Биоэнергия: прошлое, настоящее, будущее — Авенстон

Большинство биоэлектростанций в мире используют системы прямого запуска. Они сжигают биоэнергетическое сырье напрямую для производства пара. Этот пар обычно захватывается турбиной, а затем генератор преобразует его в электричество. В некоторых отраслях тепловую энергию пара также используют для производственных процессов или отопления зданий. Они известны как комбинированные теплоэнергетические объекты. Например, древесные отходы часто используют для производства электроэнергии и пара на бумажных фабриках.

Многие угольные электростанции могут использовать системы сжигания для значительного сокращения выбросов, особенно диоксида серы. Сжигание включает использование биоэнергетического сырья в качестве дополнительного источника энергии в высокоэффективных котлах.

Системы газификации используют высокие температуры и нехватку кислорода для превращения биомассы в газ (смесь водорода, окиси углерода и метана). Газ питает так называемую газовую турбину, которая очень похожа на реактивный двигатель, только он вращает электрический генератор, а не приводит в движение струю.

При распаде биомассы образуется метан, который используют в качестве источника энергии. К примеру, на свалках можно бурить скважины, чтобы выпустить метан из разлагающегося органического вещества. Трубы из каждой скважины переносят биогаз в центральную точку, где он фильтруется и очищается перед сжиганием. Метан также может быть получен из биомассы в процессе, называемом анаэробным сбраживанием. Оно включает использование бактерий для разложения органических веществ в отсутствие кислорода.

Большинство установок сжигает метан в котле для производства пара с целью выработки электроэнергии или для промышленных процессов. Два новых способа включают использование микротурбин и топливных элементов. Микротурбины имеют мощность от 25 до 500 киловатт.

Соединенные Штаты являются крупнейшим рынком для биометана: производство топлива в стране стимулировалось с 2015 года, когда биометан был впервые включен в категорию высокотехнологичного целлюлозного биотоплива. Потребление биогаза в США выросло почти в шесть раз в период с 2014 по 2016 год, затем увеличилось еще на 15% в 2017 году.

В Европе потребление биометана выросло на 12% в период с 2015 по 2016 год. Производство и использование были сосредоточены в Швеции (4,7 ПДж), где производство метана из пищевых отходов поощряется как часть политики устойчивого сокращения отходов. Германия (1,3 ПДж) – второй по величине в Европе пользователь биометана для транспорта в 2016 году.

В дополнение к газу, жидкое топливо может быть произведено из биомассы посредством процесса, называемого пиролизом. Пиролиз происходит, когда биомасса без доступа кислорода нагревается и превращается в жидкость – пиролизное масло, которое можно сжигать, как нефть, для выработки электроэнергии.

Коммерциализация тепловых процессов, таких как пиролиз и газификация, также продвинулась в 2017 году. Enerkem (Канада) адаптировал свою промышленную газификационную установку, которая перерабатывает 300 тонн отсортированных муниципальных отходов в день, чтобы производить этанол вместо метанола и топливо.

Несколько биоэнергетических технологий могут быть использованы в небольших модульных системах. Например, некоторые фермеры используют навоз, чтобы обеспечить себя электричеством.

Биопродукты

Какие бы продукты мы ни делали из ископаемого топлива, мы можем их же производить из биомассы. Исследователи обнаружили, что в процессе производства биотоплива высвобождающиеся сахара, входящие в состав крахмала и целлюлозы растений, также могут быть использованы для изготовления антифриза, пластика, клеев, искусственных подсластителей и геля для зубной пасты.

Другие важные блоки для биопродуктов включают окись углерода и водорода. Когда биомасса нагревается с небольшим количеством кислорода, эти два газа производятся в изобилии. Ученые называют эту смесь газом биосинтеза.

БИОЭНЕРГИЯ — это… Что такое БИОЭНЕРГИЯ?

биоэнергия — сущ., кол во синонимов: 1 • энергия (18) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 …   Словарь синонимов

биоэнергия — — [http://www.dunwoodypress.com/148/PDF/Biotech Eng Rus.pdf] Тематики биотехнологии EN bioenergy …   Справочник технического переводчика

биоэнергия — ж. Совокупность электрических, электромагнитных и т.п. колебаний, вырабатываемых, испускаемых или воспринимаемых живым организмом как основа его жизнедеятельности; биоэнергетика II. Толковый словарь Ефремовой. Т. Ф. Ефремова. 2000 …   Современный толковый словарь русского языка Ефремовой

Биоэнергия — Биотопливо 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… …   Википедия

биоэнергия — биоэне/ргия, и …   Слитно. Раздельно. Через дефис.

биоэнергия — [нэ], и; ж. Энергия разных видов (электрическая, тепловая, эмоциональная, интеллектуальная и т.п.), свойственная живым организмам …   Энциклопедический словарь

биоэнергия — (нэ/) и; ж. Энергия разных видов (электрическая, тепловая, эмоциональная, интеллектуальная и т.п.), свойственная живым организмам …   Словарь многих выражений

биоэнергия — зат. Биологиялық күш, қуат. Қабығының арасынан су шығып, б и о э н е р г и я бөлінеді екен дегенді де естідім (Ж. Қорғасбек, Жынды қайың, 171) …   Қазақ тілінің түсіндірме сөздігі

Корпорация Биоэнергия — Тип Общество с ограниченной ответственностью Год основания 2011 Расположение …   Википедия

Яновский, Ян Эрестович

— Яновский Ян Эрестович Yanovskiy Yan Род деятельности: Промышленник, финансист Дата рождения: 7 сентября 1978(1978 09 07) (34 года) …   Википедия

ИСО — СТАВКА НА БИОМАССУ

УСТОЙЧИВОЕ РАЗВИТИЕ В ИННОВАЦИЯХ

Стандарты ИСО способствуют инновациям и бизнесу, а также устойчивому развитию. «Стандарты являются добровольными и поддерживают законодательство, где критерии устойчивости указаны также и для твердого биотоплива, например, в европейских законах», — объясняет Эйя Алакангас (Eija Alakangas ) из Финляндии, которая также является членом ИСО/ТК 238. Алакангас 34 года проработала в Техническом исследовательском центре VTT в Финляндии в качестве эксперта по твердому биотопливу, десять лет возглавляла Европейскую сеть биоэкономики и все это время занималась стандартизацией.

Но как твердое биотопливо приносит пользу бизнесу и инновациям? «Древесная щепа — это местное твердое биотопливо, которое используется в небольших установках. Использование древесной щепы поддерживает местное предпринимательство, а также увеличивает использование древесины, полученной в результате прореживания, что способствует росту лесов, а также помогает предотвратить лесные пожары», — добавляет она.

Стандарты для твердого биотоплива, такие как стандарты серии ISO 17225 , поощряют использование древесных отходов. «Крупноствольная древесина не используется для получения энергии, а новые целлюлозные заводы производят энергию из 100% возобновляемых источников, таких как древесные отходы», — описывает Алакангас.

Стандарт ISO 17225 Твердое биотопливо — спецификации и классы топлива определяет допустимое содержание влаги в твердом биотопливе, что впоследствии стимулирует инновации, такие как автоматический отбор проб топлива из биомассы и измерение его влажности. «Содержание влаги является наиболее важным свойством для твердого биотоплива», — объясняет она. «Стандарты ИСО, такие как серия ISO 17225, устанавливают требования к качеству топлива, что поможет гарантировать чистоту сгорания для каждой  из технологий», — добавляет Алакангас. Кроме того, когда в стандартах ИСО указывается происхождение сырья и его источники, это, в свою очередь, способствует устойчивому развитию».

КРУТОЙ ПОДЪЕМ

Однако, путь к коммерческой разработке топлива из биомассы не так уж прост. «На мой взгляд, есть две большие проблемы. Во-первых, мы должны убедиться, что биотопливо явно отличается от ископаемого топлива с точки зрения повышения эффективности сгорания, снижения углеродного следа и выбросов углекислого газа. Поэтому очень важно продолжать разработку новых, усовершенствованных технологий для достижения этих целей», — объясняет Дуек.

«Во-вторых, мы должны убедительно продемонстрировать, что твердое биотопливо оказывает значительно меньшее воздействие на окружающую среду, чем ископаемое топливо», — добавляет он. Поэтому необходимы соответствующие инструменты для проведения анализа жизненного цикла древесной продукции; для оценки влияния изменения земель или землепользования, связанного с лесным хозяйством; а также надежная методология для проведения расчетов углеродного баланса, чтобы точно определить сокращение выбросов парниковых газов и связанные с этим преимущества для замедления изменения климата.

Все, что вам нужно знать о биоэнергетике или энергии биомассы

В предыдущей статье я говорил о геотермальная энергия и я прокомментировал, что возобновляемые источники энергии, которые существуют в этом мире, есть некоторые более известные и используемые, такие как солнечная и ветровая энергия, и другие менее известные (иногда почти не названные), такие как геотермальная энергия и что биомассы.

Энергия биомассы или также называемая биоэнергетика он менее известен и используется, чем другие типы возобновляемых источников энергии. В этом посте мы узнаем все, что связано с этим типом возобновляемой энергии и его возможным использованием.

Что такое энергия биомассы или биоэнергия?

Энергия биомассы — это вид возобновляемой энергии, получаемой за счет сжигание органических соединений, полученных в результате естественных процессов. Это органические остатки, такие как обрезки, косточки олив, скорлупа орехов, остатки древесины и т. Д. Это от природы. Можно сказать, что это отходы природы.

Эти органические остатки сжигаются прямое сгорание или может быть преобразован в другое топливо например, алкоголь, метанол или масло, и таким образом мы получаем энергию. Из органических отходов мы также можем получить биогаз.

Различные источники получения биоэнергии

Основная характеристика биоэнергетики заключается в том, что это вид возобновляемые источники энергии и, следовательно, устойчивым для общества и его энергопотребления. Как я уже упоминал ранее, эта энергия получается за счет сжигания различных видов отходов, лесных или сельскохозяйственных, которые в противном случае вообще не использовались бы. Однако мы собираемся увидеть, какие типы источников биомассы используются для производства биоэнергии и для чего они используются:

• Биоэнергетику можно получить через энергетические культуры, которые предназначены исключительно для этого. Это некоторые виды растений, которые до сих пор практически не выполняли никакой функции питания или жизнедеятельности человека, но которые являются хорошими производителями биомассы. Вот почему мы используем этот вид растений для производства биоэнергии.
• Биоэнергетику также можно получить с помощью различных эксплуатация лесного хозяйства, когда лесные остатки нельзя использовать или продавать для других целей. Очистка этих лесных остатков имеет то преимущество, что, помимо содействия очистке территорий и выработке устойчивой энергии, она позволяет избежать возможных пожаров из-за сжигания остатков.

• Еще одним источником отходов для производства биоэнергетики может быть использование lотходы промышленных процессов. Это могут быть столярные мастерские или фабрики, которые используют дерево в качестве сырья. Он также может поступать из одноразовых отходов, таких как оливковые косточки или миндальные скорлупы.

Как вырабатывается энергия биомассы?

Энергия, полученная из органических остатков, производится при их сгорании. Это горение происходит в котлы, в которых материал постепенно сгорает. В результате этой процедуры образуется зола, которую потом можно использовать в качестве компоста. Также может быть установлен аккумулятор для хранения избыточного тепла и использования этой энергии позже.

Котлы на биомассе

Основные продукты, полученные из биомассы

С органическими отходами можно использовать такие виды топлива, как:

• Биотопливо: Их получают из органических остатков как животных, так и растений. По своей природе эти остатки возобновляемы, то есть они постоянно производятся в окружающей среде и не истощаются. Использование биотоплива позволяет заменить ископаемое топливо, получаемое из нефти. Для получения биотоплива можно использовать виды сельскохозяйственных культур, такие как кукуруза и маниока, или масличные растения, такие как соя, подсолнечник или пальмы. Также можно использовать лесные породы, такие как эвкалипт и сосны. Экологическое преимущество использования биотоплива заключается в том, что оно представляет собой замкнутый углеродный цикл. То есть углерод, который выделяется при сгорании биотоплива, уже был ранее поглощен растениями во время их роста и производства. Хотя в настоящее время это обсуждается, поскольку баланс поглощенного и выброшенного СО2 неуравновешен.

