Плюсы и минусы биотоплива, как электроэнергетического источника

Плюсы и минусы биотоплива, как электроэнергетического источника

Современные технологии позволяют  за счет биомассы перекрыть 6-10% энергетических потребностей промышленно развитых стран. Каждый год Земле путем  фотосинтеза образуется более 120 млрд. тонн органического вещества, что  сопоставимо с 40 млрд. тонн нефти. Применение биомассы в качестве топлива является актуальной задачей, особенно на фоне роста цен на энергоресурсы. В  качестве биотоплива могут быть использованы: биомасса древесины, отходы растениеводства, горючие отходы пищевой промышленности и животноводства.

Однако существуют и серьезные  ограничения по использованию биомассы для получения энергии. Биомасса обладает большой влажностью, следовательно  требует дополнительных затрат для  сушки. Чаще всего биомасса требует  предварительной подготовки (измельчение, прессование, брикетирование и т.п.). Наиболее распространенным способом получения  энергии из биомассы является ее сжигание, а процесс сжигания имеет свои сложности: во-первых, различные виды биомассы требуют различных топочных устройств, во-вторых, процессы горения  далеко не всегда протекают с высоким  КПД (имеется потенциал по совершенствованию  топочных устройств). И, в-третьих, экологические  параметры топок должны соответствовать  действующим нормам выбросов вредных  веществ.

Использование биомассы позволит лишь частично решить проблему энергетической безопасности для небольших хозяйств, предприятий. Достоинства применения биомассы для получения энергии  заключаются в следующем. В ряде случаев биомасса является очень  дешевым источником энергии часто  вообще бесплатным (отходы), но у нас  этот источник или не используется вообще, или используется в исключительных случаях. Кроме того, многие виды отходов  необходимо утилизировать термически, так как некоторые виды бактерий гибнут только при очень высоких  температурах. Современные технологии получения энергии из биомассы позволяют  значительно улучшить экологическое  состояние окружающей среды, а получение  энергии из сельскохозяйственных отходов  позволяет аграрному сектору  стать производителем энергии, а  не только потребителем.

Пока еще технико-экономические  характеристики установок на биотопливе, конечно же, уступают ТЭС на традиционных видах топлива, однако с учетом роста цен на углеводородное топливо (в 2-2,5 раза в ближайшее время), данный вид топлива становится перспективным и экономически рентабельным.

Одно из новых направлений  развития современной энергетики —  использование био-топлива.

Биото́пливо — это топливо из биологического сырья, получаемое, как правило, в результате переработки стеблей сахарного тростника или семян рапса, кукурузы, сои. Существуют также проекты разной степени проработанности, направленные на получение биотоплива из целлюлозы и различного типа органических отходов, но эти технологии находятся в ранней стадии разработки или коммерциализации. Различается жидкое биотопливо (для двигателей внутреннего сгорания, например, этанол, метанол, биодизель), твёрдое биотопливо (дрова, солома) и газообразное (биогаз, водород). Несмотря на, казалось бы, полную экологичность биотоплива, использование его не лишено серьезных недостатков.

Углеводороды Ряд микроорганизмов, например Botryococcus braunii, способны накапливать углеводородов до 40 % общего сухого веса. В основном они представлены изопреноидными углеводородами.

Критика Критики развития биотопливной индустрии заявляют, что растущий спрос на биотопливо вынуждает сельхозпроизводителей сокращать посевные площади под продовольственными культурами и перераспределять их в пользу топливных. Например, при производстве этанола из кормовой кукурузы барда используется для производства комбикорма для скота и птицы. При производстве биодизеля из сои или рапса жмых используется для производства комбикорма для скота. То есть производство биотоплива создаёт ещё одну стадию переработки сельскохозяйственного сырья. По расчётам экономистов из Университета Миннесоты, в результате биотопливного бума число голодающих на планете к 2025 году возрастёт до 1,2 млрд человек. Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН (FAO) в своем отчете за 2005 г. говорит о том, что рост потребления биотоплив может помочь диверсифицировать сельскохозяйственную и лесную деятельность, и улучшить безопасность пищевых продуктов, способствуя экономическому развитию. Производство биотоплив позволит создать в развивающихся странах новые рабочие места, снизить зависимость развивающихся стран от импорта нефти. Кроме этого производство биотоплив позволит вовлечь в оборот ныне не используемые земли. Например, в Мозамбике сельское хозяйство ведётся на 4,3 млн га из 63,5 млн га потенциально пригодных земель.

Распространение По оценкам Worldwatch Institute в 2007 году во всём мире было произведено 54 миллиарда литров биотоплив, что составляет 1,5% от мирового потребления жидких топлив. Производство этанола составило 46 миллиардов литров. США и Бразилия производят 95% мирового объёма этанола.

Экономический эффект По оценкам Merrill Lynch прекращение производства биотоплив приведёт к росту цен на нефть и бензин на 15%. По оценкам Стэндфордского университета во всём мире из сельскохозяйственного оборота выведено 385 — 472 миллиона гектаров земли. Выращивание на этих землях сырья для производства биотоплив позволит увеличить долю биотоплив до 8 % в мировом энергетическом балансе. На транспорте доля биотоплив может составить от 10 % до 25 %. Производство биотоплива из продовольственного сырья недопустимо, получать его нужно из любых органических отходов и древесины быстрорастущих пород. См. также Возобновляемые ресурсы Биотехнология Агфляция Топливные брикеты.

Биотопливо, особенно биэтанол на основе кукурузы, наносит куда больший ущерб окружающей среде и человеческому здоровью, чем бензин или дизельное топливо. К такому неутешительному выводу пришли учёные из Университета Миннесоты в своей статье, опубликованной накануне в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Об этом сообщает газета The Guardian.  
 
Исследователи утверждают: хотя использование биотоплива и сокращает выбросы в атмосферу углекислого газа (именно по этой причине оно считается экологичнее, чем бензин или дизельное топливо), его производство представляет куда более серьёзную опасность для экологии и здоровья человека. Дело в том, что азотные удобрения, используемые при выращивании органического сырья (скажем, кукурузы), выделяют в атмосферу заряженные частички аммиака, на которые, в свою очередь, налипает мелкодисперсная пыль, образуя сгустки до 2,5 микрона в диаметре. Эти микроскопические сгустки, переносимые ветром в густонаселенные районы, становятся причинами возникновения у людей различных заболеваний дыхательной системы (например, астмы или хронического бронхита) и даже преждевременной смерти.  
 
С другой стороны, расширение производства биотоплива вызывает повсеместную вырубку лесов, ведь для новых посевов сырья необходимы площади, и отвлечение рабочей силы, которая могла бы быть полезной в других отраслях экономики. Ещё одно негативное экономическое следствие производства биотоплива — его влияние на рынок продовольствия. Исследования последних лет показывают, что увеличение количества кукурузы, используемой при создании биоэтанола, спровоцировало рост мировых цен на продовольствие.  
 
Возможно, подобных негативных эффектов удастся избежать при производстве биотоплива нового поколения — так называемого целлюлозного этанола, на который исследователи возлагают большие надежды. Его можно делать из растений, которые способны расти на малоплодородной почве, не требуют удобрений и, как правило, не конкурируют с традиционными агрикультурами. Экспериментальные образцы такого топлива уже получены, утверждают учёные. Однако пока целлюлозный этанол не будет пущен в массовое производство, исследователи призывают не переходить к широкомасштабному использованию нынешних видов биотоплива, ведь его воздействие на здоровье человека и окружающую среду ещё полностью не изучено.