Современные проблемы энергетики могут быть решены только при рациональном использовании всех существующих на Земле и околоземном пространстве источников топлива и энергии. Среди них биомасса, как постоянно возобновляемый источник топлива, занимает существенное место [4].
Биоэнергетика — фундаментальное и прикладное направление, возникшее на границе современных биотехнологий, химической технологии и энергетики, изучающее и разрабатывающее пути биологической конверсии солнечной энергии в топливо и биомассу и биологическую и термохимическую трансформацию последней в топливо и энергию.
Биоэнергетика основана на получении биомассы, которая в дальнейшем используется в качестве топлива непосредственно или после соответствующей переработки. При этом выделяют три направления получения тепловой энергии.
- непосредственное сжигание биомассы;
- брожение биомассы, при котором выделяется теплота;
- использование таких энергоносителей, как биогаз или спирты, которые извлекаются в процессе образования биомасс. Годовой оборот мировой биоиндустрии в 2010 г. составил более $250 млрд. Крупнейшим биотехнологическим рынком в мире являются США, где создается половина мирового объема биотехнологической продукции.
Вторым по размеру рынком является Азиатско-Тихоокеанский регион, где наиболее динамично развивают биотехнологию Китай, Индия, Япония и др. Замыкает тройку лидеров – Европейское Сообщество.
Проблема использования альтернативных источников энергии из возобновляемого сырья становится все более актуальной для современного общества как в связи с энергетическим кризисом, так и состоянием экологии. Поэтому во многих странах реализуются государственные программы по созданию и внедрению различных видов альтернативного топлива (биогаз, биоэтанол, биодизель и др.).
К началу XX века уголь пришел на замену традиционным источникам (дрова и т.д.), к 1950 году нефть потеснила уголь, а к 2000 г. сюда присоединилась ядерная энергия и вместе с нефтью и газом они еще больше снизили долю потребления угля.
Прогнозы к 2050 году — уровень угля будет еще больше снижаться, потребление атомной энергии также будет уменьшаться, нефть и газ будут находиться примерно на одинаковых долевых уровнях по сравнению с 2000 г. (ожидается незначительный прирост потребления газа), а вот энергия из возобновляемых источников будет нарастать, причем тренд развития биоэнергетики еще более крутой, чем у небиологических источников энергии.
В цифрах мировые прогнозы по биотопливу выглядят следующим образом. По прогнозам Международной энергетической ассоциации (IEA), к 2030 г. мировое производство биотоплива достигнет значения 92–147 млн. т. В результате, к 2030 г. доля биотоплива в общем объеме в транспортной сфере будет составлять 4–6%.
Существуют серьезные прогностические оценки, сделанные ведущими странами – лидерами в биоэнергетике, а также профильными ассоциациями специалистов. Так, имеется документ по названием «Vision», подготовленный в США Biomass Research and Development Initiative (2006). В нем дан прогноз до 2030 года по ключевым продуктам в области биоэнергетики: биотопливо, биоэнергия, биопродукты.
Все причины, по которым развитые страны активно работают в области использования биоэнергетики, распространяются и на Россию. Однако существует специфика, вызванная существующим состоянием экономики и общества. Главная особенность состоит в том, что работы по биоэнергетике в России могут быть направлены на решение социальных проблем, снижение уровня безработицы, развитие малого бизнеса, повышение качества жизни населения, уровня образования и культуры. Важное значение имеет снижение экологической напряженности, существующей в ряде городов, в том числе в зонах отдыха за счет снижения вредных выбросов от энергетических установок.
Решение проблемы состоит в использовании биомассы для производства доступного топлива и энергии: электрической и тепловой. Другой проблемой является обеспечение энергоснабжения удаленных районов, не подключенных к сетям энергосистем.
Цель развития биоэнергетики в России – развитие производства и рынка энергетического оборудования и технологий использования биоэнергетики для надежного автономного экологически чистого энергообеспечения потребителей за счет экологически чистых местных возобновляемых источников энергии в районах, не подключенных к сетям централизованного энергоснабжения, освоение эффективных технологий сетевого электро — и теплоснабжения на базе ВИЭ, расширение производства и использования новых видов топлив, получаемых из различных видов биомассы.
Развитие биоэнергетики означает:
— обеспечение диверсификации топливно — энергетического баланса субъектов РФ за счет увеличения производства электрической и тепловой энергии на базе биоэнергетики и повышение ее доли в федеральном балансе производства и потребления электрической и тепловой и первичной энергии страны.
— повышение экологической безопасности в локальных территориях, т.е. снижение вредных выбросов от электрических и котельных установок в городах со сложной экологической обстановкой.
Основными источниками российской энергетической биомассы являются:
— Органические отходы агропромышленного комплекса с эненргосодержанием;
-Органические отходы лесопромышленного комплекса (при условии использования современных технологий лесопроизводства и деревообработки);
-Отходы городов (сточные воды и твердые бытовые отходы);
-Торф;
-Энергетические плантации;
-Биогазификация остаточной нефти [1].
В настоящее время в России получило развитие производство древесных и торфяных пеллет. В 2010 году мощности по производству пеллет в России составляли 2 млн. тонн в год, выпуск пеллет из древесины и лузги по различным оценкам –от 700тыс. до 1млн. тонн в год, большая часть которых была экспортирована в Европу. При этом если древесные гранулы в основном покупают скандинавские страны, а также центральная и северная Европа, то российские топливные гранулы из лузги закупают только Великобритания и Польша. Возрастает производство и экспорт брикетов. По данным Евростата, в 2009 году экспорт российских брикетов составил около 300 тысяч тонн. Россия может стать крупным экспортером биотоплив, например, древесной щепы и пеллет для Европы и других стран: в РФ сосредоточена четвертая часть мировых запасов леса.