• Биодизель: Это альтернативное жидкое биотопливо, которое производится из возобновляемых и домашних ресурсов, таких как растительное масло или животные жиры. Он не содержит нефти, биоразлагаем и не токсичен, поскольку не содержит серы и канцерогенных соединений.
• Биоэтанол: Это топливо производится в результате ферментации и дистилляции крахмала, содержащегося в биомассе, который предварительно извлекается с помощью ферментативных процессов. Его получают из следующего сырья: крахмалов и злаков (пшеница, кукуруза, рожь, маниока, картофель, рис) и сахаров (тростниковая патока, свекольная патока, сахарный сироп, фруктоза, сыворотка).
• Биогаз: Этот газ — продукт анаэробного разложения органических веществ. На захороненных свалках биогаз извлекается по трубопроводу для дальнейшего использования энергии.

Для чего используется биомасса и каково ее потребление на нашей территории?

В целом и более или менее похоже на геотермальную энергию, биомассу он используется для выработки тепла. На промышленном уровне мы можем найти использование указанного тепла для производства электроэнергии, хотя это более сложно и дорого. Чтобы использовать тепло, выделяемое при сгорании органических остатков, в домах устанавливают котлы на биомассе для отопления, а также для нагрева воды.

На нашей территории Испания находится в четвертый в странах, потребляющих наибольшее количество биомассы Испания — европейский лидер по производству биоэтанола. Статистика показывает, что биомасса в Испании достигает почти 45% производства возобновляемых источников энергии. Андалусия, Галисия и Кастилия-Леон являются автономными сообществами с самым высоким потреблением из-за присутствия компаний, потребляющих биомассу. Эволюция потребления биомассы порождает новые технологические возможности и все чаще разрабатывается для ее использования в производстве электроэнергии.

Котлы на биомассе и их работа

Котлы на биомассе используются в качестве источника энергии на биомассе и для выработки тепла в домах и зданиях. Они используют природное топливо, такое как древесные гранулы, косточки оливок, лесные остатки, скорлупа орехов и т. д. Они также используются для нагрева воды в домах и зданиях.

Работа аналогична работе любого другого котла. Эти котлы сжигают топливо и генерируют горизонтальное пламя, которое попадает в водяной контур теплообменника, тем самым получая горячую воду для системы. Чтобы оптимизировать использование котла и органических ресурсов, таких как топливо, можно установить аккумулятор, который накапливает произведенное тепло аналогично тому, как это делают солнечные батареи.

Котлы на биомассе для зданий. Источник: http://www.solarsostenible.org/tag/calderas-biomasa/

Для хранения органических отходов, которые будут использоваться в качестве топлива, котлы должны контейнер для хранения. Из этого контейнера с помощью бесконечного шнека или всасывающего устройства он доставляется в котел, где происходит сгорание. При сгорании образуется зола, которую необходимо сливать несколько раз в год и накапливать в пепельнице.

Типы котлов на биомассе

Выбирая, какой тип котлов на биомассе мы собираемся покупать и использовать, мы должны проанализировать систему хранения и систему транспортировки и обработки. Некоторые котлы позволяют сжигать более одного вида топлива, в то время как другие (например, пеллетные котлы) позволяют сжигать только один вид топлива.

Котлы, позволяющие сжигать более одного вида топлива увеличенная емкость хранилища так как они большего размера и мощности. Обычно они предназначены для промышленного использования.

С другой стороны, мы находим егокак пеллетные котлы которые являются наиболее распространенными для средних мощностей и используются для отопления и горячего водоснабжения с помощью аккумуляторов в домах площадью до 500 м2.

Преимущества использования энергии биомассы

Среди преимуществ, которые мы находим в использовании биомассы в качестве энергии, мы имеем:

• Это возобновляемая энергия. Речь идет об использовании отходов, образующихся в природе, для производства энергии. Вот почему у нас есть неиссякаемый источник энергии, ведь природа постоянно производит эти виды отходов.
• Снижает выбросы парниковых газов. Как мы упоминали ранее, выбросы, которые мы производим при их сжигании, ранее поглощались культурами во время их роста и производства. Сегодня это вызывает споры, поскольку баланс выбрасываемого и поглощенного СО2 не сбалансирован.

Завод по переработке биомассы. Источник: http://www.fundacionsustrai.org/incineracion-biomasa

• Цена на рынке низкая. Такое использование энергии, содержащейся в биомассе, очень экономично по сравнению с ископаемым топливом. Обычно это стоит на треть меньше.
• Биомасса — богатый ресурс во всем мире. Практически во всех местах на планете отходы образуются в природе и могут быть использованы для использования в своих целях. Кроме того, как правило, нет необходимости в крупной инфраструктуре, чтобы довести отходы до точки сгорания.

Недостатки использования энергии биомассы

Недостатков использования этой энергии немного, но их необходимо учитывать:

• В некоторых районах из-за более сложных условий добычи биомассы, может быть дорого. Это также имеет тенденцию происходить в проектах использования, которые включают сбор, переработку и хранение некоторых типов биомассы.
• Нужны большие площади для процессов, используемых для получения энергии биомассы, особенно для хранения, поскольку остатки имеют тенденцию иметь низкую плотность.
• Иногда использование этой энергии может нанести ущерб экосистемам или фрагментация из-за деятельности по сбору биомассы и изменения природных пространств для получения ресурсов.

С этими идеями вы сможете получить более широкое представление об этом типе возобновляемой энергии. Однако в другой раз я расскажу вам больше о типах котлов на биомассе, их работе, типах и преимуществах, а также о вышеупомянутом споре о выбросах в атмосферу.

 

Отрасль биоэнергетики готовится к интенсивному развитию

«В настоящее время биоэнергетика в Китае развивается замедленными темпами, однако это временное явление. Исходя из преимуществ биоэнергетики, она непременно внесет больше вкладов в дело развития Китая», — отметил известный специалист по исследованию почвы, стратегический создатель китайского биоэнергетического проекта, академик Ши Юаньчунь. В программе «12-й пятилетки» биоэнергетика уже включена в число стратегических новоразвивающихся индустрий.

Биоэнергетика – это производство энергии из биотоплива разных видов, как из твердых видов биотоплива, так и биогаза и жидкого биотоплива различного происхождения. Биоэнергия относится к неисчерпаемым источникам энергии. Носителями биоэнергетики являются отходы сельского хозяйства, древесины и испражнения животных.

Отсутствие влияния на продовольственную безопасность

Влияет ли развитие биоэнергетики на продовольственную безопасность?

«Нет!», — сказал Ши Юаньчунь. Во время «11-й пятилетки» развитие производства этанолового топлива было нацелено на использование старых запасов продовольствия и облегчение экологической нагрузки. В программе «11-й пятилетки» были выдвинуты 7 принципов развития индустрии этанолового топлива, одним из которых было производство из непродовольственного сырья с учетом местных условий. Кроме того, ежегодная урожайность в Китае составляет более 500 млн. тонн зерна, а доля продовольственного сырья для производства топлива составляет менее 1%.

«Согласно традиционной концепции, биоэнергетика включена в состав энергетической промышленности, в этом контексте игнорируется сельскохозяйственная функция данной индустрии. Кроме того, традиционная промышленная концепция и модель хозяйствования игнорируют специфики и сложности сырьевого производства и сбора. Такая отсталая концепция очень вредна». По словам Ши Юаньчуня, на самом деле, биоэнергетика – благоприятное средство для решения сельскохозяйственных проблем. Если бы каждый год объем использованной для выработки биоэнергии соломы достигал 400 млн. тонн, то объем электровыработки равнялся бы мощности двух электростанций «Санься», и общий объем увеличенных доходов сельских жителей составил бы 100 млрд.юаней».

Богатые биоэнергетические ресурсы

3 формы биотоплива, как твердое, газообразное и жидкое, могут покрывать дефицитную часть традиционного топлива (уголь, нефть и газ). Согласно консультационному докладу Китайской инженерной академии, в Китае объем биоэнергетических ресурсов в 2- 3,5 раза больше, чем ресурсы гидроэнергетики и ветряной энергетики. В настоящее время ежегодно объем сырья, пригодного к выработке биоэнергии, составляет около 1,2 млрд. тонн стандартного угля, что достигает более одной трети от общего объема энергорасходов Китая за год.

По словам Ши Юаньчуня, в настоящее время все страны мира бесперебойно претендуют на лидерство в сфере биоэнергетики. Китай в этой отрасли по некоторым технологиям лидирует. Например, Институт по исследованию технологий ядерной энергетики и новой энергетики при Университете «Цинхуа» в Автономном районе Внутренняя Монголия успешно разработал передовую технологию твердого брожения, что разбило ограничение индустриализации производства этанола из гаоляна. В настоящее время гаолян и другое непродовольственное сырье становятся ведущими источниками для производства этанола поколения 1,5.

Частные предприятия лидируют

Во время «11-й пятилеки» партия частных предприятий, особенно средних и малых частных предприятий, стали ведущей силой по разработке и развитию биоэнергетики. В частности, пекинская компания «Дэцинъюань». Электрозавод при компании каждый день из 2 млн. тонн куриного кала и 3 млн. тонн сточной воды производит биогаз, который вырабатывает до 14 млн. кВт. Часов экологической электроэнергии с нулевыми выбросами загрязняющих веществ.

В январе 2011 года зам. министра сельского хозяйства США Джеймс Миллер специально посетил компанию и ознакомился с технологией по использованию куриного кала. Он отметил, что по некоторым технологиям компания перегнала американских коллег.

Вице-президент компании Пань Вэньчжи во время интервью отметил: «Мы постоянно работаем над тем, как эффективно перерабатывать куриный кал, исходя из экологической и экономической эффективности. Мы надеемся на получение большей поддержки от госвласти».-о-

Юрий Юдкевич, отдел «Биоэнергия» ЗАО «Лонас-Технология»: Биоэнергетика. Реалии и мифотворчество

Европа стремится ослабить зависимость от российских нефти и газа. Это и было главной причиной формирования идеологии перехода к возобновляемым видам топлива. Сказать об этом впрямую было бы неполиткорректно. Подоспела теория глобального потепления и влияния на него «парниковых газов».

 

Заметим, что самый факт потепления, а не похолодания не доказан. Что, если весь объем добываемых на земном шаре горючих ископаемых превратится в углекислый газ (значительная часть ископаемых идет в органический синтез), то приращение массы углекислоты составит менее одной десятитысячной от свободной углекислоты, уже имеющееся в природе. Что роль именно углекислого газа в процессах изменения климата не доказана. Так что фундамент Киотского протокола весьма зыбок.
Но Киотским протоколом определено, что сжигание возобновляемых видов топлива не наносит ущерб окружающей среде, ибо несожженные, но погибшие растения разлагаются при гниении и углекислый газ высвобождается. Многие страны, ссылаясь на положения этого протокола, приняли законы, поощряющие использование возобновляемого топлива, что было выгодно для производителей оборудования по изготовлению пеллет. Производство пеллет вначале представлялось как использование опилок и других мелких отходов. Но то количество отходов, которое образовывалось в результате работы нескольких соседних деревообрабатывающих предприятий, не позволяло организовать экономически эффективное производство. Сегодня используют стволовую древесину, которую дробят и перемалывают в древесную муку, из которой и делают пеллеты. Т.е. на разрушение кускового материала тратят энергию, а. затем еще раз тратят энергию на создание твердого материала. Это отчасти оправдано с позиций логистики. Пеллеты более плотные, чем, например, щепа, и их выгоднее перевозить на большие расстояния.

Пеллетная экономика
Пеллеты – удобное бытовое топливо, но стоимость полученной из них единицы энергии в 3,5-4 раза выше, чем из природного газа.
Они привились в тех странах, где власти взяли на себя значительную часть расходов либо в форме субсидирования сооружения домашних топочных устройств, либо в форме предоставления налоговых льгот и других преференций производителям пеллет и котлов для их сжигания. Углубленный анализ проблем, связанных с пеллетами, можно найти в статье ИАА «ИНФОБИО» здесь: http://www.biointernational.ru/analytics/1398.html. Полностью разделяю мнение автора, что эта ниша может быть успешна для крупного бизнеса и при условии близости и транспортной доступности потенциальных потребителей, преимущественно зарубежных. Не следует забывать, что прибыльность производства зависит и от относительной дешевизны энергии в России. А стоимость энергии растет, и стремиться не только сравняться с европейской, но уже превышает по некоторым источникам американскую. А спрос на пеллеты в Европе будет зависеть и от мировых цен на нефть, и от успехов России по прокладке в Европу новых газопроводов, и от погодных условий, и от конкуренции со стороны производителей других видов топлива. Планируя продвижение этой продукции на внутренний рынок, не следует забывать, что Российские власти декларировали намеренье осуществить повсеместную газификацию.

