Предисловие от авторов
Начиная с осени 1973 г, когда истощение нефтяных ресурсов США стало реальностью, ведутся интенсивные поиски новых источников энергии. Одним из таких источников является биомасса, из которой может быть получено жидкое и газообразное топливо.
Под биомассой обычно имеют в виду возобновляющееся органическое вещество, генерируемое растениями путем фотосинтеза. Первичным источником биомассы являются деревья, сельскохозяйственные культуры, водные растения. После сбора и переработки биомассы в товарные продукты образуются отходы, которые вместе с твердыми городскими отходами могут оказаться источником большого количества органического материала, пригодного для получения дополнительной энергии.
Биомасса в качестве источника энергии используется с древнейших времен. До сих пор древесное топливо остается основным источником энергии в большей части мира. В США всего лишь 100 лет назад дрова наравне с углем являлись одним из основных источников энергии. Сегодня на долю биомассы приходится 2,1 трлн. МДж энергии, в то время как в стране потребляется 82,3 трлн. МДж. Доля энергии биомассы незначительна по сравнению с долей энергии потребляемых нефтяных топлив (40,1 трлн. МДж) или природного газа (21,9 трлн. МДж), однако она сравнима с долей атомной энергии (2,9 трлн. МДж). К концу XX века количество энергии, получаемой в результате переработки биомассы, может возрасти до 5,3-10,6 трлн. МДж. Таким образом, биомассе, по-видимому, следует отвести определенную роль в энергетическом балансе страны.
В данной книге анализируются возможности использования биомассы в качестве энергетического сырья. Результаты исследований, проводимых в этой области, пока еще не позволяют делать прогнозы с достаточной определенностью, так как отношение биомасса/энергия не постоянно. Поэтому настоящую книгу следует рассматривать как введение в область получения энергии и топлива из биомассы. Основное внимание уделяется источникам биомассы и техническим и экономическим аспектам производства энергии из нее. Кроме того, описываются современные производства энергии и топлива из биомассы путем ее биологической и термохимической переработки.
Предисловие редактора перевода
Непрерывный рост цен на нефтяные топлива и природный газ вследствие усиливающегося энергетического кризиса в западных странах, в том числе в США, стимулировал проведение многочисленных исследований возможных новых источников энергии. Одним из таких источников является биомасса, которая по своему составу может быть углеродсодержащей (растительный материал, древесная щепа, опилки, морские водоросли, зерно, бумага, упаковочная тара) или сахаросодержащей (сахарная свекла, сахарный тростник, сорго). Естественно, что за счет энергии и топлив, получаемых из биомассы, нельзя полностью удовлетворить энергетические потребности промышленно развитых стран, однако даже та небольшая доля энергии (порядка 6-10%), которая может быть покрыта за счет биомассы, заслуживает внимания. Особенно важное значение имеет тот факт, что биомасса в отличие от ископаемых источников энергии-нефти, природного газа и угля-представляет собой возобновляющийся источник энергии, и при правильной организации ее воспроизводства и сбора доля энергии и топлив, получаемых из биомассы, может существенно возрасти. Ресурсы биомассы в различных ее видах имеются практически во всех регионах и почти в каждом из них может быть налажено производство энергии и топлив из биомассы.
Ферментацией 1 т органического вещества можно получить 350-500 м3 топливного газа с теплотой сгорания 4300-6000 ккал/нм3, что эквивалентно 0,6-0,8 кг условного топлива.
В предлагаемой читателю книге обобщен в основном опыт США по производству энергии и топлив из биомассы. В ней анализируются ресурсы и технические характеристики биомассы, получаемой на базе сельскохозяйственных отходов, городских отходов и стоков, морских и озерных водорослей, описывается технология производства из биомассы энергии (электроэнергии и водяного пара), и топлив (топливного газа, этанола, тяжелого жидкого топлива, углистого вещества), а также удобрений для сельского хозяйства и питательных добавок к корму для скота методами газификации и ферментации. Рассматриваются "проекты больших и малых установок для производства энергии и топлива из биомассы, предназначенных соответственно для удовлетворения рагиойалъных и локальных потребностей в энергии, а также возможность создания Специальных энергетических хозяйств на малопригодных для сельского хозяйства угодьях и водных энергетических хозяйств для выращивания и систематического сбора биомассы.
Особенно важное значение утилизация биомассы имеет в сельском хозяйстве, где на различные технологические нужды ежегодно расходуется большое количество топлива и непрерывно растут потребности в удобрениях. При анаэробной ферментации биомассы наряду с биогазом получают остаток органического вещества, представляющий собой обеззараженное, лишенное запаха удобрение более высокого качества, чем обычный навоз.
В СССР в 1986-1990 годах планируется построить несколько сотен свинокомплексов с годовым откормом многих миллионов свиней и сотни комплексов крупного рогатого скота. Реализация отходов только животноводческих комплексов позволила бы получать миллиарды кубометров биогаза и миллионы тонн Ценного удобрения.
Утилизация городских отходов и стоков также может дать значительное дополнительное количество энергии. Путем анаэробной ферментации отходов в Советском Союзе можно получать ежегодно 2 млрд. кубических метров метана.
В соответствии с принятой Энергетической программой на длительный период в Советском Союзе придается большое значение утилизации биомассы, дальнейшему развитию биоэнергетики, предотвращению загрязнения окружающей среды, интенсификации сельского хозяйства путем применения более эффективных и дешевых удобрений. В связи с этим предлагаемая книга представляет несомненный интерес для советского читателя, особенно для специалистов, занимающихся проблемами планирования энергетики, технологии производства энергии и топлив из биомассы, искусственного выращивания биомассы, утилизации городских и сельскохозяйственных отходов.
0 комментариев