., Marmer W.N. Appl.

Microbiol. and Biotechnol., 2006, 7 v. 1, p. 783—789.

83. Gaspar M., Juhasz T., Szengyel Z., Reczey K. Process Biochemistry,

2005, v. 40, p. 1183—1188.

84. Koutinas A.A., Wang R., Webb C. Biotechnol. and Bioeng.,

2004, v. 85, p. 524—538.

85. Edye L.A., Doherty W.O.S., Blinco J.A., Bullock G.E. Int. Sugar

J., 2006, v. 108, p. 19—27.

86. Enze M. Progress in Chemistry, 2006, v. 18, p. 132—141.

87. Fernando S., Adhikari S., Chandrapal C., Murali N. Energy

and Fuels, 2006, v. 20, p. 1727—1737.

88. Kamm B., Kamm M. Appl. Microbiol. and Biotechnol., 2004,

v. 64, p. 137—145.

Отходы сельского хозяйства могут стать ценным ресурсом

Организатором мероприятия выступил комитет Законодательного Собрания Ростовской области по аграрной политике, природопользованию, земельным отношениям и делам казачества.

В обсуждении приняли участие первый заместитель Председателя Законодательного Собрания Ростовской области – председатель комитета по социальной политике, член фракции «Единая Россия» Сергей Михалев, заместитель Председателя Законодательного Собрания Ростовской области – председатель комитета по аграрной политике, член фракции «Единая Россия» Вячеслав Василенко, председатель комитета Законодательного Собрания по регламентным вопросам и депутатской этике, член фракции «Единая Россия» Николай Беляев, представители региональных и муниципальных органов исполнительной власти, контрольно-надзорных органов, Общественной и Торгово-промышленной палат Ростовской области, федеральных образовательных и научных учреждений, а также руководители сельскохозяйственных предприятий.

Вице-спикер донского парламента Вячеслав Василенко отметил, что проблему загрязнения окружающей среды сельскохозяйственными предприятиями можно рассматривать с точки зрения санитарного, ветеринарного законодательства, законодательства об охране окружающей среды, с точки зрения проблем земельных отношений.

Несанкционированное размещение отходов сельского хозяйства, животноводства, растениеводства, пищевых и растительных отходов на полигонах ТКО существенно увеличивает экологическую и санитарноэпидемиологическую опасность территорий в зоне расположения данных объектов. Повсеместно возникающие стихийные свалки приводят к загрязнению почв и грунтовых вод патогенной микрофлорой, органическими, азотосодержащими веществами и тяжелыми металлами.

— Вместе с тем агропромышленный и животноводческий комплексы являются немаловажным источником вторичных ресурсов для дальнейшей утилизации в целях производства продукции и получения энергии, подчеркнул Вячеслав Василенко. — Создание производств по утилизации отходов биологического происхождения позволит снизить уровень захоронения подобных отходов и обеспечит производство компоста, питательных грунтов и органических удобрений, необходимых для выполнения мелиоративных и рекультивационных мероприятий.

zsro.ru

Рациональное природопользование – Новости – Глобальные технологические тренды. Информационный бюллетень – Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»

Агролесоводство — это система выращивания сельскохозяйственных культур и разведения скота одновременно с ведением различных форм лесного хозяйства (сбор, выращивание недревесных, лекарственных и пищевых продуктов) на лесных или закустаренных землях. Возникающие при этом эффекты способствуют повышению ресурсоэффективности, монетизации экосистемных услуг, диверсификации видов деятельности, более полному использованию потенциала производства биомассы. Для России, как для страны с обширными лесными площадями, зачастую используемыми неоптимальным образом, задача распространения агролесоводческих систем крайне актуальна. Применение таких технологий позволит повысить экономический потенциал лесных территорий, качество почвы и воды, а также снизить объем выбросов углекислого газа в атмосферу Земли.
В настоящем выпуске описаны перспективные технологии необходимые для поддержания продовольственной и экологической безопасности страны, повышения эффективности лесопользования: роботизированные системы с роевым интеллектом, генномодифицированные породы деревьев, системы автоматической лесоинвентаризации.

Изменение климата, обусловленное выбросами парниковых газов, становится все более острой глобальной проблемой. Концентрация углекислого газа в атмосфере Земли в 2016 г. преодолела психологически значимую отметку в 400 ppm (parts per million — частицы СО₂ на миллион частиц воздуха). Ожидается, что к концу столетия концентрация СО₂ может увеличиться примерно в 2 раза. При этом, несмотря на устойчивый рост солнечной и ветровой энергетики, конкурентоспособной альтернативы традиционным технологиям сжигания углеводородов до сих пор не существует.
По данным Международного энергетического агентства, наибольшая доля выбросов углекислого газа приходится на предприятия черной металлургии (30%) и цементной промышленности (26%). Спрос на продукцию этих отраслей вырастет к 2050 г. на 30% и 22% соответственно. Технологии улавливания и захоронения углерода (carbon capture and storage technology — CCS) признаны критически важными для сдерживания роста температуры на планете в пределах 1,5–2 °С к 2050 г. Применение этих технологий — эффективный способ существенно снизить объем выбросов «грязных» предприятий.
Используемый метод аминовой очистки, в силу запретительной дороговизны, не нашел широкого применения в промышленности. Однако новые технологические решения (например, применение ферментов, мембран и хемосорбентов) будут способствовать удешевлению данного метода и его широкому внедрению.

Для предотвращения глобальных вызовов в сфере продовольственной и биологической безопасности человечеству необходимо сельское хозяйство нового типа, соответствующее модели циркулярной (безотходной) экономики и принципам устойчивого развития. Вопросам перехода к новой экономической модели и к «интеллектуальному» сельскому хозяйству как ее неотъемлемому компоненту уделяют все большее внимание ведущие международные организации и национальные правительства. «Интеллектуальное» сельское хозяйство основано на применении автоматизированных систем принятия решений, комплексной автоматизации и роботизации производства, а также технологиях проектирования и моделирования экосистем. Оно предполагает минимизацию использования внешних ресурсов (топлива, удобрений и агрохимикатов) при максимальном задействовании локальных факторов производства (возобновляемых источников энергии, биотоплив, органических удобрений и т.д.).Описанные в настоящем выпуске информационного бюллетеня перспективные технологии «интеллектуального» сельского хозяйства обеспечивают эффективную, экологически безопасную борьбу с вредителями, восстановление и сохранение полезных свойств почв и грунтовых вод, а также дистанционный интегрированный контроль соблюдения сертификационных требований органического сельского хозяйства.

Показатели душевого потребления рыбы в мире постоянно возрастают вследствие увеличения численности населения, упрощения процедур международной торговли, повыщения популярности рыбных продуктов как здоровой пищи. Этот рост обусловлен также усилением браконьерства в отдельных регионах и нарушениями экологических норм. В последние десятилетия устойчивые уловы по большинству промысловых видов достигли допустимых пределов. На биопродуктивности Мирового океана негативным образом сказывается прилов нецелевых видов рыбы во время промысла. Смягчить эти и другие проблемы позволят технологические решения для развития рыбоводства и рыболовства на новом уровне. В настоящем выпуске информационного бюллетеня охарактеризованы три технологических тренда, которые приведут в среднесрочной перспективе к созданию методов получения икры ценных пород рыб без убоя и потрошения, современных способов рециркуляции, очистки и обеззараживания воды, а также к появлению разработок в области снижения нецелевых приловов. Описанные направления технологического поиска повышают эффективность аквакультурного производства при снижении экологической нагрузки на окружающую среду.

Растущие стандарты потребления, распространение городского образа жизни, ускорение цикла замены бытовой техники и электроники имеют обратную сторону — увеличение объемов твердых бытовых отходов (ТБО), воздействующих негативно на здоровье человека и состояние экосистем. Для складирования отходов отчуждаются огромные площади земельных угодий, потенциально пригодных для сельского хозяйства и рекреации. Внешний вид свалок, распространяемые ими загрязнения, частые случаи самовозгорания с выделением ядовитого дыма делают их окрестности непригодными для проживания, эстетически непривлекательными. Минимизировать негативное влияние ТБО пытаются посредством более эффективного их захоронения, сокращения площадей свалок, производства энергии из мусора, предотвращения выбросов токсичных веществ. Ведутся также разработки, позволяющие повторно использовать ценные компоненты отходов, в частности редкоземельные металлы. В этом выпуске информационного бюллетеня представлены некоторые перспективные технологии, связанные с утилизацией отходов: технологии автоматической сортировки ТБО, технологии высокотемпературного пиролиза и технологии экранирования грунтов от фильтрата свалок.

В XXI веке достаточно остро стоит проблема обеспечения человечества продовольствием. Ни двух-трехкратный рост урожайности основных агрокультур во второй половине XX века, ни внедрение генетически модифицированных видов растений не решают двух важнейших проблем сельского хозяйства — деградации почв и зависимости урожаев от природных катаклизмов. В результате деятельности человека деградации подверглась четверть плодородных земель, ее прямые негативные последствия испытывает до 15% населения планеты. Колебания мирового урожая зерна в результате засух до сих пор могут стать ключевым фактором политической нестабильности в развивающихся странах.

Широкое распространение сверхинтенсивного роботизированного растениеводства, при котором исчезнут зависимость урожая от погодных условий и потребность в больших площадях сельхозугодий, позволит поднять уровень продовольственной безопасности человечества на принципиально новый уровень. Мегаполисы, поселения на Крайнем Севере и в пустынях выйдут на самообеспечение продовольствием за счет локальных многоэтажных агрокомплексов, использующих синтетические питательные растворы вместо почвы.

Россия обладает 16% мировых лесных ресурсов, которые на сегодняшний день используются недостаточно эффективно. В стране заготавливается до 200 млн кубометров древесины в год, при этом, по разным оценкам, 30–50% лесной биомассы не вывозится с делянок или переходит в отходы деревообработки. Ценные целлюлозные волокна древесины весьма ограниченно применяются за пределами бумажной промышленности. Не только в России, но и в развитых странах все еще не реализован всеохватный оперативный контроль возникновения лесных пожаров, и они остаются стихийным бедствием. Решению этих проблем лесного хозяйства будут способствовать технологии, позволяющие развивать возобновляемую биоэнергетику на базе лесных ресурсов, шире использовать древесное сырье (например, в легкой промышленности), создавать спутниковые системы для отслеживания малых очагов горения леса в режиме реального времени.

В настоящем выпуске информационного бюллетеня представлены краткие характеристики трех перспективных технологических трендов в области рационального природопользования, связанных с экологически безопасным освоением Арктики.

Объяснение биомассы — Управление энергетической информации США (EIA)

Биомасса — возобновляемая энергия растений и животных

Биомасса — это возобновляемый органический материал, полученный из растений и животных. Биомасса была крупнейшим источником общего годового потребления энергии в США до середины 1800-х годов. Биомасса продолжает оставаться важным топливом во многих странах, особенно для приготовления пищи и отопления в развивающихся странах. Использование топлива из биомассы для транспорта и производства электроэнергии увеличивается во многих развитых странах как средство предотвращения выбросов двуокиси углерода при использовании ископаемого топлива.В 2020 году биомасса обеспечила почти 5 квадриллионов британских тепловых единиц (БТЕ) и около 5% от общего потребления первичной энергии в Соединенных Штатах.

Биомасса содержит накопленную химическую энергию солнца. Растения производят биомассу посредством фотосинтеза. Биомасса может быть сожжена непосредственно для получения тепла или преобразована в возобновляемое жидкое и газообразное топливо с помощью различных процессов.