Альтернативные источники
Такие способы получения энергии, как ветряки, солнечные батареи, приливные станции оказываются дороже и сложнее в обслуживании, чем традиционные. Доводы разработчиков основаны на той же борьбе с глобальным потеплением. Но, изготовление этих сложных устройств требует значительных затрат энергии и используются отнюдь не экологически корректные материалы. Например, для производства поликристаллического кремния, необходимого для солнечных батарей, требуется хлор или фтор. А в изготовлении фотоэлементов используется фосфор. Но крупные производители соответствующей техники провели через Европарламент законы, по которым члены ЕС обязаны внедрять у себя это оборудование ради исполнения протокола Киото.

Производство бионефти
Еще одно, активно обсуждаемое направление развития возобновляемых видов топлива, это производство «бионефти». Большая часть разработок направлена на получение жидкого горючего из растительных масел. Этично ли превращать пищу в топливо в условиях массового голода во многих развивающихся странах (по данным ВОЗ каждые 6 секунд один человек умирает от голода). Мировые цены на продовольствие растут, в том числе из-за его использования для технических целей. Скачок цен на растительные масла в России в прошлом году объясняли как раз использованием части их объемов в качестве топлива. При этом, пока в Европе «бионефть» составляет немногим более 2% от всего количества потребляемого моторного топлива. «Бионефть» из растительных масел заведомо дороже нефтепродуктов.. Другой вариант — этанол. Бразилия производит его из сахарного тростника. США из кукурузы. Климат обеих стран позволяет получать высокие урожаи этих растений. Весьма активно обсуждается возможность получения этанола из древесины. В свое время в Советском Союзе работало несколько гидролизных заводов. Прекращение их деятельности связано с появлением более дешевого синтезспирта, получаемого из природного газа. Кроме того, эти заводы половину массы перерабатываемой древесины превращали в кислые отходы, которым не было найдено применения.
Получение жидкого топлива из древесины термическими методами не вышло за пределы лабораторий. Но предприимчивые заграничные дельцы активно пропагандируют так называемую технологию «скоростного пиролиза». Термин «скоростной пиролиз» спекулятивен и ненаучен. Но неосведомленные инвесторы покупаются на эту заграничную штучку. Сегодня специалистам ясно, что, будь такое топливо получено, оно будет многократно дороже горючего из нефтепродуктов.

Газификация древесины
В последние годы ведется много разговоров вокруг газификации древесины. Процесс газификации древесной щепы не вызывает затруднений. Хорошо отработаны технологии и прямого, и обращенного, и полуобращенного процессов. Реакции, протекающие при этом, гидравлика, теплообмен, кинетика освещены во множестве диссертаций. Изобретать «новый» газогенератор не более продуктивно, чем изобретать новое колесо для телеги. Грамотный путь состоит в расчете процессов и проектировании оборудования с опорой на уже накопленные знания. Но создание именно «своей» конструкции у нас стало модой или превратилось в способ привлечь клиентуру. Встречаются сообщения о создании генератора, питающего производимым им газом тот или иной двигатель. Но при газификации образуются жидкие продукты термораспада древесины. Они содержат воду, фенолы, кислоты, эфиры, метанол. Куда все это девать? Просто вылить нельзя. А сжигать невыгодно – на это уйдет не меньшее количество тепла, чем-то, что дает сам газ. Даже при самой полной очистке в газе все еще остаются кислоты, поэтому двигатель, который будет работать на нем, надо делать из кислотостойких материалов. Единственное достойное применение для продуктов газификации древесины — сжигать их в котельной без конденсации. Но тогда возникает вопрос – а не дешевле ли реконструировать котельную под щепу, например, превратить ее топку в топку-генератор, как предложил еще полвека назад В. В. Померанцев.
За последние десятилетия сложилась плохая традиция. Российские инвесторы ищут новую технику и технологии исключительно за рубежом. В России действительно наметилось отставание научной мысли и особенно ее реализации за период после развала системы НИИ, обескровливания ВУЗов. Но. В качестве зарубежных новинок часто в Россию везут или откровенно шарлатанские и слабые разработки или давно известные, созданные отечественными учеными во второй половине прошлого века. К сожалению, многие разработки не были доведены до массового промышленного внедрения и зарубежные фирмы выигрывают на том, что могут показать, предложить и поставить готовые образцы. Приведу несколько примеров, касающихся непосредственно нашей отрасли. В 50-60 годы активно велись работы по использованию древесного угля в сельском хозяйстве. Учеными Ленинградского сельхозинститута было доказано, что добавление угольной крошки в рацион птицы при клеточном содержании, поросят и других животных падает заболеваемость, увеличивается привес. Были отдельные попытки вводить угольную крошку в комбикорма. Но уголь бы дефицитен и массового распространения этот опыт не получил. Тогда же велись и работы, доказавшие, что внесение угля в почву под корнеплоды и некоторые другие культуры резко увеличивает урожайность, защищает от ряда болезней, улучшает сохранение урожая. Через 40 лет эта идея была поднята на щит сперва канадскими исследователями, потом и остальным миром. Ведутся обширные исследования в этом направлении. В Европе введение древесного угля в почву назвали «четвертой зеленой революцией», обещающей населению избавление от голода. Появился применительно к такому углю термин «биочар». В ряде стран ведутся обширные исследования. Конгресс США выдает гранты под такие работы. В Китае ежегодно собирают конгрессы по проблеме «биочар». Аналогичные конференции проходят в Индии, Латинской Америке. Только мы ждем, когда к нам из-за границы привезут эту технологию.

Древесный уголь и торрефикация
Очень модна за рубежом и тема возобновляемого твердого топлива. Мотивы те же и доводы те же. Но лес в изобилии из всей Европы есть только у нас. Тут на первый план выходят проблемы логистики. Возить далеко щепу или древесный уголь в их натуральном виде накладно из-за их низкой насыпной плотности. Брикетирование позволяет увеличить плотность почти в 3 раза. При отправке топлива на экспорт важным показателем является теплотворная способность. У щепы она составляет 18 — 19 мДж/кг; у древесного угля 30 — 33 мДж/кг.
Но, выход угля в зависимости от степени прокалки составляет от 28 до 35% от абсолютно-сухой древесины. При среднем выходе – 32% доля энергии, перешедшей из древесины в уголь, составит: 31х32/19=52%. Остальная часть энергии переходит в газ или теряется в ходе экзотермической реакции термораспада. Достоинство древесного угля – высокая теплотворная способность сопровождается такими недостатками, как низкая плотность, хрупкость, гигроскопичность.
Стремление сохранить большую долю тепла в конечном продукте и избавить его от недостатков угля, привело к идее торрефикации. Дословно, этот термин переводится как «обжаривание». Суть процесса состоит в том, что древесина глубоко высушивается и подвергается крайне мягкому пиролизу. Отщепляются только боковые цепи. Вообще говоря, этот процесс был известен давно. Теорию процесса подробно рассмотрел проф. В.Н. Козлов («Пиролиз древесины», Изд. АН СССР, М., 1952.) По его данным при конечной температуре обугливания березы 250оС выход продукта составляет 73% при влажности 3,6% и зольности 0,4%, при конечной температуре 300оС, соответственно 41%, 2,9%, 0.6%. При продолжительности процесса 3 часа достигается резкое снижение гигроскопичности материала уже при 250оС. Техническую реализацию процесса осуществил проф. В.В. Померанцев. Он называл этот процесс «форпиролизом» и пологал его стадией подготовки – облагораживания топлива перед сжиганием.
Теплотворная способность материала, выдержанного в течение 3 часов при 250оС составляет 22-23 мДж/кг. Таким образом, в продукт переходит из исходной древесины 22х73/19= 84% тепловой ценности исходной древесины.
Это обстоятельство делает продукт привлекательным в качестве топлива. Важно обеспечить возможность экспорта, т.к. спрос на топливо из возобновимого сырья в ЕС высок, а мы располагаем необходимыми ресурсами. Поэтому, желательно такой «поджаренный» продукт уплотнить. По данным Н.И. Никитина («Химия древесины и целлюлозы», изд. АН СССР, М.-Л., 1962) лигнин при температуре 250оС почти не разлагается и остается плавким. Следовательно, торрефицированная древесина может быть спрессована подобно технологии пеллетного производства при разогреве под давлением до плотности свыше 1000 кг/м3. Полученные гранулы или брикеты удобны для перевозки и их гигроскопичность сильно понижается дополнительно за счет прессования.
Таким образом, нет технических препятствий для создания продукта, имеющего хорошие экспортные перспективы. Исходных данных, содержащихся в работах отечественных ученых, достаточно, чтоб рассчитать необходимое оборудование.
По предварительным соображениям, привлекательный вариант оформления технологии выглядит следующим образом:
Сырая древесина поступает на производство в форме щепы. В этом случае, передвижные рубильные машины на тракторном ходу могут непосредственно на лесозаготовках превратить не только стволовую древесину, но и порубочные остатки в удобную для транспортировки щепу, обеспечив безостаточное использование сырья. Далее, щепа высушивается и подвергается низкотемпературному пиролизу. Прошедшую торрефикацию щепу можно направить на дробилки и превратить в муку, пригодную для прессования. Выбор пресса ударного или экструдерного типа будет определяться предпочтительной формой гранул и организационными соображениями.
Торрефикация, как модное и перспективное направление, была подхвачена западными фирмами. Даже не имея опыта в термической переработке древесины, они быстро ориентируются, подбирают оборудование, проводят небольшой объем экспериментов и строят опытно-промышленное производство. Потом предъявляют его нашим инвесторам и создается впечатление, что именно они внесли основной вклад в развитие направления. При этом, в качестве аппарата для торрефикации используется каскад из сушилок, предназначенных для сушки макаронных изделий. Выигрывают они потому, что готовы предварительно вложить деньги и показать готовое оборудование. Последующие трудности эксплуатации станут проблемой уже российских инвесторов.

 

Более подробно о торрефикации древесины, производстве пеллет, брикетов и их использовании можно узнать 24 мая в Санкт-Петербурге в рамках Международной конференции по биотопливу. Спешите регистрироваться.

Подробности здесь: http://www.infobio.ru/events/1461.html
 

Автор: 

Юрий Юдкевич, к.т.н., отдел «Биоэнергия» ЗАО «Лонас-Технология»

Биоэнергия, биотопливо — Журнал «Сельскохозяйственные Вести»

Биоэнергия – это энергия, получаемая с помощью, в том числе, биотоплива. Биотопливо получают из биологического сырья в результате его переработки.

Самым древнейшим твердым биотопливом являются дрова. В настоящее время древесные отходы (опилки, щепа, кора) очень широко брикетируются, паллетируются в гранулы, а затем сжигаются для получения, например, тепловой энергии.

Также топливные гранулы делаются из других отходов биологического происхождения — лузга, шелуха, солома и т.д., а также из торфа и твердых бытовых отходов.

К жидкому биотопливу относятся биоэтанол, биометанол, биобутанол, биодизель. Для получения биодизеля используются растительные или животные жиры. Сырьём могут быть рапсовое, соевое, пальмовое, кокосовое масло, или любого другого масла-сырца, а также отходы пищевой промышленности. Разрабатываются технологии производства биодизеля из водорослей.

Ферма Gut Karlshof, Германия

Самое известное газообразное биотопливо – это биогаз. Его получают путем сбраживания органических отходов (биомассы). Метановое разложение биомассы происходит под воздействием трёх видов бактерий. В цепочке питания последующие бактерии питаются продуктами жизнедеятельности предыдущих.

Для получения биогаза используют, в том числе, навоз и птичий помет, а также специально выращенные энергетические культуры, такие как кукуруза.

Выход биогаза зависит от содержания сухого вещества и вида используемого сырья может достигать до 300 м³ из 1 тонны.

Ферма Gut Karlshof, Германия

Не все одобряют развитие биотопливной индустрии считая, что она будет способствовать увеличению числа голодающих на планете. Т.к., по их мнению, на сельскохозяйственных площадях будут постепенно уменьшаться посевы продовольственных культур, и они будут замещаться культурами для получения биотоплива.

С другой стороны, продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН (FAO) в своем отчете за 2005 г. говорит о том, что рост потребления биотоплива 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.

Ферма Gut Karlshof, Германия

В России 1 января 2009 года введен в действие ГОСТ Р 52808-2007 «Нетрадиционные технологии. Энергетика биоотходов. Термины и определения». Приказ N 424-ст о введении стандарта был утвержден Ростехрегулированием 27 декабря 2007 года.

Стандарт разработан Лабораторией возобновляемых источников энергии географического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова и устанавливает термины и определения основных понятий в области биотоплива, с упором на жидкие и газообразные виды топлива.

Со списком статей опубликованных в нашем журнале по теме биоэнергия можно здесь, по теме биотопливо в этом разделе

Bioenergy — обзор | Темы ScienceDirect

Термины, определения и спецификации топлива в этой книге

Определение термина может варьироваться в зависимости от разных источников. Контекст его использования важен. Ниже приведены некоторые ключевые термины, определенные различными организациями и экспертами.

