Біоенергетика- вибір майбутнього

Щорічно на Землі за допомогою фотосинтезу утворюється близько 120 млрд тонн сухої органічної речовини, або біомаси, що енергетично еквівалентно понад 40 млрд тонн нафти.

       Біомаса є ефективним поновлювальним джерелом енергії. Ресурси біомаси в різних видах є майже в усіх регіонах світу. На сучасному рівні за рахунок біомаси можна покрити 6-10% від загальної кількості енергетичних потреб промислово розвинутих країн.

Біомаса поділяється на первинну (рослини, тварини, мікроорганізми) і вторинну (відходи від переробок первинної біомаси і продуктів життєдіяльності людини і тварин).

Для виробництва теплової або електричної енергії біомасу можна просто спалювати, щоправда у спеціальних печах, щоб уникнути шкідливих викидів у атмосферу. Насамперед це стосується відходів деревини, соломи, побутових відходів тощо.

Біомаса, передусім у вигляді деревного палива, є основним джерелом енергії приблизно для 2 млрд людей і для більшості мешканців сільських районів “третього світу” це єдине доступне джерело енергії. Однак біомаса як джерело енергії відіграє найважливішу роль і в розвинутих країнах. У загальному світовому обсязі палива біомаса складає  сьому частину, а за кількістю отриманої енергії посідає, поряд із природним газом, третє місце. Частка  енергії біомаси  у загальному обсязі енергетіки США становить 3,2%, у Данії – 6%; в Австрії – 12%; у Швеції – 18%; у Фінляндії – 23%.

Україна має досить великий потенціал біомаси, придатної для одержання енергії. Біомаса (без частки, що використовується іншими секторами економіки) може забезпечити близько 10-17 млн тонн умовного палива на рік, або 5,8% загальної потреби в енергії. Використання такої кількості біомаси еквівалентно збільшенню вітчизняного видобутку палива на 20%.

З біомаси можна одержувати біогаз, використовуючи для цього сільськогосподарські та побутові відходи, виробляти етиловий спирт для отримання моторного палива.

У нетрадиційній енергетиці особливе місце займає переробка біомаси (органічних сільськогосподарських і побутових відходів) метановим бродінням з одержанням біогазу, що містить близько 70% метану, і знезаражених органічних добрив. Процес анаеробного бродіння відбувається в спеціальних реакторах, облаштованих і керованих таким чином, щоб забезпечити максимальне виділення метану. Надзвичайно важлива утилізація біомаси в сільському господарстві, де на різні технологічні устаткування витрачається велика кількість палива і безупинно росте потреба у високоякісних добривах. Зараз у світі запроваджено близько 60 різновидів біогазових технологій.

Біогаз використовують для освітлення, опалення, приготування їжі, для приведення в дію механізмів, транспорту, електрогенераторів.

Науковці підрахували, що річна потреба в біогазі для опалення житлового будинку становить близько 45 м3 на 1 м2 житлової площі; добове споживання для зігрівання води на 100 голів великої рогатої худоби – 5-6 м3. Споживання біогазу при сушінні сіна вологістю 40% дорівнює 100 м3/т; зерна – 15 м3/т; для одержання 1 кВт год електроенергії – менше 1 м3.

В Україні тільки на великих свинофермах і птахофабриках щорічно утворюється понад 3 млн тон органічних відходів у перерахунку на суху речовину, переробка яких дасть змогу одержати близько 1 млн тон умовного палива у вигляді біогазу, що еквівалентно 8 млрд кВт  год електроенергії.

   У зв’язку з необхідністю різкого зменшення шкідливого впливу автотранспорту на довкілля в ряді держав звертають увагу використанню в цій сфері біомаси з метою заміни екологічно небезпечного бензину на екологічно чисте пальне.

У Бразилії розроблено програму використання етанолу як альтернативного пального, що замінює до 22% (за обсягом) бензину. Етанол одержують у результаті переробки спеціально вирощеного очерету. Понад 7% реалізованого бензину містить 10% добавки етанолу, і 80% автопарків цієї країни використовують цю добавку. Велика програма заміни бензинового пального етанолом, який одержують шляхом переробки надлишків кукурудзи та інших зернових культур також реалізується у США. Використання спирту як пального запроваджено і у деяких європейських країнах, зокрема, у Франції і Швеції.

В Україні проблема заміни бензину спиртом поки що не розглядалася. Вивчається можливість вирощування рапсу в районах, заражених радіоактивними елементами, з метою одержання рапсової олії для використання її як пального в дизельних двигунах.

До основних переваг використання  біоенергетики відноситься:

  • Надійність у порівнянні з іншими відновлювальними джерела (безперервність і незалежність від погодних умов та години доби);
  • Високий рівень екологічності ( не потребує використання викопних джерел, а в атмосферу потрапляють обсяги вуглекислого газу, ідентичні природньому перетворенню органічної сировини);
  • Енергія виробляється за місцем споживання, там, де це доцільно та необхідно. В ряді європейських країн доведена доцільність спорудження біогазових комплексів у доступності до декількох населених пунктів — споживачів одночасно, з метою забезпечення потреб населення у тепловій та електричній енергії, разом з вирішенням питання утилізації органічних відходів;
  • В результаті біогазового виробництва утворюються високоякісні добрива із практично незмінним і навіть більш концентрованим вмістом азоту, фосфору та окису калію. Біодобрива після біогазового виробництва більш цінні для рослин у порівнянні з необробленими у біогазових комплексах відходами, практично не мають запаху. Внесення таких біодобрив під сільськогосподарські культури значно легше у порівнянні із внесенням традиційних органічних добрив.

 

Стаття підготована фахівцями відділу безпеки середовища життєдіяльності управління державного нагляду за дотриманням санітарного законодавства Головного управління Держпродспоживслужби в Миколаївській області