Древесина и отходы деревообработки — дрова, древесные гранулы и щепа, опилки и отходы лесопильных и мебельных производств, черный щелок целлюлозно-бумажных предприятий
Сельскохозяйственные культуры и отходы – кукуруза, соевые бобы, сахарный тростник, просо, древесные растения и водоросли, а также отходы сельскохозяйственной и пищевой промышленности
Биогенные материалы в твердых бытовых отходах — бумажных, хлопчатобумажных и шерстяных изделиях, а также пищевых, дворовых и древесных отходах
Навоз животных и человеческие нечистоты

Источник: адаптировано из Национального энергетического образовательного проекта (общественное достояние)

Преобразование биомассы в энергию

Биомасса преобразуется в энергию с помощью различных процессов, в том числе:

Прямое сжигание (сжигание) для производства тепла
Термохимическая конверсия для производства твердого, газообразного и жидкого топлива
Химическая конверсия для производства жидкого топлива
Биологическая конверсия для производства жидкого и газообразного топлива

Прямое сжигание является наиболее распространенным методом преобразования биомассы в полезную энергию. Всю биомассу можно сжигать непосредственно для обогрева зданий и воды, для производства тепла в промышленных процессах и для выработки электроэнергии в паровых турбинах.

Термохимическая конверсия биомассы включает пиролиз и газификацию . Оба являются процессами термического разложения, при которых сырьевые материалы биомассы нагреваются в закрытых сосудах под давлением, называемых газификаторами , при высоких температурах. В основном они отличаются температурой процесса и количеством кислорода, присутствующего в процессе конверсии.

Пиролиз предполагает нагревание органических материалов до 800–900 ^o F (400–500 ^o C) при почти полном отсутствии свободного кислорода. Пиролиз биомассы позволяет производить такие виды топлива, как древесный уголь, бионефть, возобновляемое дизельное топливо, метан и водород.
Гидроочистка используется для обработки бионефти (полученной в результате быстрого пиролиза ) водородом при повышенных температурах и давлениях в присутствии катализатора для производства возобновляемого дизельного топлива, возобновляемого бензина и возобновляемого реактивного топлива.
Газификация включает в себя нагрев органических материалов до 1400–1700 ^o F (800–900 ^o C) с введением контролируемых количеств свободного кислорода и/или пара в сосуд для получения монооксида углерода и газа, богатого водородом, называемого синтез-газом. или синтетический газ . Сингаз можно использовать в качестве топлива для дизельных двигателей, для отопления и для выработки электроэнергии в газовых турбинах. Его также можно обрабатывать для отделения водорода от газа, а водород можно сжигать или использовать в топливных элементах.Сингаз может быть дополнительно переработан для производства жидкого топлива с использованием процесса Фишера-Тропша.

Процесс химической конверсии, известный как переэтерификация , используется для преобразования растительных масел, животных жиров и жиров в метиловые эфиры жирных кислот (МЭЖК), которые используются для производства биодизельного топлива.

Биологическая конверсия включает ферментацию для преобразования биомассы в этанол и анаэробное сбраживание для получения возобновляемого природного газа. Этанол используется в качестве автомобильного топлива.Возобновляемый природный газ, также называемый биогазом или биометаном , производится в анаэробных реакторах на очистных сооружениях, а также на молочных и животноводческих предприятиях. Он также образуется на свалках твердых отходов и может быть уловлен ими. Должным образом обработанный возобновляемый природный газ используется так же, как природный газ из ископаемого топлива.

Исследователи работают над усовершенствованием этих методов и разработкой других способов преобразования и использования большего количества биомассы для получения энергии.

Сколько биомассы используется для получения энергии?

В 2020 году биомасса произвела около 4 532 трлн британских тепловых единиц (ТБТЕ), или около 4.5 квадриллионов БТЕ, что составляет около 4,9% от общего потребления первичной энергии в США. Из этого количества около 2 101 ТБТЕ приходится на древесину и полученную из древесины биомассу, 2 000 ТБТЕ приходится на биотопливо (в основном этанол) и 430 ТБТЕ приходится на биомассу в бытовых отходах.

Объемы (в ТБТЕ) и процентные доли от общего потребления энергии биомассы в США по секторам потребления в 2020 году составили:

На промышленный и транспортный сектор приходится наибольшее количество энергии с точки зрения содержания энергии и наибольшая процентная доля от общего годового U.S. потребление биомассы. В деревообрабатывающей и бумажной промышленности биомасса используется на комбинированных теплоэлектростанциях для получения технологического тепла и для выработки электроэнергии для собственных нужд. Жидкое биотопливо (этанол и дизельное топливо на основе биомассы) составляет большую часть потребления биомассы транспортным сектором.

В жилом и коммерческом секторах для отопления используются дрова и древесные гранулы. Коммерческий сектор также потребляет, а в некоторых случаях продает возобновляемый природный газ, произведенный на муниципальных очистных сооружениях и на полигонах.

Электроэнергетический сектор использует отходы древесины и биомассы для производства электроэнергии для продажи другим секторам.

Последнее обновление: 8 июня 2021 г.

Углубленное преобразование отходов в энергию (ТБО) — Управление энергетической информации США (EIA)

Как работают заводы по переработке отходов в энергию

Установки по производству энергии из отходов сжигают твердые бытовые отходы (ТБО), часто называемые мусором или мусором, для производства пара в котле, который используется для выработки электроэнергии.

ТБО представляет собой смесь материалов, богатых энергией, таких как бумага, пластик, дворовые отходы и изделия из дерева. На каждые 100 фунтов ТБО в США можно сжечь около 85 фунтов в качестве топлива для выработки электроэнергии. Заводы по переработке отходов в энергию превращают 2000 фунтов мусора в золу весом от 300 до 600 фунтов, а также уменьшают объем отходов примерно на 87%.

Существуют различные типы систем или технологий преобразования отходов в энергию. Наиболее распространенным типом, используемым в Соединенных Штатах, является система массового сжигания, при которой непереработанные ТБО сжигаются в большой мусоросжигательной печи с котлом и генератором для производства электроэнергии (см. иллюстрацию ниже).Другой менее распространенный тип системы перерабатывает ТКО для удаления большей части негорючих материалов для производства топлива из отходов (RDF).

Электростанция для сжигания отходов в энергию

Источник: адаптировано с разрешения Deltaway Energy

Отходы сбрасываются из мусоровозов в большую яму.
Гигантская клешня крана захватывает отходы и сбрасывает их в камеру сгорания.
Отходы (топливо) сжигаются с выделением тепла.
Тепло превращает воду в пар в котле.
Пар высокого давления вращает лопасти турбогенератора для производства электроэнергии.
Система контроля загрязнения воздуха удаляет загрязняющие вещества из продуктов сгорания до того, как они будут выпущены через дымовую трубу.
Сбор золы из котла и системы очистки воздуха.

Последнее рассмотрение: 22 ноября 2021 г.

Основы энергии биомассы | НРЭЛ

Энергия биомассы или «биоэнергия» — это энергия растений и растительных материалов.

Биомасса используется с тех пор, как люди начали сжигать древесину для приготовления пищи и хранения
теплый. Сегодня древесина по-прежнему является крупнейшим источником энергии из биомассы. Другие источники включают
продовольственные культуры, травянистые и древесные растения, отходы сельского или лесного хозяйства, богатые нефтью
водоросли, органическая составляющая коммунальных и промышленных отходов. Даже пары
со свалок (которые содержат метан, основной компонент природного газа) можно использовать
как источник энергии из биомассы.

Биомасса может использоваться для производства топлива, производства электроэнергии и продуктов, которые в противном случае были бы произведены из ископаемого топлива.

Видение

NREL заключается в разработке технологий для биоперерабатывающих заводов, которые будут преобразовывать биомассу в ряд ценных видов топлива, химикатов, материалов и
продукции — так же, как это делают нефтеперерабатывающие и нефтехимические заводы.

Биоэнергетические технологии

Биотопливо

Биотопливо — это транспортное топливо, такое как этанол и биодизель, полученное путем преобразования
биомассы в жидкое топливо для удовлетворения транспортных потребностей.Узнайте больше о биотопливе.

Биоэнергетика

Технологии биоэнергетики преобразуют возобновляемое топливо из биомассы в тепло и электроэнергию с использованием
один из трех процессов: горение, бактериальное разложение и преобразование в газообразное/жидкое топливо.

Биопродукты

Помимо электричества и топлива, биомасса также может быть преобразована в химические вещества для производства пластмасс и других продуктов, которые обычно изготавливаются из
нефть.

Преимущества биомассы

Биомасса может обеспечить множество преимуществ.

Сокращение выбросов парниковых газов

Использование энергии биомассы может значительно сократить выбросы парниковых газов.
При сжигании биомассы выделяется примерно такое же количество углекислого газа, как при сжигании ископаемого топлива.
топлива.Однако ископаемое топливо выделяет углекислый газ, захваченный фотосинтезом, миллионы
лет назад — по существу «новый» парниковый газ. Биомасса, с другой стороны, высвобождает
углекислый газ, который в значительной степени уравновешивается углекислым газом, захваченным в собственном
роста (в зависимости от того, сколько энергии было потрачено на выращивание, сбор и переработку топлива).
Однако исследования показали, что вырубка лесов для выращивания биомассы приводит к
штраф, который окупается десятилетиями, поэтому лучше всего, если биомасса будет выращиваться на ранее
расчищенные земли, такие как малоиспользуемые сельскохозяйственные угодья.

Снижение зависимости от иностранной нефти

Использование биомассы может снизить зависимость от иностранной нефти, поскольку биотопливо является единственным
доступны возобновляемые жидкие транспортные топлива.

Поддержка сельскохозяйственной и лесной промышленности США

Энергия биомассы поддерживает сельское хозяйство и лесную промышленность США.Главный
сырьем для производства энергии из биомассы являются отходы бумажной фабрики, лом лесопильных заводов и муниципальные отходы.
напрасно тратить. Для топлива из биомассы наиболее распространенным сырьем, используемым сегодня, является зерно кукурузы (для
этанол) и соевые бобы (для биодизеля). В ближайшем будущем — и с разработкой NREL
технология — сельскохозяйственные отходы, такие как кукурузная солома (стебли, листья и шелуха
завода) и также будет использоваться пшеничная солома. Долгосрочные планы включают рост и
использование специальных энергетических культур, таких как быстрорастущие деревья и травы, а также водоросли.Эти
сырье может устойчиво расти на землях, которые не подходят для выращивания интенсивных продовольственных культур.

Дополнительные ресурсы

Для получения дополнительной информации посетите сайт исследований биоэнергетики NREL или следующие ресурсы:

Глоссарий терминов по биомассе

Energy Kids Основы биомассы
Управление энергетической информации США Energy Kids

Основы биоэнергетики
У.S. Управление по энергоэффективности и возобновляемым источникам энергии Министерства энергетики

Выращивание энергии на ферме

Многие фермеры уже производят энергию из биомассы, выращивая кукурузу для производства этанола. Но энергия биомассы существует во многих формах. Практически все растения и органические отходы можно использовать для производства тепла, электроэнергии или топлива.

Энергия биомассы может обеспечить значительную часть потребностей страны в энергии, одновременно оживляя сельскую экономику, повышая энергетическую независимость и уменьшая загрязнение.Фермеры получат новый ценный рынок сбыта своей продукции. Сельские общины могут стать полностью самодостаточными, когда речь идет об энергии, используя местные культуры и отходы для топлива автомобилей и тракторов, а также для отопления и электроснабжения домов и зданий.