Биоэнергетика: Как определено в главе 1 (Введение в биоэнергетику) этой книги, – биоэнергия — это возобновляемая энергия, получаемая из недавно живого биологического материала, называемого биомассой. »Сеть биоэнергетического сырья Окриджской национальной лаборатории Министерства энергетики США (ORNL) определяет биоэнергетику как« полезную возобновляемую энергию, производимую из органического вещества — преобразование сложных углеводов в органическом веществе в энергию. »Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций (ФАО) ^{2 , 3} определяет биоэнергетику как« энергия из биотоплива. ”

Биотопливо: Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии США (EERE) ⁴ определяет термин биотопливо как« Биомасса, преобразованная в жидкое или газообразное топливо, такое как этанол, метанол, метан и водород .ORNL определяет биотопливо как « Топливо, полученное из ресурсов биомассы или производных от их переработки и преобразования, », тогда как ФАО определяет биотопливо как « Топливо (а), произведенное прямо или косвенно из биомассы. »В первой главе этой книги говорится, что« Биотопливо относится к твердому, жидкому и газообразному топливу, », соответственно, в главе 26 говорится, что« биотопливо широко используются для различных видов топлива, получаемого из живого вещества. например, этанол, биодизель, биогаз.

Биодизель: ORNL определяет биодизель как « Топливо, полученное из растительных масел или животных жиров ». Национальный совет США по биодизелю ⁵ (глава 2) определяет биодизель как « капля – в альтернативном дизельном топливе, произведенном из внутренних возобновляемых ресурсов, таких как растительные масла, животные жиры, отработанное кулинарное масло и даже из новых источников, таких как как водоросли ». Определение EERE: « Биоразлагаемое транспортное топливо для использования в дизельных двигателях, которое производится путем переэтерификации органических масел или жиров .«Сложные эфиры жирных кислот» называются биодизелем в главе «Производство биодизеля». В главе 27 этой книги говорится, что «биодизель» обычно используется для моноалкиловых эфиров длинноцепочечных жирных кислот в качестве альтернативы нефтяному дизельному топливу, который может использоваться в качестве смесей в дизельных двигателях.

Биомасса: Обратите внимание, что многие определения терминов зависят от того, как определяется термин «биомасса». EERE определяет биомассу как « энергетический ресурс, полученный из органического вещества ». ФАО определяет биомассу как « — материал биологического происхождения, за исключением материала, внедренного в геологические формации и преобразованного в ископаемое ».В первой главе этой книги биомасса определяется как « недавно живого биологического материала и отходов животного происхождения».

Характеристики топлива: В зависимости от нормативных требований региона или страны стандарты спецификации топлива могут различаться. Например, как описано в главе 28, спецификация США для биодизеля — ASTM D6751, а европейская спецификация — EN 14214. Ключевое различие между ними состоит в том, что первое относится к экстракции жирных кислот с помощью любого типа спирта (например.g., метанол, этанол), тогда как последнее относится к экстракции жирных кислот только через метанол.

Измененные определения этих терминов часто используются при получении конкретных терминов, например, в главе 4, посвященной древесной энергии, древесная биоэнергетика определяется как «энергия , полученная в результате прямого или косвенного преобразования биомассы деревьев и древесных кустарников. ”Аналогичным образом могут быть получены определения вариантов биоэнергетики из первого, второго и третьего поколений биотоплива.

Определение биоэнергетики

Биоэнергетика — это возобновляемая энергия, созданная из природных биологических источников.Многие природные источники, такие как растения, животные и их побочные продукты, могут быть ценными ресурсами. Современные технологии даже превращают свалки или зоны отходов в потенциальные биоэнергетические ресурсы. Его можно использовать как устойчивый источник энергии, обеспечивающий тепло, газ и топливо.

Поскольку энергия, содержащаяся в таких источниках, как растения, получается от солнца посредством фотосинтеза, она может быть восполнена и считается неисчерпаемым источником.

Использование биоэнергии может уменьшить наш углеродный след и улучшить окружающую среду.Хотя биоэнергетика использует такое же количество углекислого газа, как и традиционные ископаемые виды топлива, воздействие можно минимизировать, если заменять используемые растения. Этому процессу способствуют быстрорастущие деревья и трава, которые известны как сырье для биоэнергетики.

Откуда берется биоэнергетика

Большая часть биоэнергии поступает из лесов, сельскохозяйственных ферм и отходов. Сырье выращивается на фермах специально для использования в качестве источника энергии. Обычные культуры включают крахмал или сахаросодержащие растения, такие как сахарный тростник или кукуруза.

Как это создано

Чтобы превратить сырье в энергию, есть три процесса: химический, термический и биохимический. В химической переработке используются химические вещества для расщепления природного источника и его преобразования в жидкое топливо. Кукурузный этанол, топливо, получаемое из кукурузы, является примером результатов химической обработки. При термическом преобразовании используется тепло для преобразования источника в энергию посредством сжигания или газификации. Биохимическое преобразование использует бактерии или другие организмы для преобразования источника, например, путем компостирования или ферментации.

Кто им пользуется

Биоэнергетика существует на нескольких разных уровнях. Люди могут создавать биоэнергетику, например, создавая компостную кучу из кухонных отходов и удерживая червей для производства удобрений. На другом полюсе находятся крупные энергетические корпорации, которые ищут более устойчивые источники энергии, чем нефть или уголь. Эти организации используют огромные фермы и объекты, чтобы обеспечивать энергией сотни или тысячи клиентов.

Почему это важно

Возможность производить энергию с помощью растений или других ресурсов может уменьшить U.С. Опора на иностранные страны в поисках источников энергии. Биоэнергетика также считается важной для окружающей среды. Продолжающееся использование ископаемого топлива может вызвать серьезные экологические проблемы из-за образования парниковых газов, способствующих глобальному потеплению, или выброса вредных загрязнителей, таких как диоксид серы, которые могут нанести вред здоровью населения.

По мере развития технологий биоэнергетика может значительно сократить выбросы парниковых газов, выброс вредных газов, связанных с глобальным потеплением и изменением климата.Использование лесов и ферм в биоэнергетике может помочь бороться с вредным выбросом углекислого газа и помочь достичь баланса.

В настоящее время биоэнергетика не готова заменить ископаемое топливо. Этот процесс слишком дорогостоящий и требует слишком много ресурсов, чтобы быть практичным в большинстве областей. Большие участки земли и значительное количество воды, необходимые для успеха, могут быть трудными для многих штатов или стран. Кроме того, сельскохозяйственные ресурсы, такие как земля и вода, предназначенные для выращивания сельскохозяйственных культур, связанных с биоэнергетикой, могут ограничивать ресурсы, используемые для производства продуктов питания.Тем не менее, по мере того, как наука продолжает изучать эту область, биоэнергетика может все больше становиться более крупным источником энергии, который может помочь улучшить окружающую среду.

Преимущества биоэнергетики

Диоксид углерода (CO ₂ ), высвобождаемый из биомассы во время производства биоэнергии, является углеродом, который циркулирует в атмосфере по петле в процессе фотосинтеза и разложения. Следовательно, производство биоэнергии не приводит к дополнительному выбросу CO ₂ в атмосферу, как ископаемое топливо.

Ископаемое топливо — это ограниченный ресурс, вырабатываемый геологическими процессами на протяжении миллионов лет, и его использование представляет собой односторонний поток парниковых газов из-под поверхности земли в атмосферу.

Сокращение выбросов парниковых газов за счет использования биоэнергии

Степень сокращения выбросов парниковых газов широко варьируется и зависит от многих факторов, включая используемую биомассу (сырье), способы их производства и приобретения, а также тип и эффективность технологии, используемой для производства биоэнергии .Как правило, сокращение выбросов парниковых газов от биоэнергетических систем является наибольшим, когда биомасса отходов преобразуется в тепло или комбинированное тепло и электроэнергию на современных заводах, расположенных рядом с местом образования отходов.

Преимущества Bioenergy по сокращению выбросов парниковых газов потенциально больше, чем у других возобновляемых источников энергии. Например, стерню, предназначенную для сжигания в поле, можно собрать и сжечь на биоэнергетической установке с контролируемыми выбросами. Таким образом, выбросы парниковых газов сокращаются дважды: один раз в полевых условиях за счет уменьшения сжигания, а второй за счет замещения ископаемого топлива в результате производства биоэнергии.

Во всем мире проводятся обширные исследования для количественной оценки общего воздействия на жизненный цикл различных систем биоэнергетики и других возобновляемых источников энергии. Например, в рамках проекта МЭА по биоэнергетике 38 «Балансы парниковых газов биомассы и биоэнергетических систем».

Возобновляемая энергия

Биоэнергия — это возобновляемая энергия, которая может приносить множество дополнительных преимуществ, степень которых зависит от комбинации факторов, включая типы используемого сырья, способы его производства и транспортировки и эффективность технологий, используемых для преобразования их к биоэнергетике.

Производство тепла и электроэнергии

В отличие от большинства других возобновляемых источников энергии, биомасса может генерировать как тепло, так и электричество на ТЭЦ. Затем его можно использовать для различных систем отопления и охлаждения в промышленности или для небольших населенных пунктов.

Ферма Беррибанк, Виктория, которая преобразует отходы свиноводства в энергию

Биоэнергетические качества

Лучшее качество воздуха

Биоэнергетика может обеспечить улучшение качества воздуха там, где остатки биомассы сгорели бы на открытом воздухе поля или лес, такие как стерня, обрезка деревьев или рубка, удаляются и сжигаются на биоэнергетической установке с улучшенными выбросами.

Биотопливо поддается биологическому разложению

Топливо на нефтяной основе и нефтехимия могут быть вредными для окружающей среды и являются основными загрязнителями поверхностных и грунтовых вод. Биотопливо, такое как этанол и биодизель, менее токсично и поддается биологическому разложению.

Региональное и сельское экономическое развитие и возможности трудоустройства

Международные и австралийские исследования показывают, что биоэнергетика создает множество постоянных рабочих мест; как правило, больше, чем у большинства других видов возобновляемой энергии.

Биоэнергетика помогает стимулировать региональное экономическое развитие и занятость, обеспечивая новые, децентрализованные и диверсифицированные потоки доходов от производства биоэнергии и биомассы.Это дает землевладельцам больше рыночных возможностей для их традиционных сельскохозяйственных и древесных культур, а также для использования потоков отходов, таких как навоз. Это также может открыть возможности для выращивания новых культур, особенно на сельскохозяйственных угодьях с малоплодородным или низким уровнем осадков, например Juncea для биодизеля как промежуточной культуры с низким уровнем осадков.

Новые возможности трудоустройства возникают в результате выращивания и сбора биомассы, транспортировки, обработки и закупок, строительства, эксплуатации и технического обслуживания биоэнергетических установок.

Поддержка сельского хозяйства и пищевой промышленности

Использование биомассы может помочь повысить устойчивость в сельском хозяйстве, лесной и пищевой промышленности.Биоэнергетика обеспечивает использование их потоков отходов, может помочь им снизить затраты на электроэнергию и потенциально добавить новый поток доходов, если они смогут продавать тепло, полученное из биомассы, и / или экспортировать «зеленую» электроэнергию в сеть.

Использование биомассы может помочь повысить устойчивость в сельском хозяйстве, лесной и пищевой промышленности. Биоэнергетика обеспечивает использование их потоков отходов, может помочь им снизить затраты на электроэнергию и потенциально добавить новый поток доходов, если они смогут продавать тепло, полученное из биомассы, и / или экспортировать «зеленую» электроэнергию в сеть.

Экономия затрат

Использование правильной биоэнергетической технологии в правильной ситуации может помочь добиться большей экономии затрат, чем при использовании ископаемого топлива. Например, районы, которые зависят от сжиженного нефтяного газа для отопления (не связанные с природным газом), районы, удаленные от или около конца энергосистемы, подверженные отключениям и отключениям, а также потери при передаче электроэнергии и затраты на модернизацию блок питания высокий.

Меньше захоронения отходов

Использование потоков отходов для производства биоэнергии снижает экологические и экономические затраты на захоронение на полигонах и снижает риски загрязнения.

Энергетическая надежность и безопасность

Энергетическую надежность и безопасность в сельских и региональных районах можно повысить, предоставив внутренний источник энергии, который может работать непрерывно или в часы пик, как того требует рынок электроэнергии, с большей гибкостью для увеличения производства в короткие сроки чем крупные угольные электростанции.

Растущий спектр технологий и приложений

Растет спектр проверенных, адаптируемых технологий, доступных для преобразования биомассы в тепло, электричество и биотопливо.

