Использование биомассы как источника энергии

Биомасса — возобновляемый источник энергии. Понятие «биомасса» относится ко всем материалам растительного происхождения, которые могут быть использоваться для получения энергии, включая:

· древесину,

· травы,

· растительные и древесные отходы,

· навоз крупного рогатого скота и свиней, и многое другое.

Энергия биомассы, имеет существенные преимущества по сравнению с ископаемыми видами топлива и рядом других возобновляемых источников энергии, обеспечивая энергоснабжение, повышение уровня жизни, повышение благосостояния и снижение уровня бедности. Энергетические системы на основе биомассы представляют собой потенциальный механизм устранения бедности в сельской местности, одновременно способствуя устойчивому развитию и охране окружающей среды, и получают всё большее внимание во всем мире. Среди основных причин подобного внимания стоит отметить (Kartha & Leach 2001г.):

· Повсеместную доступность, даже в отдаленных областях: топливо из биомассы доступно везде, где растут деревья и сельскохозяйственные культуры, а также перерабатываются продовольственные продукты и волокна

· Ресурс, используемый при необходимости: биомасса представляет собой подлежащий хранению источник топливной энергии, который в любой момент можно использовать в целях энергоснабжения, в отличие от других возобновляемых источников энергии, характеризующихся нерегулярностью и / или сезонностью;

· Универсальность: биомасса является потенциальным источником всех основных энергоносителей — жидкости, газа, тепла и электроэнергии;

· Отсутствие влияния на климат: при условии экологически рационального получения и сгорания, энергия биомассы не вызывает климатических изменений и парниковых газов, а также

· Дополнительная совокупная выгода для жителей сельской местности: совокупная выгода энергетических систем на основе биомассы сохраняется на местном уровне и может значительно способствовать развитию сельских районов посредством создания местных источников дохода. Энергия биомассы содействует получению дохода в цепочке поставок и при использовании тепловой и электрической энергии, что является существенным преимуществом её использования в качестве инструмента борьбы с низким уровнем жизни.

 

Вышеуказанные неотъемлемые преимущества, тем не менее, создают определённые трудности: энергия биомассы — наиболее сложный из возобновляемых альтернативных источников энергии: организация надежных, стабильных и доступных поставок топлива в достаточном количестве и надлежащего качества может быть сложной задачей; топливо, получаемое из биомассы, нередко требует значительных земельных и трудовых ресурсов, существенно зависит от стабильности цен, также разработчики проекта нередко сталкиваются с огромным количеством альтернативных технологий.

Ограничения к более широкому использованию энергии биомассы включают в себя: преимущества для конкурентов, неоднозначное отношение к надежности и экономической целесообразности, а также отсутствие достаточной информации. Тем не менее, вышеуказанные ограничения и / или препятствия (для более широкого использования постоянно производимых и потребляемых ресурсов биомассы для производства энергии / электроэнергии) привязаны к определённой территории, что обуславливает необходимость разработки и реализации специфических для соответствующей территории (страны) препятствий и программы их устранения.

Источником всей биомассы, которая может быть использована для выработки энергии, является сельское хозяйство (промышленность, земледелие и лесное хозяйство), или природная растительность. Благодаря своей низкой стоимости (иногда нулевой или даже отрицательной, при наличии расходов по утилизации), биомасса, полученная из отходов, всегда предпочтительна для использования в качестве биотоплива. Организованный сбор растительности почти всегда будет дороже, чем отходы ферм и лесных хозяйств, а неорганизованный сбор, скорее всего, не обеспечит достаточно надежных поставок топлива для официального производства электроэнергии и тепла. «Влажная» биоконверсия, пищеварение и ферментация значительно отличаются от «сухой» тепловой переработки, в том числе пиролиза, газификации и сгорания. Пиролиз — термическое преобразование биомассы в отсутствие дополнительного кислорода — в настоящее время не осуществляется на коммерческой основе, и поэтому не рассматривается в настоящей статье. Основные способы получения энергии из биомассы схематически изображены на рисунке.

Рисунок: Основные способы получения энергии из биомассы

Остаточные продукты сельского хозяйства редко можно получить в таком виде и месте, в котором необходимо для использования биомассы энергетических систем, следовательно, условия сбора, переработки (в том числе сушка, измельчение и брикетирование), транспортировки и хранения, имеют большое значение для эффективности биоэнергетической системы. Вышеуказанные аспекты «топливных поставок» увеличивают себестоимость топлива. Не менее важны, чем поставки топлива, вопросы конечного использования энергии, являющиеся источником дохода, и, таким образом, ключевым фактором, определяющим общую финансовую осуществимость проекта использования энергии на основе биомассы. Большое значение имеют также свойства энергии, поставляемой конечным пользователям (механические (полезная мощность)), тепловые (тепло, часто в виде пара), и / или электрические)), необходимое количество энергии, а также профиль спроса (при необходимости). Технология термической конверсии применяется между этапом поставки топлива и удовлетворением конечного спроса на поставляемую энергию, и выбор оптимальной технологии термической конверсии для определённой территории существенно зависит от особенностей спроса и предложения.