Возможности для получения энергии из биомассы растут. Например, в рамках Закона о фермерских хозяйствах 2002 г. предусмотрено несколько миллионов долларов федеральных стимулов для разработки передовых технологий и сельскохозяйственных культур для производства энергии, химикатов и других продуктов из биомассы.В ряде штатов также предусмотрены стимулы для использования энергии биомассы.

Источники энергии из биомассы на ферме

Остатки биомассы: Сельскохозяйственная деятельность приводит к образованию большого количества остатков биомассы. В то время как большая часть растительных остатков остается на поле для уменьшения эрозии и повторного использования питательных веществ в почве, некоторые из них можно использовать для производства энергии, не нанося вреда почве. Другие отходы, такие как сыворотка от производства сыра и навоз от животноводства, также могут быть с выгодой использованы для производства энергии при одновременном снижении затрат на утилизацию и загрязнения.
Энергетические культуры: Культуры, выращиваемые для получения энергии, могут производиться в больших количествах, как и продовольственные культуры. В то время как кукуруза в настоящее время является наиболее широко используемой энергетической культурой, местные деревья и травы, вероятно, станут наиболее популярными в будущем. Эти многолетние культуры требуют меньшего ухода и меньших затрат, чем однолетние пропашные культуры, поэтому их производство дешевле и более устойчиво.
Травы: Просо просо представляется наиболее многообещающей травянистой энергетической культурой.Он дает высокие урожаи, и его можно собирать ежегодно в течение нескольких лет перед повторной посадкой. Другие местные сорта, которые быстро растут, такие как большой стебель, тростник и пырей, также могут быть прибыльными.
Деревья: Из некоторых быстрорастущих деревьев получаются отличные энергетические культуры, поскольку они неоднократно отрастают после того, как их срезают близко к земле. Эти древесные культуры с коротким оборотом могут вырасти до 40 футов менее чем за восемь лет, и их можно собирать в течение 10–20 лет перед повторной посадкой.В прохладных, влажных регионах лучшим выбором являются тополь и ива. В более теплых районах лучше всего подходят платан, сладкая камедь и тополь.
Масличные растения: Масло из таких растений, как соя и подсолнух, может использоваться для производства топлива. Однако, как и кукуруза, эти растения требуют более интенсивного ухода, чем другие энергетические культуры.

Защита земли

При продуманной практике и управлении многолетние энергетические культуры могут улучшить качество почвы на землях, которые чрезмерно использовались для выращивания однолетних пропашных культур.Глубокие корни энергетических культур улучшают структуру почвы и увеличивают ее органическое содержание. Поскольку вспашка происходит нечасто, почва мало физически повреждается машинами. По оценкам одного исследования, преобразование кукурузной фермы среднего размера в просо может спасти от эрозии 66 грузовиков почвы каждый год.

Многолетние энергетические культуры нуждаются в значительно меньшем количестве удобрений, пестицидов, гербицидов и фунгицидов, чем однолетние пропашные культуры. Сокращение использования химикатов помогает защитить грунтовые и поверхностные воды от ядов и чрезмерного роста водных растений. Кроме того, глубоко укореняющиеся энергетические культуры могут служить фильтрами для защиты водотоков от химических стоков с других полей и предотвращения отложений, вызванных эрозией.

Наконец, многолетние энергетические культуры могут создавать более разнообразную среду обитания, чем однолетние пропашные культуры, привлекая более широкий спектр видов, таких как птицы, опылители и другие полезные насекомые, и поддерживая более крупные популяции. Кроме того, длительное окно сбора урожая энергетических культур позволяет фермерам избежать сезонов гнездования или размножения.

Преобразование биомассы в энергию

Большая часть биомассы преобразуется в энергию так же, как и всегда, — путем ее сжигания. Тепло может быть использовано непосредственно для отопления зданий, сушки урожая, молочного производства и промышленных процессов. Его также можно использовать для производства пара и выработки электроэнергии. Например, многие электрические генераторы и предприятия сжигают биомассу отдельно или с другими видами топлива на обычных электростанциях.

Биомасса также может быть преобразована в жидкости или газы для производства электроэнергии или топлива для транспорта.Этанол обычно получают путем ферментации и дистилляции в процессе, очень похожем на тот, который используется для производства пива. Соевое и рапсовое масла можно химически преобразовать в жидкое топливо, называемое биодизельным топливом. Эти виды топлива могут использоваться в обычных двигателях с небольшими модификациями, если таковые имеются.

Биомасса может быть преобразована в газ путем нагревания ее под давлением и без доступа кислорода в «газификаторе». Навоз тоже можно преобразовать с помощью варочного котла. Затем газ можно сжигать для производства тепла, пара или электричества.

Другие области применения биогаза все еще находятся в стадии разработки, но имеют большой потенциал. Одной из многообещающих технологий является прямое сжигание в усовершенствованной газовой турбине для запуска генератора и производства электроэнергии. Этот процесс в два раза эффективнее простого сжигания сырой биомассы для производства электроэнергии из пара. Исследователи также разрабатывают небольшие высокоскоростные генераторы для работы на биогазе. Эти «микротурбины» имеют не более трех движущихся частей и вырабатывают всего 30 киловатт, что может привести в действие ферму среднего размера.Несколько компаний также рассматривают возможность преобразования газифицированной биомассы в этанол в качестве более дешевой альтернативы ферментации.

В качестве альтернативы биогаз может быть переработан в водород или метанол, который затем может быть химически преобразован в электричество в высокоэффективном топливном элементе. Топливные элементы могут быть достаточно большими для питания всей фермы или достаточно маленькими для питания автомобиля или трактора.

Инновационный эксперимент в штате Миссури является одним из примеров возможностей. Кукуруза используется для производства этанола, а отходы процесса скармливаются коровам для производства молока.Коровий навоз удобряет кукурузу, а также проходит через варочный котел для производства биогаза. Топливный элемент эффективно преобразует биогаз в электричество для работы. Конечными продуктами являются этанол, электричество и молоко. Все отходы используются в рамках проекта для снижения затрат.

Потенциал

Биомасса в настоящее время обеспечивает около двух процентов электроэнергии страны, один процент топлива, используемого в автомобилях и грузовиках, а также часть тепла и пара, используемых домами и предприятиями.С большим количеством энергетических культур и улучшенной технологией преобразования она может занять гораздо большую долю рынка. Энергетические культуры и пожнивные остатки могут обеспечить 14 процентов потребления электроэнергии в США или 13 процентов национального моторного топлива.

Исследование Национальной лаборатории Ок-Риджа (ORNL) показало, что фермеры могут выращивать 188 миллионов сухих тонн проса на 42 миллионах акров пахотных земель в Соединенных Штатах по цене менее 50 долларов за доставленную сухую тонну (см. карту ниже). Этот уровень производства увеличил бы общее количество U. чистый доход фермы С. почти на 6 миллиардов долларов. ORNL также оценивает, что около 150 миллионов сухих тонн кукурузной соломы и пшеничной соломы ежегодно доступны в Соединенных Штатах по той же цене, что может увеличить доход фермы еще на 2 миллиарда долларов. Это предполагает, что собирается около 40% всех остатков, а остальное остается для поддержания качества почвы.

Предполагается, что производство энергетических культур ограничено областями, где эти культуры можно выращивать без орошения и где было проведено достаточно исследований для получения надежной информации об урожайности и требованиях к управлению.Таким образом, другие районы Соединенных Штатов также могут быть пригодны для выращивания энергетических культур.

Источник: Даниэль Г. Де Ла Торре Угарте, Мари Э. Уолш, Хосейн Шапури и Стивен П. Слински. Экономические последствия производства биоэнергетических культур в сельском хозяйстве США, 1999 г. Онлайн по адресу bioenergy.ornl.gov/papers/wagin/index. html .

энергия биомассы | Национальное географическое общество

Люди использовали энергию биомассы — энергию живых существ — с тех пор, как самые ранние «пещерные люди» впервые развели дрова для приготовления пищи или согревания.

Биомасса является органической, т. е. состоит из материала, полученного из живых организмов, таких как растения и животные. Наиболее распространенными материалами биомассы, используемыми для производства энергии, являются растения, древесина и отходы. Они называются исходным сырьем биомассы. Энергия биомассы также может быть невозобновляемым источником энергии.

Биомасса содержит энергию, впервые полученную от солнца: растения поглощают солнечную энергию посредством фотосинтеза и превращают углекислый газ и воду в питательные вещества (углеводы).

Энергия этих организмов может быть преобразована в полезную энергию прямыми и косвенными средствами.Биомасса может сжигаться для получения тепла (прямое), преобразовываться в электричество (прямое) или перерабатываться в биотопливо (косвенное).

Термическое преобразование

Биомасса может быть сожжена путем термического преобразования и использована для получения энергии. Термическая конверсия включает в себя нагрев сырья биомассы для его сжигания, обезвоживания или стабилизации. Наиболее известным сырьем биомассы для термической конверсии является сырье, такое как твердые бытовые отходы (ТБО) и отходы бумажных или лесопильных заводов.

Различные виды энергии создаются посредством прямого сжигания, совместного сжигания, пиролиза, газификации и анаэробного разложения.

Однако перед сжиганием биомассы ее необходимо высушить. Этот химический процесс называется торрефикацией. Во время торрефикации биомасса нагревается примерно до 200–320 ° по Цельсию (от 390 до 610 ° по Фаренгейту). Биомасса настолько полностью высыхает, что теряет способность впитывать влагу, либо загнивает. Он теряет около 20% своей первоначальной массы, но сохраняет 90% своей энергии.Потерянная энергия и масса могут быть использованы для подпитки процесса торрефикации.

Во время торрефикации биомасса становится сухим почерневшим материалом. Затем его прессуют в брикеты. Брикеты из биомассы очень гидрофобны, то есть отталкивают воду. Это дает возможность хранить их во влажных помещениях. Брикеты имеют высокую плотность энергии и легко воспламеняются при прямом или совместном сжигании.

Прямое и совместное сжигание
Большинство брикетов сжигаются напрямую. Пар, образующийся в процессе сжигания, приводит в действие турбину, которая вращает генератор и вырабатывает электричество.Это электричество может быть использовано для производства или для обогрева зданий.

Биомасса также может сжигаться вместе с ископаемым топливом. Биомасса чаще всего сжигается на угольных электростанциях. Совместное сжигание устраняет необходимость в новых заводах по переработке биомассы. Совместное сжигание также снижает спрос на уголь. Это уменьшает количество углекислого газа и других парниковых газов, выделяемых при сжигании ископаемого топлива.

Пиролиз
Пиролиз — родственный метод нагревания биомассы.Во время пиролиза биомасса нагревается до 200-300°С (390-570°F) без присутствия кислорода. Это предохраняет его от возгорания и вызывает химическое изменение биомассы.

Пиролиз производит темную жидкость, называемую пиролизным маслом, синтетический газ, называемый синтез-газом, и твердый остаток, называемый биоуглем. Все эти компоненты могут быть использованы для получения энергии.

Пиролизное масло, иногда называемое бионефтью или бионефтью, является разновидностью смолы. Его можно сжигать для выработки электроэнергии, а также использовать в качестве компонента других видов топлива и пластмасс.Ученые и инженеры изучают пиролизное масло как возможную альтернативу нефти.

Синтез-газ может быть преобразован в топливо (например, синтетический природный газ). Его также можно преобразовать в метан и использовать вместо природного газа.