Производство биоэнергии и биотоплива может быть связано с разработкой других биопродуктов и биотехнологий. Например, органические дигестаты, полученные как побочный продукт анаэробного переваривания, можно использовать в качестве удобрения или усилителя почвы.

Биомасса может производить полезные химические вещества как часть интегрированной системы биопереработки — аналогично нефтеперерабатывающему заводу.

Альтернативы предписанному выжиганию леса

Производство биоэнергии может стать альтернативой предписанному выжиганию леса.Механическое прореживание и удаление биомассы для биоэнергетики можно использовать в качестве метода снижения уровней опасного топлива, особенно в районах, где затраты и риски, связанные с предписанным сжиганием, высоки.

Улучшения качества воды также были зарегистрированы там, где сокращение сжигания топлива заменено сбором биомассы. По этим причинам сбор и удаление биомассы для биоэнергетики и других небольших применений древесины является методом, широко используемым в лесах и лесных массивах США.

Экологические выгоды от выращивания определенных биоэнергетических культур

Биоэнергетические культуры можно выращивать на территориях, которые получают выгоду от дополнительного растительного покрова.Например, деревья можно выращивать и собирать для получения древесной биомассы на фермах в конфигурациях, которые обеспечивают ферме укрытие, тень, контроль засоления, биоразнообразие и поглотители углерода. Такие виды, как эвкалипты Малли, широко выращиваются в Австралии и, благодаря их способности к подрастанию (повторному отстрелу), их можно многократно собирать и выращивать для получения возобновляемой энергии и других региональных и фермерских выгод.

Plantation Deans Marsh

Biochar и биоэнергетика

Производство biochar

Когда хорошо сделано, biochar может обогащать почву в любом месте как стабильный углерод. -2000 лет.Однако некоторые из более простых пиролизеров biochar, такие как горелки для ульев и частично запечатанные тлеющие дрова, могут выделять токсичные газы и мощные парниковые газы, такие как метан. Этот результат сводит на нет преимущества biochar по улавливанию углерода. Однако современные пиролизеры с хорошей конструкцией могут улавливать и преобразовывать газообразные метан и водород в возобновляемые источники энергии и управлять выбросами. Системам Biochar необходимо провести анализ жизненного цикла, чтобы определить свой потенциал смягчения последствий изменения климата с использованием международно признанных протоколов.Международная инициатива по биочару (IBI) занимается подготовкой разработанных и признанных во всем мире стандартов для характеристики биоугля и разработки стандартов, относящихся к производству и использованию биоугля.

Бункер для биомассы, Айдахо, США Мешок с биочаром

Биочар — стабильная форма древесного угля, производимая из органических материалов с низким содержанием кислорода, таких как древесина или сельскохозяйственные отходы. условия, известные как пиролиз и газификация.

Производство биоугля путем пиролиза также дает биоэнергетику в виде тепла и биомасла в различных количествах в зависимости от температуры и используемого процесса пиролиза.

Biochar также может производиться посредством газификации, хотя выходы biochar обычно составляют всего около 1%, при этом основную часть конечного продукта составляет синтез-газ. Синтез-газ (также известный как древесный газ или синтез-газ) состоит из множества газов, включая водород и окись углерода, которые можно улавливать, очищать и сжигать для получения тепла и / или энергии.

Биоэнергетика | Энергия | Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций

Биоэнергетика — это энергия из биотоплива. Биотопливо — это топливо, производимое прямо или косвенно из биомассы. Биомасса — это материал биологического происхождения, например древесина, навоз или древесный уголь, и он не включает материал, внедренный в геологические образования и преобразованный в окаменелости.

Связи между биоэнергетикой и продовольственной безопасностью сложны. Обеспечение устойчивости развития биоэнергетики становится еще более сложной задачей, когда мы пытаемся использовать ее потенциальные выгоды для развития сельских районов, климата и энергетической безопасности.Требуется комплексный подход к устранению этих связей и продвижению «продуктов питания и топлива», а также к обеспечению того, чтобы биоэнергетика вносила вклад в устойчивое развитие. Этот подход требует:

• Глубокого понимания ситуации и связанных с ней возможностей, рисков, синергии и компромиссов.
• Благоприятная политическая и институциональная среда с разумной и гибкой политикой и эффективными средствами их реализации.
• Внедрение передовой практики инвесторами и производителями с целью снижения рисков и увеличения возможностей; и соответствующие инструменты политики для продвижения этой передовой практики.
• Надлежащий мониторинг, оценка и реагирование на воздействие .

Чтобы продвигать этот надежный и комплексный подход, ФАО в сотрудничестве с партнерами разработала Пакет поддержки ФАО для принятия решений в области устойчивой биоэнергетики . Этот пакет поддержки включает в себя различные элементы, которые можно использовать независимо или вместе на разных этапах процесса принятия решений и мониторинга развития биоэнергетики.

Инструмент поддержки принятия решений (DST)

DST ООН-Энергия для устойчивой биоэнергетики, подготовленный совместно ФАО и ЮНЕП, предлагает пошаговые инструкции как для процессов формулирования стратегии, так и для процессов принятия инвестиционных решений, а также предлагает хранилище технических ресурсов и ссылки на существующие инструменты, руководства и информационные ресурсы.DST можно рассматривать как комплексную основу, в которую вписываются другие элементы пакета поддержки ФАО.

Подход в области биоэнергетики и продовольственной безопасности (BEFS)

Подход ФАО BEFS поддерживает страны в разработке политики, основанной на фактических данных, на основе информации на уровне страны и в рамках институционального диалога с участием соответствующих заинтересованных сторон. В частности, подход BEFS состоит из мультидисциплинарных и интегрированного набора инструментов и руководства , которые могут помочь странам на протяжении всего процесса разработки и реализации политики в области биоэнергетики.

Глобальное партнерство по биоэнергетике (GBEP) Показатели устойчивости биоэнергетики

24 индикатора устойчивости биоэнергетики GBEP были разработаны с ФАО и согласованы в 2011 году 23 странами и 13 международными организациями (с участием еще 22 стран и 10 международных организаций в качестве наблюдателей. ) предоставить комплексные, но практичные средства оценки воздействия производства и использования биоэнергии в стране.

На сегодняшний день индикаторы устойчивости GBEP для биоэнергетики внедрены более чем в десятке стран.С 2011 по 2014 год ФАО провела пилотное тестирование индикаторов в Колумбии и Индонезии, а с 2016 по 2018 год ФАО внедрила индикаторы GBEP в Парагвае и Вьетнаме с целью мониторинга экологических, социальных и экономических последствий их национального производства и использования биоэнергии. Оба проекта были поддержаны правительством Германии.

Интегрированные продовольственно-энергетические системы

Интегрированная продовольственно-энергетическая система (IFES) — это диверсифицированная система сельскохозяйственного производства, которая включает агробиоразнообразие и основывается на принципах устойчивой интенсификации производства.IFES может представлять собой мелкомасштабную деятельность, управляемую на уровне села / домашнего хозяйства, или крупномасштабную деятельность, предназначенную для коммерческой деятельности. IFES может оптимизировать землепользование за счет комбинации выращивания продовольственных и энергетических культур и / или оптимизировать использование биомассы за счет каскадной последовательности для производства как продуктов питания, так и энергии. В зависимости от обстоятельств производство солнечной, тепловой, геотермальной, ветровой и / или гидроэнергии может быть неотъемлемой частью системы.

ФАО разработала аналитическую основу для оценки устойчивости и возможности воспроизведения IFES.Этот инструмент использовался во Вьетнаме в 2015 году, а также в Мозамбике и Гане в 2016-2017 годах.

Производство биоэнергии и воздействие на окружающую среду | Письма о геонауках

Бланко-Канки Х, Вортманн С. (2017) Удаление растительных остатков и ветровая эрозия почвы. J Soil Water Conserv 72 (5): 97A – 104A

Статья Google ученый

Boschiero M, Cherubini F, Nati C, Zerbe S (2016) Оценка жизненного цикла производства биоэнергии из древесных остатков садов в северной Италии.J Clean Prod 112: 2569–2580

Артикул Google ученый

Браун Р.А., Розенберг, штат Нью-Джерси, Хейс С.Дж., Истерллинг В.Е., Мирнс Л.О. (2000) Потенциальное производство проса проса и традиционных культур и воздействие на окружающую среду в условиях нынешнего и тепличного климата в центральной части США: исследование с помощью моделирования. Agr Ecosyst Environ 78: 31–47

Статья Google ученый

Chen Y, Ale S, Rajan N, Srinivasan R (2017) Моделирование эффектов изменения землепользования от хлопка ( Gossypium hirsutum L.) к многолетним биоэнергетическим травам на гидрологию водосбора и качество воды в условиях изменяющегося климата. Управление водных ресурсов сельского хозяйства 192: 198–208

Статья Google ученый

Cheng W (2009) Эффект прайминга ризосферы: его функциональные связи с круговоротом микробов, эвапотранспирацией и балансом C – N. Soil Biol Biochem 41 (9): 1795–1801

Статья Google ученый

Керубини Ф., Стромман А.Х. (2011) Оценка жизненного цикла биоэнергетических систем: современное состояние и будущие задачи.Биоресур Технол 102 (2): 437–451

Артикул Google ученый

Cibin R, Trybula E, Chaubey I., Brouder SM, Volenec JJ (2016) Влияние биоэнергетических культур на гидрологию и качество воды в масштабе водоразделов с использованием улучшенной модели SWAT. GCB Bioenergy 8 (4): 837–848

Статья Google ученый

Куни Д., Ким Х., Куинн Л., Ли М-С, Го Дж, Чен С.-л Сюй, Б. С. Ли Д.К. (2017) Просо просо как биоэнергетическая культура на Лессовом плато, Китай: потенциальное производство лигноцеллюлозного сырья и охрана окружающей среды.J Integr Agr 16 (6): 1211–1226

Артикул Google ученый

Correa DF, Beyer HL, Possingham HP, Thomas-Hall SR, Schenk PM (2017) Воздействие производства биоэнергии на биоразнообразие: микроводоросли против биотоплива первого поколения. Renew Sustain Energy Rev 74: 1131–1146

Статья Google ученый

Dias GM, Ayer NW, Kariyapperuma K, Thevathasan N, Gordon A, Sidders D, Johannesson GH (2017) Оценка жизненного цикла производства тепловой энергии из биомассы короткооборотистой ивы в южной части Онтарио, Канада.Appl Energy 204: 343–352

Статья Google ученый

Древняк Б.А., Мишра У., Сонг Дж., Прелл Дж., Котамарти В.Р. (2015) Моделирование воздействия использования сельскохозяйственных земель и управления ими на углеродные бюджеты США. Биогеонауки 12 (7): 2119–2129

Статья Google ученый

Dunn JB, Mueller S, H-y Kwon, Wang MQ (2013) Изменения в землепользовании и выбросы парниковых газов от кукурузы и целлюлозного этанола.Биотехнология Биотопливо 6:51

Статья Google ученый

EPA (2011) Биотопливо и окружающая среда: первый трехгодичный отчет конгрессу. Национальный центр экологической оценки EPA : 2011

Escobar N, Ramírez-Sanz C, Chueca P, Moltó E, Sanjuán N (2017) Оценка многолетнего жизненного цикла производства проса проса ( Panicum virgatum L.) в Средиземноморский регион Испании: сравнительный пример.Биомасса Биоэнергетика 107: 74–85

Статья Google ученый

Fazio S, Monti A (2011) Оценка жизненного цикла различных систем производства биоэнергии, включая многолетние и однолетние культуры. Биомасса Биоэнергетика 35 (12): 4868–4878

Статья Google ученый

Fu J, Jiang D, Huang Y, Zhuang D, Ji W (2014) Оценка предельных земельных ресурсов, подходящих для развития биоэнергетики в Азии.Adv Meteorol 2014: 1–9

Статья Google ученый

Гаспаратос А., Стромберг П., Такеучи К. (2011) Биотопливо, экосистемные услуги и благосостояние человека: включение биотоплива в описание экосистемных услуг. Agr Ecosyst Environ 142 (3–4): 111–128

Статья Google ученый

Guerrero AB, Muñoz E (2018) Оценка жизненного цикла этанола второго поколения, полученного из банановых сельскохозяйственных отходов: воздействие на окружающую среду и энергетический баланс.J Clean Prod 174: 710–717

Статья Google ученый

Guo T, Cibin R, Chaubey I., Gitau M, Arnold JG, Srinivasan R, Kiniry JR, Engel BA (2018) Оценка роста биоэнергетических культур и влияние биоэнергетических культур на речной сток, сток дренажных плит и потери питательных веществ в водоразделе с обширным дренированным плиткой водоразделом с использованием спецназа. Sci Total Environ 613–614: 724–735

