Биоэнергетика в Беларуси

УДК 621.311       

Биоэнергетика в Беларуси

Лазовская С. Н.

Научный руководитель: МОЖАР В.И., канд. техн. наук, доцент 

Природоохранная и энергетическая политика Республики Беларусь, как и многих стран мира, направлена на замену ископаемых видов топлива топливом биологического происхождения. Биоэнергетика, основанная на местных возобновляемых источниках энергии, таких, например, как отходы лесозаготовок и деревообработки, торф и т. п., позволяют значительно снизить зависимость страны от импортируемых энергоносителей. Кроме того, использование биотоплива способствует уменьшению выбросов двуокиси углерода и, таким образом, сдерживать парниковый эффект — глобальную экологическую угрозу наших дней. Использование биотоплива, помимо этого, смягчает последствия переудобрения и закисления почв. Важным преимуществом биоэнергетики является также доступность биотоплива.

Самым широко распространенным видом биотоплива является биогаз. О существовании этого биоресурса было известно давно. В XVII столетии Ян Баптист Ван Гельмонт обнаружил, что разлагающаяся биомасса выделяет воспламеняющиеся газы. Алессандро Вольта в 1776 году пришёл к выводу о существовании зависимости между количеством разлагающейся биомассы и количеством выделяемого газа. В 1808 году сэр Хэмфри Дэви обнаружил метан в биогазе. Первая биогазовая установка была построена в Бомбее, в Индии в 1859 году. В 1895 году биогаз применялся в Великобритании для уличного освещения. В 1930 году, с развитием микробиологии, были обнаружены бактерии, участвующие в процессе производства биогаза.

Биогаз, как и любое биотопливо, может быть получен различными способами. Выделяют несколько видов биоэнергетических процессов:

1.  Пиролиз

Под пиролизом понимают нагревание биомассы в отсутствие доступа воздуха. Продукты пиролиза разнообразны: это и масла, и газы, и жидкости, и древесный уголь. КПД пиролиза определяют как отношение теплоты сгорания производного топлива к теплоте сгорания исходной биомассы. В среднем он составляет 80-90 процентов.

2.  Гидгогенизация

Гидрогенизацией называют нагревание разложившейся (измельченной, переваренной) биомассы в атмосфере водорода при t⁰,  близких к 600С⁰ при давлении около 50 атмосфер. Получаемые при этом горючие газы (в основном, этан и метан) дают около 6 МДж на 1 кг сухого сырья. 

3.  Анаэробная переработка

Некоторые бактерии в отсутствие кислорода способны получать энергию, перерабатывая углеродсодержащую массу. Продуктами брожения в этом случае становятся метан СН₄ и двуокись углерода СО₂. смесь этих двух газов, а также некоторых сопутствующих им, называется биогазом. Использование биогаза является экономически оправданным в том случае, если биогенератор работает на уже существующем потоке отходов (канализационные стоки, животноводческие фермы и т. п.). Кроме того, обработанные отходы могут использоваться как высококачественные удобрения. 

4.  Спиртовая ферментация

Биоэтанол – летучее жидкое топливо, которое можно использовать вместо бензина. Его вырабатывают микроорганизмы в процессе ферментации. Обычно для ферментации в качестве сырья используют сахара.

Все рассмотренные методы уже в большей или меньшей степени разработаны и применяются. Например, ирландская транспортная компания год назад  начала переход на биодизельное топливо. Пока нововведение касается только транспорта, обслуживающего городские туристические маршруты, однако если эксперимент окажется успешным, Dublin Bus переведет на экологически безопасное топливо и остальной парк.

Широкой известностью на Западе пользуется и бионефть - темно-коричневая жидкость, которая не выделяет углекислый газ при сжигании, не содержит