Биоуголь — это разновидность древесного угля. Биоуголь — это богатое углеродом твердое вещество, которое особенно полезно в сельском хозяйстве. Биоуголь обогащает почву и предотвращает попадание пестицидов и других питательных веществ в стоки. Biochar также является отличным поглотителем углерода.Поглотители углерода — это резервуары для углеродосодержащих химических веществ, включая парниковые газы.

Газификация
Биомасса также может быть напрямую преобразована в энергию посредством газификации. В процессе газификации исходная биомасса (обычно ТБО) нагревается до температуры более 700°C (1300°F) с контролируемым количеством кислорода. Молекулы разрушаются и производят синтетический газ и шлак.

Синтез-газ представляет собой комбинацию водорода и монооксида углерода. В процессе газификации синтетический газ очищается от серы, твердых частиц, ртути и других загрязняющих веществ.Чистый синтетический газ можно сжигать для получения тепла или электричества или перерабатывать в транспортное биотопливо, химикаты и удобрения.

Шлак представляет собой стекловидную расплавленную жидкость. Его можно использовать для изготовления черепицы, цемента или асфальта.

Промышленные газификационные установки строятся во всем мире. Азия и Австралия строят и эксплуатируют больше всего заводов, хотя в настоящее время в Стоктон-он-Тис, Англия, строится один из крупнейших заводов по газификации в мире.Этот завод в конечном итоге сможет преобразовывать более 350 000 тонн ТБО в энергию, достаточную для питания 50 000 домов.

Анаэробное разложение
Анаэробное разложение – это процесс, при котором микроорганизмы, обычно бактерии, разлагают материал в отсутствие кислорода. Анаэробное разложение является важным процессом на свалках, где биомасса измельчается и сжимается, создавая анаэробную (или бедную кислородом) среду.

В анаэробной среде биомасса разлагается с образованием метана, который является ценным источником энергии.Этот метан может заменить ископаемое топливо.

Помимо полигонов, анаэробное разложение может применяться также на ранчо и животноводческих фермах. Навоз и другие отходы животноводства могут быть переработаны для устойчивого удовлетворения энергетических потребностей фермы.

Биотопливо

Биомасса — единственный возобновляемый источник энергии, который можно преобразовать в жидкое биотопливо, такое как этанол и биодизель. Биотопливо используется для питания транспортных средств и производится путем газификации в таких странах, как Швеция, Австрия и США.

Этанол производится путем ферментации биомассы с высоким содержанием углеводов, такой как сахарный тростник, пшеница или кукуруза. Биодизель производится путем объединения этанола с животным жиром, переработанным кулинарным жиром или растительным маслом.

Биотопливо работает не так эффективно, как бензин. Тем не менее, их можно смешивать с бензином для обеспечения эффективного питания транспортных средств и механизмов и при этом не выделяются выбросы, связанные с ископаемым топливом.

Для производства этанола требуются акры сельскохозяйственных угодий для выращивания биокультур (обычно кукурузы). Около 1515 литров (400 галлонов) этанола производится с акра кукурузы. Но эта площадь затем недоступна для выращивания сельскохозяйственных культур для еды или других целей. Выращивание достаточного количества кукурузы для получения этанола также создает нагрузку на окружающую среду из-за отсутствия разнообразия в посевах и большого использования пестицидов.

Этанол стал популярным заменителем дров в жилых каминах. При горении выделяет тепло в виде пламени, а водяной пар вместо дыма.

Биоуголь

Биоуголь, полученный в процессе пиролиза, ценен в сельском хозяйстве и природопользовании.

При гниении или горении биомассы (естественным путем или в результате деятельности человека) в атмосферу выделяется большое количество метана и двуокиси углерода. Однако, когда биомасса обугливается, она изолирует или сохраняет свой углерод. Когда биоуголь добавляется обратно в почву, он может продолжать поглощать углерод и образовывать большие подземные хранилища секвестрированного углерода — поглотители углерода, — что может привести к отрицательным выбросам углерода и оздоровлению почвы.

Biochar также помогает обогатить почву. Он пористый. При добавлении обратно в почву биоуголь поглощает и удерживает воду и питательные вещества.

Biochar используется в бразильских тропических лесах Амазонки в процессе, называемом «подсечно-угольный». Подсечно-огневое земледелие заменяет подсечно-огневое земледелие, что временно повышает содержание питательных веществ в почве, но приводит к потере 97% содержащегося в ней углерода. При подсечно-огневой обработке обгоревшие растения (биоуголь) возвращаются в почву, и почва сохраняет 50% углерода. Это улучшает почву и приводит к значительно более высокому росту растений.

Черный щелок

При переработке древесины в бумагу образуется высокоэнергетическое токсичное вещество, называемое черным щелоком.До 1930-х годов черный щелок с бумажных фабрик считался отходом и сбрасывался в близлежащие источники воды.

Тем не менее, черный щелок сохраняет более 50% энергии биомассы древесины. С изобретением котла-утилизатора в 1930-х годах черный щелок можно было перерабатывать и использовать для питания мельницы. В США бумажные фабрики используют почти весь свой черный щелок для работы своих фабрик, и в результате лесная промышленность является одной из самых энергоэффективных в стране.

Совсем недавно Швеция провела эксперимент по газификации черного щелока для производства синтез-газа, который затем можно использовать для производства электроэнергии.

Водородные топливные элементы

Биомасса богата водородом, который можно извлекать химическим путем и использовать для выработки электроэнергии и заправки транспортных средств. Стационарные топливные элементы используются для выработки электроэнергии в удаленных местах, таких как космические корабли и дикая природа. Национальный парк Йосемити в американском штате Калифорния, например, использует водородные топливные элементы для обеспечения электричеством и горячей водой своего административного здания.

Водородные топливные элементы могут иметь еще больший потенциал в качестве альтернативного источника энергии для транспортных средств.По оценкам Министерства энергетики США, биомасса может производить 40 миллионов тонн водорода в год. Этого хватит, чтобы заправить 150 миллионов автомобилей.

В настоящее время водородные топливные элементы используются для питания автобусов, вилочных погрузчиков, лодок и подводных лодок, а также проходят испытания на самолетах и других транспортных средствах.

Тем не менее, ведутся споры о том, станет ли эта технология устойчивой или экономически возможной. Энергия, необходимая для выделения, сжатия, упаковки и транспортировки водорода, не оставляет большого количества энергии для практического использования.

Биомасса и окружающая среда

Биомасса является неотъемлемой частью углеродного цикла Земли. Круговорот углерода — это процесс обмена углеродом между всеми слоями Земли: атмосферой, гидросферой, биосферой и литосферой.

Круговорот углерода принимает различные формы. Углерод помогает регулировать количество солнечного света, попадающего в атмосферу Земли. Обмен осуществляется посредством фотосинтеза, разложения, дыхания и деятельности человека. Например, углерод, который поглощается почвой при разложении организма, может быть переработан, поскольку растение выделяет питательные вещества на основе углерода в биосферу посредством фотосинтеза.При правильных условиях разлагающийся организм может превратиться в торф, уголь или нефть, прежде чем он будет извлечен в результате естественной или человеческой деятельности.

Между периодами обмена углерод секвестрируется или накапливается. Углерод в ископаемом топливе был изолирован в течение миллионов лет. Когда ископаемое топливо добывается и сжигается для получения энергии, поглощенный им углерод выбрасывается в атмосферу. Ископаемое топливо не повторно поглощает углерод.

В отличие от ископаемого топлива, биомасса поступает из недавно живых организмов. Углерод в биомассе может продолжать обмениваться в углеродном цикле.

Однако для того, чтобы Земля могла эффективно продолжать процесс углеродного цикла, материалы биомассы, такие как растения и леса, должны устойчиво обрабатываться. Деревьям и растениям, таким как просо просо, требуются десятилетия, чтобы повторно поглотить и улавливать углерод. Выкорчевывание или нарушение почвы может быть чрезвычайно разрушительным для процесса. Постоянное и разнообразное снабжение деревьями, сельскохозяйственными культурами и другими растениями жизненно важно для поддержания здоровой окружающей среды.

Топливо из водорослей

Водоросли — это уникальный организм, обладающий огромным потенциалом в качестве источника энергии из биомассы. Водоросли, наиболее известная форма которых — морские водоросли, производят энергию посредством фотосинтеза гораздо быстрее, чем любое другое сырье для биотоплива — до 30 раз быстрее, чем продовольственные культуры!

Водоросли можно выращивать в океанской воде, поэтому ресурсы пресной воды не истощаются. Он также не требует почвы и, следовательно, не сокращает пахотные земли, на которых потенциально можно выращивать продовольственные культуры.Хотя водоросли выделяют углекислый газ при сжигании, их можно выращивать и восполнять как живой организм. По мере пополнения он выделяет кислород и поглощает загрязняющие вещества и выбросы углерода.

Водоросли занимают гораздо меньше места, чем другие биотопливные культуры. По оценкам Министерства энергетики США, потребуется всего около 38 850 квадратных километров (15 000 квадратных миль, площадь меньше половины площади американского штата Мэн), чтобы вырастить достаточное количество водорослей, чтобы заменить все потребности США в энергии, работающей на нефтяном топливе. .

Водоросли содержат масла, которые можно превратить в биотопливо. Например, в корпорации Aquaflow Bionomic Corporation в Новой Зеландии водоросли обрабатываются с помощью тепла и давления. Это создает «зеленую нефть», которая имеет свойства, аналогичные сырой нефти, и может использоваться в качестве биотоплива.

Рост водорослей, фотосинтез и производство энергии увеличиваются, когда через них пропускают углекислый газ. Водоросли — отличный фильтр, поглощающий выбросы углекислого газа. Шотландская фирма Bioenergy Ventures разработала систему, в которой выбросы углерода от завода по производству виски направляются в бассейн с водорослями.Водоросли процветают с дополнительным углекислым газом. Когда водоросли погибают (примерно через неделю), их собирают, а их липиды (масла) превращают в биотопливо или корм для рыб.

Водоросли обладают огромным потенциалом в качестве альтернативного источника энергии. Однако переработка его в пригодные для использования формы стоит дорого. Хотя, по оценкам, он дает в 10–100 раз больше топлива, чем другие биотопливные культуры, в 2010 году он стоил 5000 долларов за тонну. Стоимость, вероятно, снизится, но в настоящее время она недоступна для большинства развивающихся стран.

Люди и биомасса

Преимущества
Биомасса является чистым возобновляемым источником энергии. Его первоначальная энергия исходит от солнца, и биомасса растений или водорослей может восстановиться за относительно короткий промежуток времени. Деревья, сельскохозяйственные культуры и твердые бытовые отходы постоянно доступны, и с ними можно обращаться устойчивым образом.

Если деревья и сельскохозяйственные культуры выращиваются устойчивым образом, они могут компенсировать выбросы углерода, поглощая углекислый газ через дыхание. В некоторых биоэнергетических процессах количество повторно поглощаемого углерода даже превышает выбросы углерода, которые выделяются при переработке или использовании топлива.

Многие виды биомассы, такие как просо просо, можно собирать на малоплодородных землях или пастбищах, где они не конкурируют с продовольственными культурами.

В отличие от других возобновляемых источников энергии, таких как ветер или солнечная энергия, энергия биомассы хранится внутри организма и может быть собрана, когда это необходимо.