Статья Google ученый

Харрис З.М., Спейк Р., Тейлор Г. (2015) Изменение землепользования на биоэнергетику: метаанализ почвенного углерода и выбросов парниковых газов.Биомасса Биоэнергетика 82: 27–39

Статья Google ученый

Hejazi MI, Voisin N, Liu L, Bramer LM, Fortin DC, Hathaway JE, Huang M, Kyle P, Leung LR, Li HY, Liu Y, Patel PL, Pulsipher TC, Rice JS, Tesfa TK, Vernon CR, Zhou Y (2015) Снижение выбросов в США в XXI веке может усилить водный стресс в большей степени, чем изменение климата, которое оно смягчает. PNAS 112 (34): 10635–10640

Статья Google ученый

Hill J, Nelson E, Tilman D, Polasky S, Tiffany D (2006) Экологические, экономические и энергетические затраты и преимущества биодизельного топлива и биотоплива на основе этанола.PNAS 103 (30): 11206–11210

Статья Google ученый

Hoekman SK, Broch A, Liu X (2018) Экологические последствия увеличения производства и использования этанола в США: обзор литературы. Часть I — воздействие на воду, почву и качество воздуха. Renew Sustain Energy Rev 81: 3140–3158

Статья Google ученый

Homagain K, Shahi C, Luckai N, Sharma M (2015) Оценка воздействия на окружающую среду жизненного цикла производства и использования биоэнергии на основе биоугля в Северо-Западном Онтарио, Канада.J Forestry Res 26 (4): 799–809

Статья Google ученый

Immerzeel DJ, Verweij PA, van der Hilst F, Faaij APC (2014) Воздействие производства биоэнергетических культур на биоразнообразие: современный обзор. GCB Bioenergy 6 (3): 183–209

Статья Google ученый

Цзян Д., Чжуан Д., Фу Дж, Хуанг И, Вэнь К. (2012) Биоэнергетический потенциал пожнивных остатков в Китае: наличие и распространение.Renew Sustain Energy Ред. 16 (3): 1377–1382

Статья Google ученый

Jiang D, Hao M, Fu J, Zhuang D, Huang Y (2014) Пространственно-временные изменения маргинальных земель, пригодных для строительства электростанций, с 1990 по 2010 год в Китае. Sci Rep 4: 5816

Статья Google ученый

Ким Х.К., Параджули П.Б., Филип С.Д. (2013) Оценка воздействия биоэнергетических культур и изменения климата на гидрометеорологию в бассейне реки Язу, штат Миссисипи.Agric For Meteorol 169: 61–73

Статья Google ученый

Lal R (2005) Производство пожнивных остатков в мире и последствия их использования в качестве биотоплива. Environ Int 31 (4): 575–584

Статья Google ученый

Li W, Dang Q, Brown RC, Laird D, Wright MM (2017) Влияние свойств биомассы на выходы пиролиза, экономические и экологические характеристики платформы пиролиз-биоэнергетика-биоуголь для отрицательной углеродной энергии.Биоресур Технол 241: 959–968

Артикул Google ученый

Лю Т., МакКонки Б.Г., Ма З., Лю З., Ли Х, Ченг Л. (2011) Анализ сильных и слабых сторон, возможностей и угроз производства биоэнергии на маргинальных землях. Энергетическая процедура 5: 2378–2386

Статья Google ученый

Лю В., Ян Дж., Ли Дж., Сан Т. (2012) Потенциал урожайности энергетических культур мискантуса на Лессовом плато Китая.GCB Bioenergy 4 (5): 545–554

Статья Google ученый

Liu T, Huffman T, Kulshreshtha S, McConkey B, Du Y, Green M, Liu J, Shang J, Geng X (2017) Производство биоэнергии на маргинальных землях в Канаде: потенциал, экономическая осуществимость и выбросы парниковых газов ударов. Appl Energy 205: 477–485

Статья Google ученый

Lu L, Jiang D, Fu J, Zhuang D, Huang Y, Hao M (2014) Оценка энергетической выгоды биодизеля на основе Pistacia chinensis в Китае.Renew Sustain Energy Rev 35: 258–264

Статья Google ученый

Мэннинг П., Тейлор Дж., Хэнли М.Э. (2015) Биоэнергетика, производство продуктов питания и биоразнообразие — маловероятный союз? GCB Bioenergy 7 (4): 570–576

Статья Google ученый

McCalmont JP, Hastings A, McNamara NP, Richter GM, Robson P, Donnison IS, Clifton-Brown J (2017a) Экологические издержки и преимущества выращивания мискантуса для биоэнергетики в Великобритании.GCB Bioenergy 9 (3): 489–507

Статья Google ученый

McCalmont JP, McNamara NP, Donnison IS, Farrar K, Clifton-Brown J (2017b) Межгодовое сравнение потока CO ₂ и баланса углерода при коммерческом переходе землепользования от полуулучшенных пастбищ к Мискантус x гигантский . GCB Bioenergy 9: 229–245

Статья Google ученый

Оуян В., Лай Х, Ли Х, Лю Х, Линь К., Хао Ф. (2015) Взаимосвязь дыхания почвы и потери углерода с температурой и преобразованием землепользования в зонах замораживания-оттаивания сельскохозяйственных угодий.Sci Total Environ 533: 215–222

Статья Google ученый

Ozturk M, Saba N, Altay V, Iqbal R, Hakeem KR, Jawaid M, Ibrahim FH (2017) Биомасса и биоэнергетика: обзор потенциала развития в Турции и Малайзии. Renew Sustain Energy Ред. 79: 1285–1302

Статья Google ученый

Параджули Р., Кнудсен М.Т., Джомо С.Н., Корона А., Бирквед М., Далгаард Т. (2017) Оценка экологического жизненного цикла производства ивы, люцерны и соломы из ярового ячменя в качестве сырья для систем биоэнергетики или биопереработки.Sci Total Environ 586: 226–240

Статья Google ученый

Pennington DW, Potting J, Finnveden G, Lindeijer E, Jolliet O, Rydberg T., Rebitzer G (2004) Оценка жизненного цикла, часть 2: текущая практика оценки воздействия. Environ Int 30 (5): 721–739

Статья Google ученый

Pourhashem G, Rasool QZ, Zhang R, Medlock KB, Cohan DS, Masiello CA (2017) Оценка влияния сокращения выбросов биоугля на почвенные выбросы NO.Environ Sci Technol 51 (17): 9856–9863

Статья Google ученый

Qin Z, Dunn JB, Kwon H, Mueller S, Wander MM (2016) Влияние пространственно-зависимых смоделированных коэффициентов выбросов углерода почвы на выбросы парниковых газов кукурузы и целлюлозного этанола в течение жизненного цикла. GCB Bioenergy 8 (6): 1136–1149

Статья Google ученый

Qin Z, Zhuang Q, Cai X, He Y, Huang Y, Jiang D, Lin E, Liu Y, Tang Y, Wang MQ (2018) Биомасса и биотопливо в Китае: к потенциалу биоэнергетических ресурсов и их влияние на окружение.82: 2387–2400

Статья Google ученый

Robertson GP, ​​Grace PR, Izaurralde RC, Parton WP, Zhang X (2014) CO ₂ выбросы биотоплива, полученного из растительных остатков. Nat Clim Change 4 (11): 933–934

Статья Google ученый

Rowe RL, Street NR, Taylor G (2009) Определение потенциальных воздействий на окружающую среду крупномасштабного внедрения специализированных биоэнергетических культур в Великобритании.Renew Sustain Energy Ред. 13 (1): 271–290

Статья Google ученый

Сан Т., Чжу В. (2011) Биоэнергетический потенциал Китая. GCB Bioenergy 3 (2): 79–90

Статья Google ученый

Шмидт Т., Фернандо А.Л., Монти А., Реттенмайер Н. (2015) Оценка жизненного цикла биоэнергетики и биопродуктов из многолетних трав, выращиваемых на маргинальных землях в Средиземноморском регионе.Bioenergy Res 8 (4): 1548–1561

Статья Google ученый

Schroder P, Beckers B, Daniels S, Gnadinger F, Maestri E, Marmiroli N, Mench M, Millan R, Obermeier MM, Oustriere N, Persson T, Poschenrieder C, Rineau F, Rutkowska B, Schmid T., Szulc W, Witters N, Saebo A (2018) Интенсификация производства, преобразование биомассы в энергию и новые товары и защита почв в Европе — видение того, как мобилизовать маргинальные земли. Sci Total Environ 616–617: 1101–1123

Статья Google ученый

Searchinger T, Heimlich R, Houghton RA, Dong F, Elobeid A, Fabiosa J, Tokgoz S, Hayes D, Yu T-H (2008) Использование пахотных земель в США для производства биотоплива увеличивает выбросы парниковых газов из-за изменений в землепользовании.Science 319: 1238–1240

Статья Google ученый

Служба РФ (2009) Еще один недостаток биотоплива: потребность в орошении. Science 326: 517–518

Статья Google ученый

Шихан Дж. Дж., Адлер ПР, Дель Гроссо С.Дж., Истер М., Партон В., Паустиан К., Уильямс С. (2014) CO ₂ выбросы от биотоплива, полученного из растительных остатков. Nat Clim Change 4 (11): 932–933

Статья Google ученый

Соам С., Боржессон П., Шарма П.К., Гупта Р.П., Тули Д.К., Кумар Р. (2017) Оценка жизненного цикла методов использования рисовой соломы в Индии.Биоресур Технол 228: 89–98

Артикул Google ученый

Souza GM, Ballester MVR, de Brito Cruz CH, Chum H, Dale B, Dale VH, Fernandes ECM, Foust T, Karp A, Lynd L, Maciel Filho R, Milanez A, Nigro F, Osseweijer P, Verdade LM, Victoria RL, Van der Wielen L (2017) Роль биоэнергетики в мире, меняющем климат. Environ Dev 23: 57–64

Статья Google ученый

Tock JY, Lai CL, Lee KT, Tan KT, Bhatia S (2010) Банановая биомасса как потенциальный возобновляемый источник энергии: пример из Малайзии.Renew Sustain Energy Ред. 14 (2): 798–805

Статья Google ученый

Тонини Д., Хамелин Л., Альварадо-Моралес М., Аструп Т.Ф. (2016) Коэффициенты выбросов парниковых газов для биоэлектричества, биометана и биоэтанола количественно определены для 24 субстратов биомассы с последующей оценкой жизненного цикла. Биоресур Технол 208: 123–133

Артикул Google ученый

Конгресс США (2007 г.) Закон об энергетической независимости и безопасности 2007 г. (HR 6.110-й Конгресс. 1-я сессия. Декабрь 2007 г.)

USEIA (2011) Международный энергетический прогноз, 2011 г. Управление энергетической информации США, Вашингтон, округ Колумбия

Google ученый

Ван Дам Дж., Юнгингер М. (2011) Стремление к дальнейшей гармонизации критериев устойчивости биоэнергетики в Европе: рекомендации из анкеты заинтересованных сторон. Энергетическая политика 39 (7): 4051–4066

Статья Google ученый

Ван М., Хан Дж., Данн Дж. Б., Цай Х, Элговайни А. (2012) Энергопотребление скважин и выбросы парниковых газов этанола из кукурузы, сахарного тростника и целлюлозной биомассы для использования в США.Environ Res Lett 7 (4): 045905

Статья Google ученый

Уоррен Раффа Д., Богдански А., Титтонелл П. (2015) Как удаление растительных остатков влияет на органический углерод почвы и урожайность? Иерархический анализ факторов управления и окружающей среды. Биомасса Биоэнергетика 81: 345–355

Статья Google ученый

Werling BP, Dickson TL, Rufus I, Hannah G, Claudio G, Gross KL, Heidi L, Malmstrom CM, Meehan TD, Ruan L, Roberston BA, Roberston GP, ​​Schmidt TM, Schrotenboer AC, Teal TK, Wilson JK, Landis DA (2013) Многолетние луга улучшают биоразнообразие и многочисленные экосистемные услуги в биоэнергетических ландшафтах.PNAS 111 (4): 1652–1657

Статья Google ученый

Вик Б, Смитс Э, Уотсон Х, Файдж А. (2011) Текущий потенциал производства биоэнергии в полузасушливых и засушливых регионах Африки к югу от Сахары. Биомасса Биоэнергетика 35 (7): 2773–2786

Статья Google ученый

Williams AG, Audsley E, Sandars DL (2010) Экологическое бремя производства мягкой пшеницы, масличного рапса и картофеля в Англии и Уэльсе с использованием моделирования и системного моделирования.Int J Life Cycle Assess 15 (8): 855–868

Статья Google ученый

Ву И, Лю С. (2012) Влияние альтернатив производства биотоплива на количество и качество воды в бассейне реки Айова. Биомасса Биоэнергетика 36: 182–191

Статья Google ученый

Wu Y, Liu S, Li Z (2012) Выявление потенциальных областей для производства биотоплива и оценка воздействия на окружающую среду: тематическое исследование бассейна реки Джеймс на Среднем Западе США.GCB Bioenergy 4 (6): 875–888

Статья Google ученый

Wu M, Zhang Z, Y-w Chiu (2014) Влияние биотоплива на количество воды в жизненном цикле и качество воды. Curr Sustain Renew Energy Rep 1 (1): 3–10

Статья Google ученый

Ву И, Лю С., Янг С.Дж., Дахал Д., Соль Т.Л., Дэвис Б. (2015) Прогноз воздействия производства кукурузы и уборки соломы на динамику органического углерода в почве в умеренных прериях США.Sci Rep 5: 10830

Статья Google ученый

Yaeger MA, Sivapalan M, McIsaac GF, Cai X (2013) Сравнительный анализ гидрологических характеристик в двух сельскохозяйственных водосборных бассейнах в восточно-центральном Иллинойсе: наследие прошлого для информирования будущего. Hydrol Earth Syst Sci 17 (11): 4607–4623

Статья Google ученый

Чжоу X, Кларк С.Д., Наир С.С., Хокинс С.А., Ламберт Д.М. (2015) Экологический и экономический анализ использования SWAT для моделирования воздействия производства проса проса на качество воды в водоразделе с нарушенным водоразделом.Управление водных ресурсов сельского хозяйства 160: 1–13

Статья Google ученый

3. Как производится биоэнергия?

