Евгений Панцхава - Биоэнергетика. Мир и Россия. Биогаз. Теория и практика. Монография

Таким образом, в ближайшие десятилетия могут возникнуть две важнейших причины, которые могу оказать существенное влияние на изменение сырьевой структуры для производства моторных топлив, электроэнергии и тепловой энергии в России: 1) дефицит добычи нефти и 2) повышение ее стоимости.

И поскольку основным потребителем российского рынка углеводородов будут моторные топлива, то замену нефтепродуктов-моторных топлив надо искать среди возобновляемых источников энергии. И первым претендентом на это место является биоэнергетика: биоэтанол, биобутанол, биометан-биогаз, биоводород, син-газ, биобензин, биокеросин и биодизель.

Потенциальные объемы производства биотоплив из биомассы в России в ближайшие десятилетия могут составить более 800 млн. ту.т./год, и не будут уступать объемам ежегодной добычи нефти, угля или природного газа, (без учета биотехнологического восстановления дебита нефти на старых промыслах) (Годовой энергобаланс России – более 1600 млн. ту.т.).

Шесть китов» современной сырьевой базы для потенциального производства биотоплив в России:

1. ОРГАНИЧЕСКИЕ ОТХОДЫ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА.(80 млн. т у.т./год к 2020 г. – 154 млн. ту.т.),

2. ОТХОДЫ ЛЕСОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА И ДЕРЕВООБРАБОТКИ. (20 млрд. ту.т. – всего; ежегодно можно производить до 820 млн. ту.т. – интенсивная технология),

3. ТОРФ (Всего -60 млрд. ту.т. 10.7 млрд. ту.т. промышленный фонд, 100 млн. ту.т./год),

4. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПЛАНТАЦИИ (минимум 270.9 млн. ту.т./год, 19.5 млн. га – 20 %, биогаз – 228.5 млн. ту.т., этанол – 41.9 млн. ту.т.),

5. БИОГАЗИФИКАЦИЯ ОСТАТОЧНОЙ НЕФТИ (21.5 млрд. тонн извлекаемой нефти с 1965 г.– 43 года),

6. ДОБЫЧА МЕТАНГИДРАТОВ (общие запасы – 10 трлн. тонн или 1 блрд. куб. м).

Более того, Россия в ближайшем будущем может поставлять 510 % мирового рынка биотоплив (т.з. западных экспертов). Потенциальные возможности России в плане широкомасштабного производства биотоплив огромны, но в настоящее время ее отставание от ведущих стран достаточно велико.

Важная роль в решении указанных проблем на современном этапе развития мировой экономики также отводится производству и использованию биотоплив.

Может ли фотосинтез на территории России обеспечить достаточный вклад биомассы в энергетику страны без ущерба природопользованию? МОЖЕТ!!!

По данным американских экспертов (конец 80-х годов ХХ столетия) для США вклад биомассы в энергетику страны не должен превышать 15 % от общего энергобаланса.

Если оценивать потенциальные возможности современной России по вкладу растительной биомассы в энергетику, то эта цифра составит 255 млн. ту.т., или 1 млрд. куб. м общей древесины в год. Отходы – 222 млн. ту.т.

То есть ежегодно нужно будет вырубать 1/80 лесного массива России, или на восстановление допускается 80 лет.

Совместно с потенциальными возможностями АПК (только отходы) общий объем биотоплива к 2020 г. может составить 376 млн. ту.т

Швеция_при площади лесов 226 тысяч кв. км ежегодно заготавливает 80 млн. куб. м стволовой древесины.

Если это соотношение экстраполировать на площадь лесов России, то ежегодная заготовка стволовой древесины может составлять 2.96 млрд. куб. м, или 1.48 млрд. тонн, что по энергосодержанию равно 740 млн. т у. т./год.

Энергосодержание отходов лесосеки и деревообработки может составить 670 млн. ту.т.

Итого: 824 млн. ту.т.(с АПК)

Таблица.1-10

Виды российских биотоплив, тип сырья, внутреннее потребление и экспорт

Сырьевые возможности российской биоэнергетики не уступают ископаемым углеводородам: нефти, газу и углю.

Это энергетическая и продовольственная безопасность России.

Совершенно очевидно, что проблемами российской биоэнергетики должно активно заниматься государство, разработав соответствующую государственную программу с правовым ее обеспечением.

Известный русский микробиолог, член-корр. АН СССР С.И. Кузнецов и созданная им научная школа в 60-х – 70-х годах ХХ столетия экспериментально обосновали, что процессы деструкции органических веществ до метана имеют широкое распространение в осадочных отложениях в настоящее время и что промышленные месторождения природного газа – продукт биологических процессов, протекавших ранее. [45].

Промышленный эксперимент, проведенный С. И. Кузнецовым на нефтепромыслах Поволжья в 1956 г. по использованию биогазовых технологий для увеличения дебита оставшейся в залежах нефти объединил биологию и большую энергетику, и, фактически, был «предтечей» создания Отечественной (но возможно и мировой) биоэнергетики. Становление отечественной Промышленной Биоэнергетики в СССР было связано с крупномасштабным применением биогазовых технологий для решения ряда народнохозяйственных задач: эффективной переработки осадков сточных вод больших городов-миллионников, таких, как г. Москва, и промышленного производства кормового препарата витамина В-12 с целью повышения эффективности откорма и продуктивности отечественного животноводства и птицеводства.

Теория биологического происхождения природного газа и современные научные и технические достижения еще в 1964 г. позволили сделать вывод о возможности промышленной биоконверсии биомассы в метан в масштабах достаточно близких к современной добыче природного газа.

Метан, как ископаемый, так и образующийся в современной биосфере, является конечным продуктом сложной цепочки превращения продуктов фотосинтеза в анаэробных, без доступа воздуха, условиях.

То есть, «новейший» метан современной биосферы и, возможно, значительная часть разведанного ископаемого метана содержит в себе законсервированную энергию Солнца.

nCO 2+ nН2О (энергия солнца) → (СН2О)n + nО2 фотосинтез

(СН2О)n + n Н2О (анаэробный биопроцесс) → nСН4 + nCO 2

Важное место в решении этих задач современной биоэнергетики играют биогазовые технологии, одновременно решающие проблемы: экологии, энергетики, агрохимии и сельскохозяйственного производства, социальные.

Какой же вывод следует из всего вышесказанного?

От существующих технологий производства энергии необходимо постепенно переходить к технологиям, основанным на использовании ЭНЕРГИИ СОЛНЦА И ЕЕ ПРОИЗВОДНЫМ (ветер, биомасса, гидро- и т. д.), которые позволят сохранить круглогодичный баланс СО 2в атмосфере в соответствии с коротким циклом круговорота углерода и одновременно, минимизировать тепловое загрязнение атмосферы за счет производства тепловой энергии.[1-45].

БИОМАССА ЯВЛЯЕТСЯ ПОСТОЯННО ВОЗОБНОВЛЯЕМЫМ ИСТОЧНИКОМ ТОПЛИВА.

Академик А.И. Опарин.