Недостатки
Если запасы биомассы не пополняются так же быстро, как они используются, они могут стать невозобновляемыми. Лесу, например, могут потребоваться сотни лет, чтобы восстановиться.Это все еще намного, намного более короткий период времени, чем ископаемое топливо, такое как торф. Всего метр (3 фута) торфа может занять 900 лет, чтобы восполниться.

Для производства большей части биомассы требуются пахотные земли. Это означает, что земли, используемые для выращивания биотоплива, таких как кукуруза и соевые бобы, недоступны для выращивания продуктов питания или обеспечения естественной среды обитания.

Лесные массивы, которые созревали в течение десятилетий (так называемые «старовозрастные леса»), способны поглощать больше углерода, чем недавно засаженные участки. Следовательно, если лесные массивы не вырубаются, не пересаживаются и не дают времени для роста и связывания углерода, преимущества использования древесины в качестве топлива не компенсируются отрастанием деревьев.

Большинству заводов по производству биомассы для экономической эффективности требуется ископаемое топливо. Например, огромный завод, строящийся недалеко от Порт-Талбота в Уэльсе, потребует импорта ископаемого топлива из Северной Америки, что частично компенсирует устойчивость предприятия.

Биомасса имеет более низкую «плотность энергии», чем ископаемое топливо. До 50% биомассы составляет вода, которая теряется в процессе преобразования энергии. По оценкам ученых и инженеров, экономически неэффективно транспортировать биомассу на расстояние более 160 километров (100 миль) от места ее переработки.Однако преобразование биомассы в пеллеты (в отличие от древесной щепы или более крупных брикетов) может увеличить плотность энергии топлива и сделать его более выгодным для транспортировки.

При сжигании биомассы выделяются монооксид углерода, диоксид углерода, оксиды азота и другие загрязняющие вещества и твердые частицы. Если эти загрязняющие вещества не улавливаются и не перерабатываются, сжигание биомассы может привести к образованию смога и даже превысить количество загрязняющих веществ, выделяемых при сжигании ископаемого топлива.

Отходы сельского хозяйства в объем рынка энергии, доля, отраслевой прогноз на 2029 год

Сельскохозяйственные отходы в настоящее время широко используются для производства биогаза или биотоплива, которые получают из биомассы или сельскохозяйственных отходов, таких как патока, багасса, навозная жижа, навоз и т. д.Для получения биогаза из сельскохозяйственных отходов необходимы методы предварительной обработки, такие как измельчение, облучение электронами, термообработка, ферментативное воздействие и т. д., или рекомендуется птичья подстилка. Возобновляемая энергия вырабатывается из навозной жижи, багассы и других сельскохозяйственных отходов, которые затем используются для выработки тепловой и электрической энергии. Затем биогаз и биотопливо используются в различных отраслях промышленности для производства энергии, такой как электричество и тепло, и снижения зависимости от нефти, нефти и природного газа.Биогаз и биотопливо являются источниками возобновляемой энергии, которые затем используются для уменьшения загрязнения.

В зависимости от типа сельскохозяйственные отходы на рынке энергии делятся на твердые, полутвердые и жидкие. Твердые сельскохозяйственные отходы, вероятно, будут преобладать в отрасли, поскольку они используются в качестве навоза, удобрений, пестицидов и гербицидов на фермах, в птичниках и на скотобойнях. Наряду с этим, он прост в использовании и доступен по сравнению с другими доступными альтернативами.

В зависимости от конечного продукта рынок может быть в основном разделен на биогаз, биотопливо и другие виды топлива.Биогаз будет занимать значительную долю в течение прогнозируемого периода времени благодаря его экологически чистым операциям, а также различным применениям в приготовлении пищи, охлаждении и обогреве. Он также используется для производства электроэнергии и пара во многих отраслях промышленности.

Ключевой движущей силой этого рынка является быстро растущий спрос на возобновляемые источники энергии в сочетании с растущими мерами по сдерживанию выбросов углерода. Другими факторами, определяющими размер отрасли, являются энергоснабжение сельских населенных пунктов и сельскохозяйственных предприятий, использование возобновляемых источников энергии из биомассы для производства электроэнергии и снижение загрязнения окружающей среды.

Основным сдерживающим фактором рынка являются сельскохозяйственные отходы; при ненадлежащем использовании он может вызвать существенную деградацию почвы, а также загрязнение воды и качества воздуха. Кроме того, несоответствующие или недостаточные знания об использовании сельскохозяйственных отходов в производстве энергии, что приводит к загрязнению окружающей среды, могут препятствовать развитию отрасли.

Ключевой драйвер рынка —

Сдвиг парадигмы в сторону устойчивой энергетики наряду с благоприятными целями для поддержки перехода

Ограничение ключевого рынка —

Риски деградации почвы при неправильном обращении

Ключевые игроки:

Некоторые крупные компании, работающие с сельскохозяйственными отходами на рынке энергии, включают Ameresco, American Renewables, LLC, BioCatalytics, Fulcrum BioEnergy, Inc. , Claren Power, Clenergen Corporation, Elemental Energy, SINOPEC, Wilmar International, BioCaldo, Bioenergy Technology Inc., Evo Energy и Enel Green Power.

Региональный анализ:

Мировой рынок сельскохозяйственных отходов в энергию охватывает различные регионы, такие как Северная Америка, Европа, Азиатско-Тихоокеанский регион, Латинская Америка, Ближний Восток и Африка. Прогнозируется, что Европа станет преобладающим регионом в течение прогнозируемого периода из-за растущего акцента на возобновляемые источники энергии.Кроме того, устойчивые правовые структуры для устойчивого развития энергетики в разных странах, включая Великобританию, Россию, Германию и Францию, еще больше дополнят региональную перспективу. Ожидается, что Азиатско-Тихоокеанский регион станет свидетелем значительного роста благодаря высокому уровню сельскохозяйственного производства в таких странах, как Индия и Китай. Кроме того, в других странах региона сельскохозяйственные отходы широко используются в промышленном и коммерческом секторах. Предполагается, что Северная Америка будет расти значительными темпами в течение расчетного периода из-за все более широкого внедрения альтернативных и возобновляемых источников энергии.Ожидается, что в регионах Латинской Америки и Ближнего Востока Африки будет наблюдаться положительный рост из-за быстро растущего спроса на энергию, а также постоянной склонности к различным методам удовлетворения спроса.

Чтобы получить обширные идеи на рынке, запрос для настройки

Сегментация

ATTRIBUTE

ДЕТАЛИ

По Тип

К концу продукта

По географическому признаку

Северная Америка (Ю. Южная Америка и Канада)

Европа (Великобритания, Германия, Франция, Италия, Испания, Россия и остальные страны Европы)

Азиатско-Тихоокеанский регион (Китай, Индия, Япония, Австралия, Юго-Восточная Азия и остальные страны Азиатско-Тихоокеанского региона)

Латинская Америка (Бразилия, Мексика и отдых Латинской Америки)

Ближний Восток и Африка (Южная Африка, GCC и отдых на Ближнем Востоке и Африка)

Отраслевые разработки:

В мае 2020 года U.S. Gain подписала соглашение с DTE Biomass Energy о поставках возобновляемого природного газа (RNG), произведенного на ферме в Висконсине. RNG в качестве альтернативного топлива для транспортных средств в последние несколько лет находится на подъеме, предоставляя фермерам возможность продолжать прибыльное использование метантенков.

В ноябре 2019 года правительство Индии объявило о преобразовании более 56 МВт отходов в энергетические мощности за последние 3 года. В стране успешно внедрено около 199 проектов по выработке биогаза/биоКПГ/электроэнергии на основе городских, промышленных, сельскохозяйственных отходов и твердых бытовых отходов.

Значение сельскохозяйственных отходов в устойчивом развитии производства биотоплива

1. Введение

По состоянию на 2012 год мировое базовое энергоснабжение достигло 560 ЭДж, что соответствует примерно 19 000 Мт у.т. [1]. Из этого энергоснабжения более двух третей приходится на ископаемое топливо, 5% приходится на ядерную энергию, а 3% приходится на возобновляемые источники энергии, включая гидроэнергию, геотермальную энергию, солнечную энергию, энергию ветра и приливов. Остаток почти полностью составляют биомасса и отходы, которые составляют 10% мирового рынка.Эта часть энергии в значительной степени обеспечивала энергоснабжение около 56 ЭДж/год; количество, равное трехкратному количеству энергии, вносимой всеми другими возобновляемыми источниками энергии в совокупности. Однако, учитывая отчет о ресурсах и запасах, биомасса не вызвала желаемого интереса, и данные не так широко доступны, как данные по нефти, газу и углю, хотя имеются достаточно хорошие данные о спросе и предложении биомассы [2, 3]. .

Ресурсы возобновляемой энергии, предназначенные для передвижения и выработки электроэнергии, имеют важное значение для сдерживания климатических, экономических, экологических и политических проблем, связанных со сжиганием ископаемого топлива.Биоэнергетика, которая представляет собой использование материалов на биологической основе, включая растительные материалы и навоз, для производства возобновляемого топлива для транспорта и устойчивого производства электроэнергии. Это топливо характеризуется низким уровнем выбросов углерода по сравнению с ископаемым топливом, в то время как сообщества также получают огромную выгоду от продажи этого местного ресурса [4]. Биоэнергетика входит в число различных политик, направленных на снижение зависимости от использования ископаемого топлива, и было предложено сократить США. использование нефти вдвое к 2030 году, и, следовательно, эта практика обеспечит склонность к постепенному отказу от угля в качестве сырья для производства электроэнергии.Важным ключом к устойчивому изучению ресурсов биомассы является сосредоточение внимания на правильных ресурсах и их комплексное развитие с применением соответствующих мер [5].

Целлюлозная биомасса может быть получена из сельскохозяйственных источников, таких как растительные остатки и многолетние энергетические травы, а также из лесных источников, таких как лесные отходы и древесная биомасса. Пожнивные остатки в основном включают кукурузную солому, пшеничную солому и рисовую солому. Поскольку эти ресурсы являются побочными продуктами растениеводства, их сбор и использование обеспечивают устойчивую практику и не приводят к вражде за пищевую энергию и конкуренции за землю.Таким образом, можно ожидать, что негативное влияние производства целлюлозной биомассы из растительных остатков на цены на продовольствие будет незначительным. Хотя целлюлозное сырье значительно различается по своим экологическим характеристикам [5], оно может обеспечить соизмеримые преимущества и перспективы различных экологических преимуществ по сравнению с углем, которое они заменят [6]. Китай является крупным производителем кукурузы, пшеницы и риса. В 2010 г. на его долю приходилось около 20 % мирового производства кукурузы и пшеницы и 26 % мирового риса [7].Таким образом, Китай входит в число стран, которые могут обеспечить повсеместную практику потенциального производства большого количества растительных остатков, что может снизить зависимость страны от угля как основного источника энергии.

Союз заинтересованных ученых оценил объем ресурсов биомассы, потенциально доступных из производственных мощностей Соединенных Штатов, в попытке понять основное сырье биомассы, а также операционные масштабы, чтобы синтезированное биотопливо тщательно уравновешивало энергию и окружающую среду. -офф.Было обнаружено, что до 2030 года страна может ежегодно использовать около 680 миллионов тонн ресурсов биомассы [8]. Было обнаружено, что этот ресурс подходит для производства более 10 миллиардов галлонов этанола или 166 миллиардов киловатт-часов электроэнергии, что эквивалентно примерно 4% от общего объема США. энергопотребление в 2010 г. Сельскохозяйственная биомасса считается важным энергетическим ресурсом в этом отношении [9]. Среди сырья, доступного в изобилии в США, есть растительные остатки, и выбор подходящей сельскохозяйственной биомассы и навоза для производства биоэнергии является мерой некоторых факторов, которые могут включать тип и масштаб ресурсов в каждом месте.Использование сельскохозяйственных отходов и навоза для производства биоэнергии дает значительные преимущества для местной и региональной экономики.