Ожидается, что разрабатываемые технологии второго поколения будут производить экономически конкурентоспособное жидкое биотопливо, которое может использоваться для транспортировки из целлюлозного сырья, включая как сельскохозяйственные остатки, так и древесину. Ожидается, что технология коммерчески конкурентоспособного преобразования целлюлозы в жидкое биотопливо будет доступна в течение десяти-пятнадцати лет (Worldwatch Institute, 2007).Уже ведется демонстрационное производство (см. Www.iogen.ca), при этом биоэтанол является жидким целлюлозным биотопливом, наиболее близким к коммерциализации. Правительство Соединенных Штатов в настоящее время инвестирует в небольшие целлюлозные биоперерабатывающие заводы (Министерство энергетики США, 2008 г.).

Сельскохозяйственные отходы, вероятно, будут одним из самых дешевых жидких видов сырья для биотоплива. Жмых и остатки от производства зерновых, в том числе кукурузы, пшеницы, ячменя, риса и ржи, входят в число исходных материалов, которые можно использовать для производства биоэтанола.Однако только около 15 процентов от общего объема производства остатков будет доступно для производства энергии с учетом потребностей, связанных с охраной почвы, кормами для скота и такими факторами, как сезонные колебания (Bowyer and Stockmann, 2001). По мере увеличения производства биоэнергии сельскохозяйственные остатки могут стать более важным сырьем для биотоплива, и их доступность может увеличиться за счет совершенствования методов управления.

Остатки лесной промышленности и древесина лесных плантаций являются другими потенциальными источниками сырья для промышленного производства целлюлозного биотоплива.Сегодня лишь небольшая часть жидкого биотоплива производится из лесов, но разработка экономически жизнеспособного процесса производства жидкого целлюлозного биотоплива может привести к широкому использованию лесной биомассы в транспортном секторе.

В настоящее время разрабатываются две основные технологии преобразования древесины в жидкое топливо и химические вещества: биохимическое преобразование и термохимическое преобразование (газификация или пиролиз). При биохимическом преобразовании древесина обрабатывается с использованием ферментов для высвобождения гемицеллюлозы и целлюлозы в виде сахаров.Затем эти сахара можно преобразовать в этанол или другие продукты. Остаток лигнина также преобразуется в другие продукты или используется для производства тепла и электроэнергии для работы завода или для продажи.

При газификации древесина и кора нагреваются в минимальном присутствии кислорода для получения смеси окиси углерода и водорода, которая после очистки называется синтез-газом (синтез-газом). Синтез-газ можно в дальнейшем преобразовать в жидкое транспортное топливо. Пиролиз — это процесс обработки древесины при более низкой температуре в отсутствие или минимальном присутствии кислорода для превращения древесины в полукокс, неконденсирующиеся газы и пиролизные масла.Пиролизное масло можно использовать непосредственно в качестве топлива или перерабатывать в топливо и химикаты.

В настоящее время технологии биохимического преобразования требуют чистой древесной щепы (без коры), которая может потреблять те же древесные ресурсы, что и целлюлозные заводы. Однако для термохимического преобразования можно использовать смесь древесины и коры.

Интересная перспектива — это биоперерабатывающие заводы, которые, как ожидается, будут производить не только тепло и электроэнергию, но также транспортное топливо и промышленную продукцию. Современные целлюлозно-бумажные комбинаты, которые в некоторых случаях являются чистыми производителями тепла и электроэнергии, можно охарактеризовать как прототипы биоперерабатывающих заводов.Видение заключается в том, что целлюлозные заводы из крупных потребителей энергии и производителей только целлюлозы и бумаги превратятся в производителей целлюлозы и бумаги, а также тепла, электроэнергии, транспортного топлива и специальных химикатов. Существует потенциал для корректировки ассортимента продукции в соответствии с рыночной ситуацией, что позволяет оптимизировать прибыль, получаемую от определенного количества древесины (ЕЭК ООН / ФАО, 2007 г.).

Вероятно, что процессы второго поколения будут более прибыльными, если они будут интегрированы в существующие производственные мощности, такие как бумажные фабрики, которые производят или имеют доступ к недорогой или побочной биомассе (Global Insight, 2007).Производство целлюлозного этанола, вероятно, будет ограничено за пределами США, Европы и Бразилии из-за ограниченного размера ожидаемых рынков и доступности импорта.

В настоящее время Соединенные Штаты являются одной из самых передовых стран с точки зрения конверсии целлюлозы. Оказывается поддержка развитию интегрированных лесных биоперерабатывающих заводов, которые будут добавлены к существующим целлюлозным заводам и будут производить возобновляемую биоэнергетику и биопродукты из лесных и сельскохозяйственных материалов (ЕЭК ООН / ФАО, 2007).В настоящее время усилия сосредоточены в трех основных областях:

• поиск рентабельных процессов для отделения и извлечения выбранных компонентов из древесины перед варкой целлюлозы для использования в производстве жидкого топлива и химикатов;
• с использованием технологий газификации для преобразования биомассы, включая лесные и сельскохозяйственные отходы и черный щелок, в синтетический газ, который впоследствии преобразуется в жидкое топливо, электроэнергию, химикаты и другие ценные материалы;
• повышение продуктивности лесов, включая создание быстрорастущих плантаций биомассы, предназначенных для производства экономичного высококачественного сырья для биоэнергетики и биопродуктов.

Развитие технологий производства биотоплива из целлюлозных источников открывает большие перспективы для использования древесины в производстве энергии. Однако тот факт, что потребуются передовые технологии, ограничивает глобальную доступность систем для преобразования древесины и другого целлюлозного сырья в жидкое топливо. Институт сельского хозяйства и торговой политики предупредил, что патентная политика и стоимость патентных гонораров и лицензионных сборов будут влиять на внедрение биотоплива (IATP, 2007).Помимо технологических и экономических вопросов, понимание патентной политики в отношении производства биомассы и биотоплива имеет решающее значение для понимания того, как биотопливные технологии могут способствовать устойчивому развитию.

Страны и частные компании, рассматривающие возможность производства жидкого биотоплива второго поколения из целлюлозной биомассы, сталкиваются с неопределенным, хотя и потенциально прибыльным будущим. Разработка технологий конкурентоспособного производства жидкого топлива из древесины потребует времени и значительных инвестиций в исследования.Значительные инвестиции нужны и для крупных объектов, особенно для газификации. Следует отметить, что высокие цены на нефть в начале 1980-х гг. Привели к появлению ряда заводов по газификации для производства метанола из древесины, особенно в ряде европейских стран. Однако в конечном итоге они были подорваны более низкими ценами на нефть (Faaij, 2003). Риски, связанные с инвестициями в жидкое биотопливо второго поколения, относительно высоки; поэтому большинство развивающихся стран, вероятно, полностью изучат другие варианты, прежде чем приступить к этому предприятию.

энергия биомассы | Национальное географическое общество

Люди использовали энергию биомассы — энергию живых существ — с тех пор, как самые ранние «пещерные люди» впервые разводили дрова для приготовления пищи или согрева.

Биомасса является органической, то есть состоит из материала, который поступает из живых организмов, таких как растения и животные. Наиболее распространенными материалами биомассы, используемыми для получения энергии, являются растения, древесина и отходы. Это сырье для биомассы. Энергия биомассы также может быть невозобновляемым источником энергии.

Биомасса содержит энергию, впервые полученную от солнца: растения поглощают солнечную энергию посредством фотосинтеза и превращают углекислый газ и воду в питательные вещества (углеводы).

Энергия этих организмов может быть преобразована в полезную энергию прямым и косвенным путем. Биомассу можно сжигать для получения тепла (прямое), преобразовывать в электричество (прямое) или перерабатывать в биотопливо (косвенно).

Тепловое преобразование

Биомасса может сжигаться путем термического преобразования и использоваться для получения энергии.Термическое преобразование включает нагревание сырья биомассы для его сжигания, обезвоживания или стабилизации. Наиболее известные исходные материалы биомассы для термической конверсии — это сырье, такое как твердые бытовые отходы (ТБО) и отходы бумажных или лесопильных заводов.

Различные виды энергии создаются путем прямого сжигания, совместного сжигания, пиролиза, газификации и анаэробного разложения.

Однако перед сжиганием биомассу ее необходимо высушить. Этот химический процесс называется торрефикацией.Во время торрефикации биомасса нагревается примерно до 200–320 ° по Цельсию (от 390 до 610 ° по Фаренгейту). Биомасса высыхает настолько полностью, что теряет способность впитывать влагу или гниет. Он теряет около 20% своей первоначальной массы, но сохраняет 90% своей энергии. Потерянные энергия и масса могут быть использованы для подпитки процесса торрефикации.

Во время торрефикации биомасса становится сухим почерневшим материалом. Затем его прессуют в брикеты. Брикеты из биомассы очень гидрофобны, то есть они отталкивают воду.Это дает возможность хранить их во влажных помещениях. Брикеты обладают высокой плотностью энергии и легко сгорают при прямом или совместном сжигании.

Прямое и совместное сжигание
Большинство брикетов сжигаются напрямую. Пар, образующийся в процессе горения, приводит в действие турбину, которая вращает генератор и вырабатывает электричество. Это электричество можно использовать для производства или обогрева зданий.

Биомассу также можно сжигать совместно или сжигать с ископаемым топливом. Биомасса чаще всего используется в совместном сжигании на угольных электростанциях.Совместное сжигание исключает необходимость в новых фабриках по переработке биомассы. Совместное сжигание также снижает спрос на уголь. Это снижает количество углекислого газа и других парниковых газов, выделяемых при сжигании ископаемого топлива.

Пиролиз
Пиролиз — это родственный метод нагрева биомассы. Во время пиролиза биомасса нагревается до 200–300 ° C (390–570 ° F) без присутствия кислорода. Это предотвращает возгорание и вызывает химическое изменение биомассы.

Пиролиз дает темную жидкость, называемую пиролизным маслом, синтетический газ, называемый синтез-газом, и твердый остаток, называемый биочагом.Все эти компоненты можно использовать для получения энергии.

Пиролизное масло, иногда называемое бионефть или биокруд, представляет собой тип смолы. Его можно сжигать для выработки электроэнергии, а также использовать в качестве компонента в других видах топлива и пластмассах. Ученые и инженеры изучают пиролизное масло как возможную альтернативу нефти.

Синтез-газ можно преобразовать в топливо (например, синтетический природный газ). Его также можно преобразовать в метан и использовать в качестве замены природного газа.

Биочар — это разновидность древесного угля.Biochar — это твердое вещество, богатое углеродом, которое особенно полезно в сельском хозяйстве. Biochar обогащает почву и предотвращает попадание пестицидов и других питательных веществ в сток. Biochar также является отличным поглотителем углерода. Поглотители углерода — это резервуары для углеродсодержащих химикатов, включая парниковые газы.

