3. Принципа предотвращения экологической опасности. Производство биотоплива не должно быть причиной эрозии почв, уничтожения лесов, сельскохозяйственных запасов растений, идущих в пищу.
Существуют также факторы, препятствующие широкому внедрению биомасс:
– недоступность определенной доли растительных ресурсов для рентабельного использования;
– распределение некоторых видов биомасс относительно мелкими партиями, трудность их сбора (концентрации) и транспортировки;
– сезонность рынка некоторых биомасс, особенно годичного цикла;
– трудности длительного хранения биомасс;
– сложившийся стереотип и отсутствие в нашей стране законодательного и экономического стимулирования.
Превращение биомассы в топлива, пригодные для непосредственного использования, осуществляется термохимическими или биохимическими процессами.
Глава 1. Общая характеристика биомассы для получения альтернативных топлив
Использование биомассы в энергетических целях – комплексный процесс, включающий выращивание и сбор биологических веществ, различные методы их подготовки и переработки в жидкие, газообразные и твердые топлива. Растительная биомасса представляет собой сложную смесь различных соединений. В расчете на сухое вещество в ней содержится 5—30 % водорастворимых соединений (сахара, крахмал, мочевина, соли), 5—40 % протеинов, 25–90 % целлюлозы и гемицеллюлозы, 5—30 % лигнина, 1—13 % нерастворимых в воде неорганических соединений (золы). Растительная биомасса характеризуется высоким содержанием кислорода, достигающим 40 %, и пренебрежимо малым содержанием такого нежелательного элемента, как сера.
Химический состав биомассы может различаться в зависимости от ее вида. Углеводородная фракция состоит из множества молекул сахаридов, соединенных между собой в длинные полимерные цепи. К наиболее важным категориям углеводородов можно отнести целлюлозу. Лигниновая фракция состоит из молекул несахаридного типа. Природа использует длинные полимерные молекулы целлюлозы для образования тканей, обеспечивающих прочность растений. Лигнин представляет собой «клей», который связывает молекулы целлюлозы между собой.
Основные источники биомассы для применения в энергетических целях можно разделить на первичные и вторичные (отходы).
Первичная биомасса является продуктом преобразования энергии солнечного излучения при фотосинтезе. Несмотря на весьма низкий КПД фотосинтеза (около 1 %) ежегодно только на территории, занимаемой Россией, продуцируется до 15 млрд т биомассы (по сухому веществу), накапливающей энергию в виде органических веществ, эквивалентную примерно 8 млрд т условного топлива. Напомним, что современное мировое энергопотребление оценивается 12 млрд т у.т.
Первичные источники – биомасса растущих деревьев, кустарников, некоторых многолетних трав, водорослей.