В настоящее время без электричества остается 17% населения земного шара, что оценивается примерно в 1,2 млрд человек [10]. Климатические и географические препятствия препятствуют легкому доступу к сельским или отдаленным районам, где проживает основная часть этих оценок; это ограничение препятствует продвижению электрических сетей в эти места. Альтернативой этой проблеме является освоение возобновляемых источников энергии, которые все чаще становятся источником электроэнергии для изолированных систем в сельской местности [10].Физико-химические характеристики биомассы делают ее привлекательным источником для производства энергии [11].

Реклама

2. Сельскохозяйственные отходы

Сельскохозяйственные отходы представляют собой материалы на основе углерода, образующиеся в качестве побочного продукта при сборе и переработке сельскохозяйственных культур. Сельскохозяйственные отходы, образующиеся во время сбора урожая, являются первичными или полевыми остатками, тогда как те, которые образуются вместе с продуктом во время переработки, являются вторичными или переработанными остатками.Сельскохозяйственные отходы неоднородны, различаются по объемной плотности, содержанию влаги, размеру частиц и распределению в зависимости от условий эксплуатации. Они обычно волокнистые, с низким содержанием азота и различаются в зависимости от географического положения [12]. Эти полевые остатки иногда используются в качестве удобрения, для борьбы с эрозией и в качестве корма для скота. Почти половина этих ресурсов сжигается на ферме перед началом очередного сельскохозяйственного сезона.

Технологические отходы имеют большие перспективы в качестве источника энергии.Химический состав любых растительных остатков варьируется в зависимости от нескольких факторов, среди которых могут быть виды, возраст остатков или период сбора урожая, физический состав, включая продолжительность хранения и методы уборки [13, 14]. Сельскохозяйственные отходы производятся как отходы производства пищевых культур, таких как кукуруза, пшеница, подсолнечник и т. д. В настоящее время лишь небольшая часть этих остатков используется фермерами в качестве корма для скота, а остальные заделываются обратно в почву или сжигаются, чтобы избавиться от огромных объемов биомассы перед посевом следующего урожая.Самым большим преимуществом использования сельскохозяйственных отходов является то, что они не конкурируют с производством продуктов питания, и если они могут стать побочным продуктом, который можно экономично использовать для производства энергии, это приведет к снижению цен на продукты питания. Подсчитано, что на каждую тонну собранного зерна приходится примерно одна тонна растительных остатков [15].

2.1. Пожнивные остатки

Помимо зерен таких культур, как кукуруза, пшеница и рис, которые поступают в пищу, остатки или остаточные продукты переработки этих зерен также служат важным ресурсом.Эти остатки обычно составляют не менее 50% по массе биомассы культур, выращенных в США. Со временем эти ресурсы использовались для подстилки для животных, сжигались или разлагались на сельскохозяйственных угодьях. Недавние разработки по использованию остатков биомассы для производства этанола или производства электроэнергии в результате научных открытий вселили надежду на то, что этот ресурс принесет как экономические, так и экологические выгоды. Примечательно, что сельское хозяйство США, вероятно, сможет поддерживать до 155 миллионов тонн отходов для производства биоэнергии в 2030 году [8].Без необходимости дополнительных требований к земле, поскольку эти остатки являются побочным продуктом основных сельскохозяйственных культур [16].

Остатки, как известно, предлагают множество преимуществ, начиная от предотвращения эрозии и смягчения последствий истощения почвенного углерода, их использование для производства биоэнергии почвы может отрицательно сказаться на этих преимуществах, поэтому их использование должно зависеть от определенных обстоятельств, и даже в этом случае, только с заданной величиной. Количество остатков, которые можно собрать, является субъективным и зависит от нескольких условий, связанных с сельскохозяйственными угодьями, это следует рассматривать как устойчивое, поскольку удаление слишком большого количества остатков может вызвать чрезмерную эрозию земли, в то время как удаление слишком малого количества остатков или их отсутствие может привести к непреднамеренно предотвращают высыхание почвы весной, тем самым влияя на посевной сезон.

Удаление остатков для биоэнергетического потенциала и применения может негативно сказаться на других методах ведения сельского хозяйства. Окружающая среда может ухудшиться в результате чрезмерного воздействия на сельскохозяйственные угодья. Чтобы свести к минимуму последствия этого, фермеры могут использовать различные стратегии для сдерживания этого эффекта. Например, они могут использовать беспахотное земледелие и выращивать покровные культуры, чтобы уменьшить эрозию почвы и загрязнение воды. Это повысит достаточность сельскохозяйственного производства, а также обеспечит обильное количество отходов для производства биоэнергетического биотоплива [17].

В регионах, где выращивают кукурузу, большое количество кукурузной соломы — листьев и стеблей, оставшихся после уборки кукурузы, — используются для производства этанола. Остатки кукурузы в изобилии находятся рядом с существующими предприятиями, приспособленными для производства и распределения этанола из кукурузного зерна. Действительно, компании строят первые три промышленных предприятия по производству этанола из сельскохозяйственных отходов рядом с такими существующими предприятиями в Айове и Канзасе. Производство этанола из кукурузного зерна и кукурузной соломы в одном и том же месте может сократить использование природного газа и электроэнергии комбинированным предприятием, уменьшая воздействие топлива на окружающую среду [18].

2.2. Отходы животноводства

Домашний скот, выращиваемый в очень крупных закрытых помещениях для откорма животных, производит огромное количество навоза, который можно использовать для получения биоэнергии, но он также часто загрязняет водоснабжение во многих местах. К счастью, в меньшем масштабе животноводства фермеры перерабатывают навоз в биогаз с помощью анаэробных ферментаторов, что дает как экономическую, так и экологическую отдачу. Биогаз можно использовать для производства тепла и электроэнергии на ферме или же его можно дополнительно очищать и продавать как возобновляемый природный газ для использования в других местах.Перспектива анаэробных варочных котлов для производства биогаза из навоза может улучшить качество воды, уменьшить выброс вредных парниковых газов из навоза и помочь фермерам зафиксировать питательные вещества в почве. В Соединенных Штатах отчеты показывают, что почти 60 миллионов тонн навоза могут быть использованы для производства биоэнергии в 2030 году [8].

Этот ресурс лучше всего использовать рядом с местом, где его производит домашний скот, и в идеале он должен быть интегрирован с растениеводством. Пожнивные остатки обычно не отражаются в официальной статистике, поэтому оценка количества образующихся растительных остатков обычно производится на основе производственных данных [19, 20].Имеющиеся данные по обработке остатков, как правило, скудны из-за большого разнообразия методов обработки, дающих множество различных запасов отходов [21, 22]. Соотношение между основным продуктом и остатками варьируется в зависимости от ряда факторов, включая, среди прочего, разнообразие, влажность, снабжение питательными веществами и использование химических регуляторов роста. В действительности существуют факторы, которые ограничивают использование определенных остатков для производства биоэнергии, такие как рассеянное изобилие, технические ограничения, функции экосистемы и другие потребности, такие как корма для животных, удобрения, домашнее отопление и приготовление пищи, для которых применение ресурса ограничено. исследуется для.

Бентсен и др. представили отчет, касающийся данных о производстве некоторых культур, которые были объединены с отношением остатков к продукту (RPR) различных культур, чтобы получить количество остатков для каждой однолетней культуры и для многолетних насаждений. урожай. Анализ показал, что расчетное общее количество растительных остатков, потенциально доступных для производства энергии, составляет 150 миллионов тонн. Используя 30% преобразование, которое обычно достигается при преобразовании биомассы в эффективность систем преобразования энергии и данные о теплотворной способности, эти остатки могут генерировать около 0.60 ЭДж, что эквивалентно 34% текущей энергии, потребляемой в Нигерии.

Реклама

3. Биоэнергетические потенциалы

Согласно докладу Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), Программы развития Организации Объединенных Наций (ПРООН), 1,5 миллиарда человек, что составляет примерно четверть населения мира, не имеют доступа к электричество [23]. Для достижения целей развития тысячелетия, поставленных ПРООН, современные энергетические услуги должны быть обеспечены примерно двум миллиардам человек. Отсутствие доступного и бесперебойного электроснабжения и жидкого топлива для транспорта пагубно подрывает неразвитые и развивающиеся страны, где плотность населения высока, а доступ к ресурсам ограничен.Около 2 миллиардов человек нуждаются в твердом топливе (Рисунок 1), которое используется в основном для приготовления пищи и отопления. Это развитие сжигания биомассы загрязнения окружающей среды и здоровья. В долгосрочной перспективе эффект несет затраты здоровья, где основными жертвами являются женщины и дети, из-за сжигания твердого топлива в плохо проветриваемом помещении [23, 24, 25].

Рисунок 1.

Предоставление первичной энергии ресурсов биомассы в мире в 2013 г. (WBA Global Bioenergy Statistics 2016). Источник: на основе данных Всемирной биоэнергетической ассоциации (2016 г.).

Напротив, развитые страны используют биоэнергию для борьбы с угрозой загрязнения окружающей среды из-за выбросов CO ₂ и, возможно, уменьшают его и обеспечивают бытовую энергию [26]. Энергетические культуры, способные генерировать высокоурожайную лигноцеллюлозную биомассу, были изучены [27]. Изучение специальных энергетических культур в развивающихся странах может, возможно, вытеснить продовольственные культуры, что приведет к использованию пищевой энергии [28, 29, 30].Продовольственная безопасность, а также обеспечение энергией от этих культур могут быть обеспечены при использовании деградированных сельскохозяйственных угодий для выращивания сельскохозяйственных культур после вырубки лесов, что может привести к выбросам CO ₂ в результате чрезмерного землепользования [31]. Таким образом, процесс двойного выращивания культур открывает множество возможностей, которые могут повысить продуктивность сельского хозяйства за счет выработки биоэнергии из сельскохозяйственных отходов при одновременном обеспечении производства продуктов питания.

Несмотря на огромные преимущества использования сельскохозяйственных отходов в качестве потока отходов [32], Ким и Дейл высказали мнение, что очистка фермы от некоторых видов сельскохозяйственных отходов может привести к серьезным экологическим проблемам [26].Например, повторяющийся непрерывный сбор всей надземной биомассы однолетних зерновых культур может в конечном итоге уменьшить органическое вещество почвы, вызывая долгосрочную деградацию плодородия почвы и быстро увеличивая выбросы CO ₂ [33]. Однако пример частичного удаления остатков был продемонстрирован для шелухи риса ( Oryza sativa ) в Индии, которая газифицируется в небольших экологически чистых установках для производства электроэнергии для пользователей, тратящих примерно 2 доллара в месяц на энергию [34].Такая модель возобновляемой энергии могла бы служить во всем мире в качестве недорогого децентрализованного энергетического механизма.

При изучении параллельных обстоятельств факторы окружающей среды, такие как температура, количество осадков и высота над уровнем моря, влияют на производство урожая в разных местах. Таким образом, крайне важно определить исходное сырье, подходящее для выращивания культур двойного назначения и доступное в регионах с дефицитом энергии. В связи с этим недоиспользуемым существующим сырьем двойного назначения являются эндокарповые ткани плодовых культур.Например, эндокарпий плода костянки представляет собой несъедобный стержень плода, который заключает в себе семя и который в основном выбрасывается после обработки. Затвердевший эндокарпий костянки состоит преимущественно из лигнина любого древесного сырья, содержание которого может достигать 50% по весу [35, 36].