Газификация
Биомасса также может быть напрямую преобразована в энергию посредством газификации. В процессе газификации сырье биомассы (обычно ТБО) нагревается до температуры более 700 ° C (1300 ° F) с контролируемым количеством кислорода.Молекулы распадаются и производят синтез-газ и шлак.

Синтез-газ — это смесь водорода и окиси углерода. Во время газификации синтез-газ очищается от серы, твердых частиц, ртути и других загрязняющих веществ. Чистый синтез-газ можно сжигать для получения тепла или электричества или перерабатывать в транспортное биотопливо, химикаты и удобрения.

Шлак образуется в виде стекловидной расплавленной жидкости. Его можно использовать для изготовления черепицы, цемента или асфальта.

Заводы по промышленной газификации строятся по всему миру.Азия и Австралия строят и эксплуатируют большинство заводов, хотя один из крупнейших заводов по газификации в мире в настоящее время строится в Стоктон-он-Тис, Англия. Этот завод в конечном итоге сможет преобразовать более 350 000 тонн ТБО в энергию, достаточную для питания 50 000 домов.

Анаэробное разложение
Анаэробное разложение — это процесс, при котором микроорганизмы, обычно бактерии, расщепляют материал в отсутствие кислорода. Анаэробное разложение — важный процесс на свалках, где биомасса измельчается и сжимается, создавая анаэробную (или бедную кислородом) среду.

В анаэробной среде биомасса разлагается и производит метан, который является ценным источником энергии. Этот метан может заменить ископаемое топливо.

Помимо свалок, анаэробное разложение может также применяться на ранчо и животноводческих фермах. Навоз и другие отходы животноводства можно преобразовать для устойчивого удовлетворения энергетических потребностей фермы.

Биотопливо

Биомасса — единственный возобновляемый источник энергии, который можно преобразовать в жидкое биотопливо, такое как этанол и биодизель.Биотопливо используется в транспортных средствах и производится путем газификации в таких странах, как Швеция, Австрия и США.

Этанол производится путем ферментации биомассы с высоким содержанием углеводов, такой как сахарный тростник, пшеница или кукуруза. Биодизель изготавливается из смеси этанола с животным жиром, переработанным кулинарным жиром или растительным маслом.

Биотопливо работает не так эффективно, как бензин. Однако они могут быть смешаны с бензином для эффективной работы транспортных средств и оборудования и не выделяют выбросов, связанных с ископаемым топливом.

Этанол требует акров сельскохозяйственных угодий для выращивания биокультуры (обычно кукурузы). Около 1515 литров (400 галлонов) этанола производится с одного акра кукурузы. Но тогда эта площадь недоступна для выращивания сельскохозяйственных культур для пищевых или других целей. Выращивание кукурузы в количестве, достаточном для производства этанола, также создает нагрузку на окружающую среду из-за отсутствия разнообразия посадки и большого использования пестицидов.

Этанол стал популярным заменителем древесины в жилых каминах. Когда он горит, он выделяет тепло в виде пламени и водяного пара вместо дыма.

Biochar

Biochar, произведенный в процессе пиролиза, имеет ценность в сельском хозяйстве и окружающей среде.

Когда биомасса гниет или горит (естественным путем или в результате деятельности человека), она выделяет в атмосферу большое количество метана и углекислого газа. Однако, когда биомасса обугливается, она улавливает или накапливает свой углерод. Когда биоуголь добавлен обратно в почву, он может продолжать поглощать углерод и образовывать большие подземные хранилища секвестрированного углерода — поглотители углерода, что может привести к отрицательным выбросам углерода и более здоровой почве.

Biochar также помогает обогащать почву. Он пористый. При добавлении в почву biochar поглощает и сохраняет воду и питательные вещества.

Biochar используется в тропических лесах Амазонки в Бразилии в процессе, называемом косой чертой. Подсечно-огневое земледелие заменяет подсечно-огневое земледелие, которое временно увеличивает содержание питательных веществ в почве, но приводит к потере 97% содержания углерода. Во время подсечки и обугливания обугленные растения (biochar) возвращаются в почву, и почва сохраняет 50% своего углерода.Это улучшает почву и приводит к значительному ускорению роста растений.

Черный ликер

При переработке древесины в бумагу образуется высокоэнергетическое токсичное вещество, называемое черным щелоком. До 1930-х годов черный щелок с бумажных фабрик считался отходом и сбрасывался в близлежащие источники воды.

Однако черный щелок сохраняет более 50% энергии биомассы древесины. С изобретением в 1930-х годах котла-утилизатора черный щелок можно было переработать и использовать для питания мельницы.В США бумажные фабрики используют почти весь черный щелок для работы своих фабрик, и в результате лесная промышленность является одной из самых энергоэффективных в стране.

Совсем недавно в Швеции были проведены эксперименты по газификации черного щелока для производства синтез-газа, который затем можно использовать для выработки электроэнергии.

Водородные топливные элементы

Биомасса богата водородом, который можно извлекать химическим путем и использовать для выработки энергии и топлива для транспортных средств. Стационарные топливные элементы используются для выработки электроэнергии в удаленных местах, например, на космических кораблях и в дикой природе.Национальный парк Йосемити в американском штате Калифорния, например, использует водородные топливные элементы для обеспечения электричеством и горячей водой своего административного здания.

Водородные топливные элементы могут иметь еще больший потенциал в качестве альтернативного источника энергии для транспортных средств. По оценкам Министерства энергетики США, биомасса может производить 40 миллионов тонн водорода в год. Этого хватило бы на 150 миллионов автомобилей.

В настоящее время водородные топливные элементы используются в автобусах, вилочных погрузчиках, лодках и подводных лодках, а также проходят испытания на самолетах и ​​других транспортных средствах.

Тем не менее, ведутся споры о том, станет ли эта технология устойчивой или экономически возможной. Энергия, необходимая для изоляции, сжатия, упаковки и транспортировки водорода, не оставляет большого количества энергии для практического использования.

Биомасса и окружающая среда

Биомасса является неотъемлемой частью углеродного цикла Земли. Углеродный цикл — это процесс обмена углеродом между всеми слоями Земли: атмосферой, гидросферой, биосферой и литосферой.

Углеродный цикл принимает множество форм. Углерод помогает регулировать количество солнечного света, попадающего в атмосферу Земли. Он передается через фотосинтез, разложение, дыхание и деятельность человека. Углерод, который поглощается почвой при разложении организма, например, может быть переработан, поскольку растение высвобождает питательные вещества на основе углерода в биосферу посредством фотосинтеза. При правильных условиях разлагающийся организм может превратиться в торф, уголь или нефть до того, как будет извлечен в результате естественной или человеческой деятельности.

Между периодами обмена углерод улавливается или хранится. Углерод в ископаемом топливе улавливается миллионы лет. Когда ископаемое топливо добывается и сжигается для получения энергии, связанный с ним углерод выбрасывается в атмосферу. Ископаемые виды топлива не поглощают повторно углерод.

В отличие от ископаемого топлива биомасса поступает из недавно живущих организмов. Углерод в биомассе может продолжать обмениваться в углеродном цикле.

Однако для того, чтобы Земля могла эффективно продолжать процесс углеродного цикла, материалы биомассы, такие как растения и леса, должны обрабатываться на устойчивой основе.Деревьям и растениям, таким как просо прутьев, требуются десятилетия, чтобы повторно поглощать и связывать углерод. Выкорчевывание или нарушение почвы может серьезно подорвать процесс. Стабильный и разнообразный запас деревьев, сельскохозяйственных культур и других растений жизненно важен для поддержания здоровой окружающей среды.

Водорослевое топливо

Водоросли — это уникальный организм, обладающий огромным потенциалом в качестве источника энергии биомассы. Водоросли, наиболее известной формой которых являются морские водоросли, производят энергию посредством фотосинтеза гораздо быстрее, чем любое другое сырье для биотоплива — до 30 раз быстрее, чем пищевые культуры!

Водоросли можно выращивать в океанской воде, поэтому они не истощают ресурсы пресной воды.Он также не требует почвы и, следовательно, не уменьшает пахотные земли, на которых потенциально могут выращиваться продовольственные культуры. Хотя водоросли выделяют углекислый газ при сжигании, их можно выращивать и пополнять как живой организм. При пополнении он выделяет кислород и поглощает загрязняющие вещества и выбросы углерода.

Водоросли занимают гораздо меньше места, чем другие биотопливные культуры. По оценкам Министерства энергетики США, это займет всего около 38850 квадратных километров (15000 квадратных миль, что составляет менее половины площади США).Штат Мэн), чтобы вырастить достаточно водорослей, чтобы восполнить все энергетические потребности Соединенных Штатов, связанные с использованием нефти.

Водоросли содержат масла, которые можно превратить в биотопливо. Например, в корпорации Aquaflow Bionomic Corporation в Новой Зеландии водоросли обрабатываются с помощью тепла и давления. Это создает «зеленую нефть», которая имеет свойства, аналогичные свойствам сырой нефти, и может использоваться в качестве биотоплива.

Рост водорослей, фотосинтез и выработка энергии увеличиваются, когда через них проходит углекислый газ.Водоросли — отличный фильтр, поглощающий выбросы углерода. Шотландская фирма Bioenergy Ventures разработала систему, в которой выбросы углерода от завода по производству виски направляются в бассейн с водорослями. Водоросли процветают благодаря дополнительному количеству углекислого газа. Когда водоросли умирают (примерно через неделю), их собирают, а их липиды (масла) превращают в биотопливо или корм для рыб.

Водоросли обладают огромным потенциалом как альтернативный источник энергии. Однако переработка его в пригодные для использования формы стоит дорого.Хотя, по оценкам, он дает от 10 до 100 раз больше топлива, чем другие биотопливные культуры, в 2010 году он стоил 5000 долларов за тонну. Стоимость, вероятно, снизится, но в настоящее время она недоступна для большинства развивающихся стран.

Люди и биомасса

Преимущества
Биомасса — это чистый возобновляемый источник энергии. Его первоначальная энергия исходит от солнца, и биомасса растений или водорослей может вырасти заново за относительно короткий промежуток времени. Деревья, посевы и твердые бытовые отходы всегда доступны, и с ними можно обращаться устойчиво.

Если деревья и сельскохозяйственные культуры выращиваются рационально, они могут компенсировать выбросы углерода, если они поглощают углекислый газ посредством дыхания. В некоторых процессах биоэнергетики количество повторно абсорбированного углерода даже превышает выбросы углерода, которые выделяются во время обработки или использования топлива.

Многие виды сырья для получения биомассы, например просо, можно собирать на маргинальных землях или пастбищах, где они не конкурируют с продовольственными культурами.

В отличие от других возобновляемых источников энергии, таких как ветер или солнце, энергия биомассы накапливается в организме, и ее можно собирать, когда это необходимо.

Недостатки
Если сырье биомассы не пополняется так быстро, как оно используется, оно может стать невозобновляемым. Например, для восстановления леса могут потребоваться сотни лет. Это все еще намного, намного более короткий период времени, чем ископаемое топливо, такое как торф. Для восполнения всего метра (3 фута) торфа может потребоваться 900 лет.

Для развития большей части биомассы требуется пахотная земля. Это означает, что земли, используемые для выращивания биотопливных культур, таких как кукуруза и соя, недоступны для выращивания продуктов питания или обеспечения естественной среды обитания.

Лесные массивы, созревшие в течение десятилетий (так называемые «старовозрастные леса»), способны улавливать больше углерода, чем вновь засаженные земли. Следовательно, если лесные массивы не вырублены, не озеленены и не имеют времени для роста и улавливания углерода, преимущества использования древесины в качестве топлива не компенсируются возобновлением роста деревьев.

Большинство заводов по производству биомассы требуют, чтобы ископаемое топливо было экономически эффективным. Например, для строительства огромного завода недалеко от Порт-Талбота в Уэльсе потребуются ископаемые виды топлива, импортируемые из Северной Америки, что частично снизит устойчивость предприятия.

Биомасса имеет более низкую «плотность энергии», чем ископаемое топливо. До 50% биомассы — это вода, которая теряется в процессе преобразования энергии. По оценкам ученых и инженеров, транспортировка биомассы на расстояние более 160 км (100 миль) от места ее переработки не является экономически эффективным. Однако преобразование биомассы в гранулы (в отличие от древесной щепы или более крупных брикетов) может увеличить удельную энергию топлива и сделать его более выгодным для транспортировки.

Сжигание биомассы выделяет монооксид углерода, диоксид углерода, оксиды азота и другие загрязнители и твердые частицы.Если эти загрязнители не улавливаются и не рециркулируются, сжигание биомассы может создать смог и даже превысить количество загрязнителей, выделяемых ископаемым топливом.