Биомасса

Применение биомассы в энергетике

Биомасса — возобновляемый источник энергии. Понятие «биомасса» относится ко всем материалам растительного происхождения, которые могут быть использоваться для получения энергии. Биомасса — шестой по запасам из доступных на настоящий момент источников энергии после горючих сланцев, урана, угля, нефти и природного газа. Приближённо полная биологическая масса земли оценивается в 2,4·1012 тонн. Биомасса — пятый по производительности возобновимый источник энергии после прямой солнечной, ветровой, гидро- и геотермальной энергии. Ежегодно на земле образуется около 170 млрд тонн первичной биологической массы и приблизительно тот же объём разрушается. Биомасса — крупнейший по использованию в мировом хозяйстве возобновляемый ресурс (более 500 млн тонн у. т. в год) Биомасса применяется для производства тепла, электроэнергии, биотоплива, биогаза (метана, водорода). Основная часть топливной биомассы (до 80 %), это прежде всего древесина, употребляется для обогрева жилищ и приготовления пищи в развивающихся странах. 

• 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.