При синтезе биотоплива лигнин обеспечивает гораздо более высокое содержание энергии по сравнению с целлюлозной биомассой [37, 38]. На практике эти культуры в основном являются садовыми культурами. Географическое распространение выбранных культур и их индивидуальный потенциал для синтеза биоэнергии изучали Mendua et al.[35] Рассматриваемые культуры включают кокос ( Cocos nucifera ), манго ( Mangifera indica ), оливки ( Olea europaea ), грецкий орех ( Juglans spp. ), фисташки ( Pistacia vera), вишню ( Prunus cerasus , P. avium ), персик ( P. persica ), слива ( P. domestica , P. salicina ), абрикос ( P. armeniaca () и 0 миндаль .дульцис ). В центре внимания исследования было определение взаимосвязи между разнообразием эндокарпа и распространением недостаточности энергии путем изучения потенциала биомассы эндокарпа для получения энергии [39].

Перспективы сырья биомассы для синтеза биотоплива и в качестве исходных материалов для промышленных процессов не могут быть переоценены после этого развития; эксперты прогнозируют потенциал сельскохозяйственных отходов для увеличения потребности в энергии во всем мире в ближайшем будущем, что будет составлять значительную часть международных сельскохозяйственных операций в ближайшие несколько десятилетий. Тем не менее, стоимость нефтепродуктов обычно является критерием для оценки экономической жизнеспособности биоэнергетики, хотя социальные и экологические проблемы являются возможными факторами, которые могут ускорить график [39].

3.1. Процессы конверсии биомассы

3.1.1. Процесс биохимической конверсии

Как правило, состав биомассы обычно рассматривается из трех основных компонентов, а именно целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина (таблица 1). Процесс биохимической трансформации биомассы направлен на разрушение гемицеллюлозной части, чтобы обеспечить легкий доступ к целлюлозе, однако лигниновый компонент не изменяется [21]. Тем не менее, фракция лигнина может быть превращена в важное топливо с использованием средства термохимической конверсии.Анаэробное сбраживание и ферментация — это два биохимических метода, при которых биомасса превращается в ценное вещество (таблица 2).

Crop	Остаточные	Остаточные	Состав	(по сухому веществу)
		Целлюлоза	Гемицеллюлоза	Лигнин
Райс	Солома , шелуха, стебель	0,36	0. 24	0,16
Кукурузный	початка, шелуха, стебель, Стовер	0,35	0,23	0,19
Соевое	лузги, стебель	0,40	0,16	0,16
Handnut		0.30	0.30	0.30	0.30	0.30	0.40
Озелнут	Шелуха	60481	0.30	0.30 0.26	0,16 0.30	0.53 0,43
Табак	Стебель, лист	0,36	0,34	0,12
Подсолнечное	Стебель, головка	0,48	0,35	0,17
миндальное	раковины	0.51	0.29	0.20481	0.20481
пшеницы	PODS, стебель	0,27	0,27	0,27	0,27
Сахарный тростник	Baggasse, Top и листья	0. 44	0,32	0,24
Хлопок ворс и хлопковые	Болл, оболочки, шелуха, стебли	0,80	0,20	—
трав	Стро	0,40	0,50	0.10
Barley	солома	0.46	0.23	0.23	0,23	0,23	0,16

Таблица 1.

Некоторые урожая и их лигноцеллюлозное состав [71, 72].

Преобразование процессов		Биомасса	Компоненты
	жира и масла	Белок	Сахар и крахмал	Лигноцеллюлозная
Прямая сгорания	✓			✓
Анаэробное сбраживание	✓	✓	✓	Целлюлоза только
Брожение		✓	✓	Целлюлоза только
Трансэтерификация	✓

	✓	✓	✓	✓	✓	✓
Газификация	✓	✓	✓	✓

Таблица 2.

Процесс первичной конверсии биомассы и обработанные биомолекулы [21].

Анаэробное сбраживание является важным методом преобразования, подходящим для синтеза биоэнергии из сельскохозяйственных отходов и некоторых других органических продуктов [40]. Он широко исследовался в производстве биоэнергии как для бытового, так и для промышленного применения [41]. Процесс включает использование микроорганизмов для преобразования влажного органического вещества в анаэробной среде с образованием CO ₂ , биогаза и некоторых других примесей, таких как сероводород [21].Наряду с продуктом образуется дигестат потока отходов, который обычно используется в качестве навоза на сельскохозяйственных угодьях. Генерируемый биогаз характеризуется высокой энергоемкостью, составляющей одну треть нижней теплоты сгорания исходного сырья, из которого он производится [42]. В поисках производства возобновляемой энергии в виде биогаза этот метод был кратко изучен. Кроме того, существует неотъемлемое преимущество улавливания углерода для смягчения последствий CO ₂ [39, 41]. Среди различных исследованных ресурсов биомассы водоросли занимают видное место как сельскохозяйственные отходы, производящие значительное количество биогаза во многих местах мира [39].

Кроме того, еще одним жизненно важным подходом к конверсии биомассы является ферментативный контролируемый анаэробный процесс [43], который используется при синтезе биоэтанола из лигноцеллюлозной биомассы. В этом процессе первым действием является предварительная обработка сырой биомассы и последующий гидролиз перед процессом ферментации. Целлюлозный компонент биомассы превращается в глюкозу посредством ферментативного гидролиза, при котором целлюлозный компонент биомассы превращается в глюкозу, а гемицеллюлозная часть дает пентозу и гексозы.Затем микроорганизмы превращают глюкозу в этанол. На это влияет действие биологических катализаторов, превращающих сбраживаемые сахара в важные химические вещества (обычно спирты или органические кислоты). Наиболее важным продуктом брожения был этанол; однако образуются некоторые другие полезные вещества, такие как водород, метанол и янтарная кислота. Основными субстратами ферментации являются гексозы, которые в основном представляют собой глюкозу, в то время как модифицированные организмы ферментации используются для превращения пентозы, глицерина и других углеводородов в этанол [44].

Кроме того, процесс ферментации является традиционным и широко рассматриваемым методом обработки потоков отходов, а также синтеза этанола из сельскохозяйственных отходов, таких как кукурузные початки и сахарная свекла [43]. Используя сахар брожения в сахарном тростнике в качестве сырья, Бразилия построила успешный завод по производству биоэтанола. В 2011 году около 5,57 млрд галлонов этанола было произведено в качестве топлива в рамках этой программы, что эквивалентно примерно 24,9% от общего объема использования этанола в мире в виде топлива [21].

Реакция переэтерификации используется для синтеза биодизеля путем использования этанола вместе с большими разветвленными триглицеридами в более мелкие молекулы с прямой цепью, обычно в присутствии катализатора [40]. Произведенное биодизельное топливо используется в дизельных двигателях либо в чистом виде, либо в смеси с ископаемым дизельным топливом. Несмотря на успех, зарегистрированный в различных частях мира, производство биодизеля в коммерческих масштабах в Африке все еще находится на стадии развития [40, 45], несмотря на огромное количество доступного сырья и потенциал этого важного биотоплива.

3.1.2. Процессы термохимической конверсии

Существует множество других методов термохимической конверсии для конверсии биомассы, которые осуществляются при сверхкритических температуре и давлении и, как правило, при более высоких условиях реакции по сравнению с биохимическими процессами [46]. Этот процесс использовался для производства ряда важных продуктов на биологической основе. Эти методы включают прямое сжигание, пиролиз, газификацию и гидротермальное сжижение (таблица 2).

Важным методом преобразования биомассы термохимическим путем являются методы прямого сжигания, используемые для производства основного биоэнергетического ресурса в мире, на долю которого приходится значительно более 97% мирового биоэнергетического индекса [43]. Это наиболее распространенный способ извлечения энергии из биомассы. Методы прямого сжигания производят энергию только в виде тепла и электроэнергии, поэтому они не используются для производства биотоплива [47] и учитывают несколько видов сырья, таких как энергетические культуры, сельскохозяйственные отходы, лесные отходы, промышленные и другие отходы [48].

Другим производственным процессом является пиролиз, важный метод преобразования биомассы, предваряющий сжигание или газификацию твердого топлива. Он заключается в термическом разложении исходного сырья биомассы при температурах около 350–550°С, под давлением, в герметичной камере [21]. Этот подход дает три фракции: жидкая фракция (бионефть), твердая (в основном зола) и газообразная фракции. Пиролиз со временем был полезен при производстве древесного угля, однако он стал рассматриваться только недавно из-за мягкой температуры и короткого времени пребывания [49].Известно, что продукт, полученный с помощью технологии быстрого пиролиза, состоит из более чем двух третей исходного сырья в жидком содержании и подходит для использования в двигателях, машинах и множестве других применений [49]. Комплексный подход, при котором быстрый пиролиз может быть переработан совместно с ископаемым топливом на обычном нефтеперерабатывающем заводе, является текущими тенденциями в исследованиях, в которых очищенный водород может быть использован для смешивания для повышения качества масла в топливо для локомотивов, и, в свою очередь, некоторые газы пиролиза перерабатываются. занятых на НПЗ [42, 50].Осуществимость этого подхода является мерой сопоставимой стоимости природного газа, сырья для биомассы и дополнительных капитальных затрат. Совместная переработка нефти с возобновляемыми сельскохозяйственными отходами дает преимущества как с технологической, так и с экономической точек зрения.

При соблюдении устойчивых практик и пропаганде, а также при наличии сырья использование биомассы в производстве биотоплива и биоэнергии обещает стать выдающимся подходом, а полученные продукты биотоплива, как известно, по характерным признакам сопоставимы с нефтепродуктами.Первым крупномасштабным заводом, использующим метод быстрого пиролиза и биоочистки сырой нефти в Соединенных Штатах на сумму около 215 миллионов долларов, является завод KiOR Inc., расположенный в Колумбусе, штат Миссисипи [50].

Пиролиз биомассы и метод ее прямого сжижения водой часто ошибочно принимают за одно и то же; однако между этими двумя процессами существует поразительная разница. Хотя оба они являются методами термохимической конверсии, предполагающими превращение различных компонентов биомассы в жидкие продукты.Таким образом, сжижение включает разложение макромолекулярного сырья на более мелкие фрагменты легких молекул, где в конверсии используется соответствующий катализатор. Впоследствии нестабильные более мелкие фрагменты реполимеризуются в маслянистую составляющую с сравнимой молекулярной массой с ископаемым эквивалентом. В то время как при пиролизе образовавшиеся фрагменты мгновенно сливаются в маслянистое соединение и использование катализатора преимущественно может быть обусловлено необходимостью [43].

Реклама

4.Глобальные сценарии использования биотоплива и биоэнергии

Интенсивно изучается потенциал производства биоэнергии из сельскохозяйственных отходов, и было проведено множество исследований как в региональном, так и в глобальном масштабе. В большинстве случаев результаты этих исследований значительно различаются из-за таких факторов, как соотношение остатка к продукту и устойчивое удаляемое количество остатков, используемых для расчета потенциала.

