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

Древесное топливо составляет 10 % топлива, используемого в мире. В Азии и Латинской Америке его доля составляет 20 %, в Африке – 50 %. При этом древесина является главным источником энергии, особенно в бытовых целях, во многих бедных развивающихся странах. В 22 странах древесное топливо обеспечивает от 25 до 49 % потребления энергии, в 17 странах – 50–74 % и в 26 странах – 75-100 %. [5-30].

Увеличение производства древесины путем внедрения эффективных технологий является необходимым условием устойчивого развития в развивающихся странах.

Увеличение использования древесного угля в Европе связано с промышленной революцией в Англии в 17 – 18 веках. В Швеции потребление древесного угля выросло в течение 19 столетия в связи с производством металла, в частности, высококачественной стали. Сегодня древесный уголь остается важным видом бытового и, в меньшей степени, промышленного топлива во многих развивающихся странах. Он преимущественно используется в городах, где простота хранения, высокая теплотворная способность (30 МДж/кг по сравнению с 15 МДж/кг для древесины), меньшее количество дымовых выбросов и устойчивость к насекомым делают его более привлекательным, чем древесное топливо. В крупных городах Танзании доля древесного угля составляет 90 % общего энергопотребления.[5-30].

Потенциал образования лесных и сельскохозяйственных отходов огромен – около 2 миллиардов т/год во всем мире. Около 800 миллионов обитателей Земли используют с/х отходы и навоз для приготовления пищи, хотя точные подсчеты сделать трудно. В противоположность распространенному мнению, использование навоза в качестве источника энергии не ограничено только развивающимися странами. Например, в Калифорнии коммерческие биогазовые установки генерируют около 17.5 МВт электроэнергии, используя навоз крупного рогатого скота. Большое количество биогазовых установок имеется в Европе.[5-30].

Количество энергии, которое теоретически возможно получить из возобновляемых отходов, составляет 54 ЭДж 1.8 млрд. ту.т. в развивающихся странах и 42 ЭДж 1.43 млрд. ту.т. в развитых регионах. Возобновляемые отходы включают три основных компонента: лес, продукты растениеводства и навоз. В расчётах предполагается, что только 25 % отходов используется полезно. Развивающиеся страны теоретически могут покрыть 15 % потребностей в энергии за счет отходов, промышленные страны – 4 %.. [5-30].

Отходы сахарного тростника (жом, листья) – огромный потенциал для производства электроэнергии.

Количество электроэнергии, вырабатываемой из сахарного тростника может в 44 раза превышать собственное ее потребление сахарным или спиртовым заводом. На каждый литр спирта газовая турбина может произвести более 11 кВт-ч электроэнергии сверх собственного потребления завода (около 820 кВт-ч/т). По другим оценкам, использование жома для конденсационных турбин дает дополнительно 20–65 кВт-ч электроэнергии на тонну тростника. Этот количество может быть удвоено с помощью использования вида barbojo в межсезонье. Себестоимость произведенной электроэнергии оценивается в 0,05 $/кВт-ч. Доходы от продажи электроэнергии могут считаться основным продуктом, а спирт побочным. [5-30].

В Индии производство электроэнергии из отходов сахарного тростника в 2030 году может достичь 550 ТВт-ч/год (общее производство электроэнергии из всех источников в стране в 1987 году было менее 220 ТВт-ч – Тера= 1х10 12). В глобальном масштабе около 50 ГВт установленной мощности может быть обеспечено с помощью отходов. Теоретический потенциал отходов в 80 развивающихся странах, производящих сахар из сахарного тростника, достигает 2800 ТВт-ч/год, что на 70 % превышает общее производство электроэнергии в этих странах в 1987 году. Изучение общего потенциала сахарной промышленности дает цифру 500 ТВт-ч/год. Предполагая, что третья часть отходов может быть использована для производства электроэнергии с помощью внедрения новых технологий, 10 % современной мировой потребности в электроэнергии (10000 ТВт-ч/год) может быть обеспечена из этого источника. [5-31].

Ятрофа.[5-32].

Рис. 5-47. Культивируемая Ятрофа ядовитая – Jatropha curcasL[5-33].

Ятрофа ядовитая – Jatropha curcas L. Многолетнее древовидное растение, легко распространяется с помощью семян и размножается черенками. Относится к семейству молочаевых… Хорошо растет в странах с тропическим и субтропическим климатом, но встречается по всей планете. Больше известна как многолетний древовидный сорняк, растущий на бедных сухих почвах. Ятрофа успешно аклиматизировалась и столетиями произрастает в Африке и Азии, а в последние десятилетия культивируется во всем мире. Это засухоустойчивое растение, хорошо растет в полузасушливых и засушливых условиях. Также успешно вегетирует в условиях достаточной влажности. Сегодня ятрофу выращивают во многих тропических странах, где сумма ежегодных осадков составляет 300-1000 мм, а средняя температура – выше 18–20 °C. По этим параметрам культурное производство растения можно пробовать и в России. Растение предпочитает хорошо дренированные и аэрированные почвы. Содержание питательных веществ в почве не является главным фактором, влияющим на продуктивность ятрофы. Она может расти как на плодородных почвах, так и на почвах с низким содержанием гумуса. Ятрофа невысокое древовидное или кустарниковое растение, высота растения от трех до пяти-шести метров, но иногда, в благоприятных условиях, может достигать и восьмидесяти. Листья простые, большие, пальчастые с тремя или пятью лопастями; на черешках зеленого или бледно-зеленого цвета. На стеблях они размещены спирально, под противоположным к югу углом. Цветы собраны в соцветия и размещены на черешках длиной от 6 до 23 мм. Соцветия размещаются в пазухах листьев.

Плоды созревают в зимний период, когда растение сбрасывает листья. В условиях тропиков может давать урожай несколько раз в год. Из одного соцветия образуется 10 или больше яйцевидных плодов, в каждом плоде – по два-три крупных семени. Семена дозревают, когда околоплодник меняет цвет с зеленого на желтый. В семенах ятрофы содержится 30 % различных масел… Сейчас занимающиеся созданием биотоплива предприниматели в Индии и Африке насаждают плантации и производят топливо из семян этого растения. Британская компания по производству биогорючего D1 Oils засадила ятрофой 150 тыс. га земель в Свазиленде, Замбии и ЮАР, а также в Индии. В этом году фирма планирует удвоить размеры посевов. Голландская компания BioKing, производитель оборудования для создания биотоплива, выращивает плантации ятрофы в Сенегале.

Правительство Китая также приступило к внедрению в жизнь широкомасштабного проекта.