Биоэнергетика для Ханты — Мансийского автономного округа — Югры является одним из направлений использования древесных отходов и низкосортной древесины. На территории ХМАО производство продукции биотоплива осуществляют следующие предприятия:
— ООО «Сургутмебель» (п.Барсово, Сургутский район) с 2007 года реализует инвестиционный проект «Строительство линии производства топливных гранул (пеллет)» максимальной мощностью производства — 31,2 тыс.тонн пеллетов в год. Объѐм вложенных средств по состоянию на 31.12.2011 г. – 73 614 тыс.рублей, в т.ч. собственные средства – 24 333 тыс. руб.
В период 2008-2011 гг. предприятию оказана государственная поддержка в виде предоставления субсидий для компенсации части затрат по уплате процентов по привлеченным заемным средствам в объеме 3 527,2 тыс.рублей.
Реализация данного проекта позволила создать производство по утилизации отходов лесопиления и деревообработки путем производства нового, альтернативного вида топлива – древесных гранул (пеллет).
В настоящее время предприятие активно работает по продвижению продукта на рынок, реализует и устанавливает индивидуальные котлы, работающие на пеллетах для работы на муниципальных объектах и частных домовладениях. Основная часть продукции по внутрироссийским контрактам поставляется на экспорт (700-900 тонн в месяц, Дания).
— ООО «Югра–ПиниБрикет» (п.Приобье, Октябрьский район) осуществляет производство топливных брикетов (евродрова). Проектная мощность предприятия 10,0 тыс. тонн в год. Поставки продукции осуществляются в соседние регионы.
На текущий период производство продукции осуществляется на оборудовании позволяющем выпускать топливные брикеты цилиндрической формы.
Для производства используются древесные отходы от производственной деятельности предприятий ООО «Ун-Юган-Лес», п. Унъюган, Октябрьского района и ОАО «ЛВЛ – Югра», г. Нягань. Доставка сырья осуществляется автотранспортом на специально оборудованном автоприцепе.
— ЗАО «Строймонтаж» (г. Советский) осуществляет производство топливных брикетов на площадке домостроительного комбината ЗАО «Строймонтаж» в г. Советском. Мощность 900 тонн в год.
Производство топливных брикетов, осуществляется на станке брикет – пресс, методом прессования опила.
На сегодняшний день предприятие изготавливает топливные брикеты для собственных нужд используя на котельной и на реализацию населению под заказ. На ЗАО «Строймонтаж» производство топливных брикетов нацелено на переработку отходов образующихся при выпуске деревянных домов заводского изготовления.
Активное производство брикетов возможно при достаточно высоких объемных показателях домостроения.
— ООО «Югра-Строй» (г.Нижневартовск) — производство топливных брикетов (евродрова) организовано в арендованном цехе на оборудовании производства КНР (Китай). Для производства используются древесные отходы от производственной деятельности предприятий расположенных на расстоянии 6 – 10 км от производства брикетов [3].
Создание широкомасштабной биоэнергетической индустрии требует наличия в любой стране следующих ее основных составляющих:
- апробированных на практике промышленных технологий производства биотоплива и его конверсии в технические виды энергии;
- масштабной сырьевой базы;
- производственных мощностей для создания высокорентабельного и надежного оборудования и его востребованности внутренним рынком.
Россия располагает всеми вышеперечисленными условиями и имеет все необходимое для интенсивного развития биоэнергетики в ближайшие годы, т.к. эта отрасль энергетики связывает воедино энергетику (локальную), охрану окружающей среды (решение серьезных проблем экологии) и агропромышленное производство. Сырьевой базой являются, прежде всего, органические отходы агропромышленного комплекса, городов и лесопереработки.
Список литературы:
- Безруких П.П., «Экологическая модернизация России — роль науки и гражданского общества», Всероссийская научно — практическая конференция «Энергоэффективность и проблемы развития возобновляемой энергетики», Москва, Центр «Дубровский», 25 — 26 Октября 2010 г.
- Денисов В. В. Основы инженерной экологии: учеб. пособие для образовательных учреждений высшего профессионального образования. Ростов-на-Дону : Феникс, 2013.
- Биоэнергетика – Департамент природных ресурсов и несырьевого сектора экономик. URL: ttp://ugrales.ru/index.php/lesopromyshlennyj-kompleks
- Панцхава Е.С., Беренгартен М.Г., Ванштейн С.И., Биогазовые технологии. Проблемы экологии, энергетики, сельскохозяйственного производства, Москва, 2008, МГУИЭ, ЗАО Центр «ЭКОРОС», 217 стр.
- Разработка национального Плана развития ВИЭ в России., отчет Делегации Европейской Комиссии в России, март 2009, 42 стр., EuropeAid/1169551/C/SV/RU.[schema type=»book» name=»БИОЛОГИЧЕСКАЯ ЭНЕРГЕТИКА КАК ЭКОЛОГИЧЕСИЕ ИННОВАЦИИ» author=»Волдиман Кристина Юрьевна» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-04-13″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_30.04.2015_4(13)» ebook=»yes» ]