К настоящему времени в разных странах было проведено множество исследований по оценке наличия остаточной биомассы.Скарлат и соавт. [51] оценили наличие остаточной биомассы сельскохозяйственных и лесных культур, пригодной для синтеза биоэнергии в Румынии. Урожайность, многолетняя изменчивость урожайности, экологические и экономические ограничения и конкурентное использование — вот различные меры, используемые для оценки сельскохозяйственных остатков. Аналогичная работа была проведена Шонхива [52], который исследовал количество биомассы, доступной для производства энергии с использованием технологий термохимического преобразования в Зимбабве. Кроме того, Айе и Билсборроу [53] оценили пригодность сельскохозяйственных отходов в Нигерии в шести областях; три ситуации были рассмотрены в зависимости от сбора и наличия пропорции биомассы.

Кроме того, в Аргентине Roberts et al. изучил энергетический потенциал остаточной биомассы, полученной из травянистых и садовых культур. [54]. В Колумбии было проведено несколько исследований по определению особенностей отходов сельского хозяйства, животноводства, лесного хозяйства и твердых бытовых отходов с целью оценки их энергетического потенциала [11, 55]. Учитывая географическое положение тропиков Колумбии, Колумбия имеет сравнительные преимущества в производстве сельскохозяйственной и лесной биомассы, и ее потенциал достаточен для удовлетворения потребностей в энергии [56].

Например, Hiloidhari предполагает, что RPR равен 2 для кукурузы [57], тогда как IEA считает, что RPR равен 1,5 [58], а Kim et al. принято соотношение 1 [59]. Точно так же доля произведенных остатков, которые могут быть отделены устойчивым образом, находится в диапазоне от 20 [60] до 50% [61], хотя в некоторых исследованиях зафиксировано 70% [62]. По-видимому, это оказывает огромное влияние на результирующую склонность к производству биоэнергии.

Кроме того, во многих работах оценивалась техническая возможность производства растительных остатков в Китае.Цзян и соавт. [63] использовали подход на основе ГИС для изучения наличия растительных остатков в Китае. Был рассмотрен ряд зерновых культур, и результаты продемонстрировали потенциал Китая по производству около 506 миллионов метрических тонн сухой биомассы отходов ежегодно. В другом исследовании Qiu et al. [64] приняли данные дистанционного зондирования и сообщили о 729 млн т растительных остатков в 2010 г., из которых около 20–45% этого количества могут заменить уголь в зависимости от регионального использования и обычных потребностей в растительных остатках.Лю и соавт. [65] обнаружили, что около 630 миллионов тонн пожнивных остатков собиралось ежегодно в течение десяти лет между 1995 и 2005 годами. Наблюдаемая дикотомия является результатом нескольких факторов, таких как рассматриваемые культуры, предположения относительно соотношения урожая и пожнивных остатков и методология сбора пожнивных остатков, что подтверждается предполагаемой технической доступностью пожнивных остатков, доступной в результатах.

При оценке технического потенциала производства растительных остатков себестоимость производства растительных остатков и стоимость исходного сырья никогда не учитывались в прошлых отчетах.Безусловно, готовность фермеров к сбору пожнивных остатков в значительной степени зависит от урожайности и производственных затрат на пожнивные остатки, а также от рыночных цен на биомассу. В частности, предлагаемые цены на биомассу должны покрывать затраты на сбор растительных остатков. В связи с этим Чен [66] изучил потенциальную урожайность каждого вида пожнивных остатков в Китае при различных ценах и впоследствии оценил совокупное предложение пожнивных остатков по этим ценам. Что касается пожнивных остатков, то различные остатки рассматривались как потенциальные остатки, и из-за присущей им неопределенности урожайности и стоимости были построены кривые предложения пожнивных остатков с использованием альтернативных предположений о затратах на производство пожнивных остатков и технологии сбора пожнивных остатков.

В Танзании основными коммерческими источниками сельскохозяйственных культур являются сахар, хлопок, чай, орехи кешью, табак, кофе и сизаль. Значительное количество остатков этих культур было использовано для когенерации электроэнергии в сахарном секторе. С другой стороны, лишь небольшое количество остатков сизаля использовалось в качестве субстрата на пилотной биогазовой установке для выработки электроэнергии с 2008 года. Более того, почти вся биомасса может быть преобразована в энергию; растительные остатки не являются исключением.Типы отходов, доступных для производства энергии в секторе товарных культур в Танзании, включают багассу, кофейную шелуху, скорлупу орехов кешью, стебли табака и сизальскую пульпу [67].

Энергетически доступная доля этих остатков определяется так называемыми неэнергетическими применениями, когда на содержание энергии в остатках влияет структура растений и содержание влаги в остатках. Принимая во внимание эти различные параметры, сообщалось о теплотворной способности каждой тонны сухого вещества.Хотя они и подверглись вероятностной оценке из-за целесообразных потерь при сборе и транспортировке, верхняя граница показала, что все виды остатков содержат невероятные энергетические свойства. Суммарный потенциал 6053 ТДж эквивалентен 1680 гигаватт-часам (ГВтч). Этот предполагаемый максимальный потенциал эквивалентен более чем 37% производства электроэнергии в стране в размере 4553 ГВтч в 2008 году [68].

Реклама

5. Перспективы на будущее

Примечательно, что нельзя недооценивать роль биотоплива и биоэлектричества как важного устойчивого топлива в сегодняшней топливной и электрической сети из-за их предполагаемого потенциала революционизировать биоэнергетический сектор.Исследователи различных исследовательских институтов по всему миру проводят беспрецедентные исследования по превращению биомассы в биотопливо и другие химические вещества и продукты. Например, исследователи различных областей специализации на исследовательской ферме «Биосенчури» Университета штата Айова в настоящее время изучают новые подходы к преобразованию сельскохозяйственных отходов и другого передового сырья в биотопливо, в то время как социологи заняты анализом экономического плана биоэнергетики в Айове. сельское хозяйство.

При разработке технологических практик и политик необходимо ответственно использовать ресурсы сельскохозяйственной биомассы, чтобы гарантировать, что сообщества в каждом месте и агентства получат финансовую и экологическую выгоду, в то время как нация сокращает потребление нефти и угля и выбросы глобального потепления. Однако для достижения этой цели потребуются частные инвестиции и продуманная государственная политика.

В обзоре IEA World Energy Outlook [69] предполагается, что возобновляемые источники энергии могут составить неотъемлемую часть глобального баланса первичной энергии в ближайшем будущем, до одной пятой спроса (рис. 2), а уголь может обеспечить четверть к 2040 году.Большая часть этой возобновляемой энергии может быть получена от гидроэлектроэнергии, солнечной фотоэлектрической энергии и энергии ветра, в то время как методы совместного сжигания биомассы могут увеличить эти источники, не требуя преждевременного вывода из эксплуатации угольных активов, многие из которых все еще находятся в первые дни эксплуатации в местах. Азия. Совместное сжигание твердого топлива с углем является относительно недорогим и относительно безопасным методом увеличения мощности по производству биомассы без значительных капитальных затрат по сравнению со специализированным заводом по производству биомассы. В попытке сравнить различные глобальные ресурсы биомассы необходимо представить конкретные существующие типы биомассы и определить те из них, которые лучше всего подходят для сжигания для производства электроэнергии.Было предложено множество практик для обеспечения устойчивой практики. Этот ресурс биомассы можно комбинировать с любым ископаемым топливом любым из следующих способов, например:

Совместное сжигание твердых частиц биомассы с углем;
Смешивание с синтез-газом; и
Свалочный газ или биогаз с природным газом.

Рисунок 2.

Сравнительный прогноз мирового спроса на первичную энергию в 2040 г. (Источник: [70]).

Реклама

6. Заключение

Биоэнергия производится из биомассы, которую можно использовать в качестве твердого, жидкого и газообразного топлива для самых разных целей, включая отопление, электричество и приготовление пищи. Он также может обеспечить существенные преимущества в смягчении последствий изменения климата при надлежащей разработке и, следовательно, может сыграть важную роль в работе по достижению целей Парижского соглашения. Среди разнообразных доступных ресурсов сельскохозяйственные отходы представляют собой биомассу, которая рассматривается в текущих исследованиях по производству биотоплива и биоэнергии, а также синтеза важных химических веществ для промышленного применения.Этих ресурсов относительно много во всем мире, и они могут служить двойной цели: производству энергии и защите окружающей среды.

Кроме того, количество отходов пищевой промышленности обычно огромно, и их использование для производства энергии может обеспечить значительный объем возобновляемой энергии. Тем не менее, текущее применение этих остатков включает использование в качестве корма для скота, способствуя производству высокоценных мясных и молочных продуктов. Эти продукты являются важными источниками белка в рационе человека, и их нельзя исключить, не повлияв на качество потребляемой пищи.Следовательно, изучение остатков для целей, не связанных с кормами, таких как биотопливо и биоэлектричество, требует адаптации продовольственной системы для компенсации потерь белка. Таким образом, на основании доступных отчетов в литературе и различных политик устойчивого развития, направленных на смягчение последствий загрязнения. Следовательно, эти остатки являются важным сырьем с огромным потенциалом для устойчивого производства биотоплива и биоэнергии.

Реклама

Благодарности

Авторы выражают благодарность д.Olorunnisola Kola Saheed за его усилия, потраченные на чтение рукописи, и ценный технический вклад.

Реклама

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в данной главе.

Энергия из отходов, переработка отходов в энергию и получение энергии из отходов

Энергия из отходов

Переработка отходов в энергию

Пресс-центр — Новости — Работа комитета по аграрной политике

Биотопливо: что это, виды, плюсы и минусы

Твердое биотопливо

Жидкое биотопливо

Газообразное биотопливо

Биоэнергетика в России

Биотехнологическая переработка отходов сельского хозяйства и пищевой промышленности

Отходы сельского хозяйства могут стать ценным ресурсом

Объяснение биомассы — Управление энергетической информации США (EIA)

Биомасса — возобновляемая энергия растений и животных

Преобразование биомассы в энергию

Сколько биомассы используется для получения энергии?

Углубленное преобразование отходов в энергию (ТБО) — Управление энергетической информации США (EIA)

Как работают заводы по переработке отходов в энергию

Основы энергии биомассы | НРЭЛ

Биоэнергетические технологии

Биотопливо

Биоэнергетика

Биопродукты

Преимущества биомассы

Сокращение выбросов парниковых газов

Снижение зависимости от иностранной нефти

Поддержка сельскохозяйственной и лесной промышленности США

Дополнительные ресурсы

Выращивание энергии на ферме

Источники энергии из биомассы на ферме

Защита земли

Преобразование биомассы в энергию

Потенциал

энергия биомассы | Национальное географическое общество

Отходы сельского хозяйства в объем рынка энергии, доля, отраслевой прогноз на 2029 год

Значение сельскохозяйственных отходов в устойчивом развитии производства биотоплива

1. Введение

2. Сельскохозяйственные отходы

2.1. Пожнивные остатки

2.2. Отходы животноводства

3. Биоэнергетические потенциалы

Рисунок 1.

3.1. Процессы конверсии биомассы

3.1.1. Процесс биохимической конверсии

Таблица 1.

Таблица 2.

3.1.2. Процессы термохимической конверсии

4.Глобальные сценарии использования биотоплива и биоэнергии

5. Перспективы на будущее

Рисунок 2.

6. Заключение

Благодарности

Конфликт интересов

alexxlab

Вам также может понравиться

220 в светодиод: Простейшие схемы подключения светодиодов в 220 вольт без драйвера (самое простое питание светодиода от сети напряжением 220В)

Разность потенциалов в физике это: 30. Потенциал. Разность потенциалов. Потенциальность электрического поля. Работа электрического поля.

Добавить комментарий Отменить ответ