Более животрепещущими задачками, стоящими перед государством, является сокращение употребления очень дорогим ввезенного горючего — природного газа и нефти — и поиск собственных других возобновляемых источников энергии с одновременным решением экологических заморочек и развитием энергосберегающих технологий.

Понятно, что через пять-десять лет разведанные припасы нефти будут исчерпаны на 60-65%, добыча сократится на 30-40%, а потребность в потреблении возрастет. Не считая того, по расчетам ученых, разведанных глобальных припасов природного газа хватит только на 50-60 лет, нефти — на 25-30, угля — на 500-600 лет. Потому больше появляется потребность завлекать нетрадиционные источники энергии, основанные на биоэнергетического сырья.
Активное наращивание промышленного производства приводит к загрязнению среды (воды, земли, воздуха). Достаточно вредным и небезопасным для живых организмов является загрязнение природной среды ядовитыми субстанциями, томными металлами, а выбросы в атмосферу промышленными предприятиями огромного количества СО2 вызывают огромную опасность для среды и приводят к созданию парникового эффекта. Но в последние годы как в мире, так и в странах СНГ частности, в связи с подорожанием энергоэлементов, больше внимания стали уделять биотопливу, которое делается из высокопроизводительных энергетических культур.

Создание энергии из возобновляемых источников, включая биомассу, оживленно развивается в большинстве европейских государств. К примеру, главным сырьем для производства биотоплива в Бразилии является сладкий тростник, в США — кукуруза (по 1 т кукурузы на силос можно получить от 200 до 400 м3 биогаза). В европейских странах, а в особенности в Германии, повсевременно возрастает создание биотоплива из сладкой свеклы. Одним из самых многообещающих других источников энергии на сей день есть жесткая биомасса органического происхождения, в том числе и растительного, которая является экологически незапятнанным возобновляемым источником энергии. Энергия биомассы эквивалентно 2 миллиардов т у. п. / год, что составляет около 13-15% общего использования первичных энергоресурсов мира.

Существенное внимание в мире уделяется дилемме переработки биомассы с целью получения биотоплива. Биомасса в энергетике может быть применена конкретно методом сжигания либо как горючее — после подготовительной переработки в дизельное горючее, этанол либо газ. Источником энергетического сырья могут быть как побочные продукты растительного происхождения (трава, подсолнечная лузга, стволы кукурузы и др.), каждогодние отходы которых составляют до 50 млн т, так и специально созданные для этого т. н. энерго растения, которые являются основным впитывающим компонентом углекислого газа, понижая его количество в атмосфере. Они образуют высочайшие урожаи биомассы, которую можно было бы использовать на энерго цели для производства биотоплива. Энерго растения ценные огромным урожаем и неприхотливостью к выращиванию. За относительно маленький временной период могут давать огромные приросты биомассы. В пересчете на эквивалент энергии расходы на выкармливание таких культур существенно меньше, чем цена энергоэлементов, приобретенных из обычных источников.

Внедрение растительной биомассы при условии ее непрерывного восстановления (к примеру, новые лесные насаждения после вырубки леса) не приводит к повышению концентрации СО2 в атмосфере. Выбор того либо другого энергетического культуры находится в зависимости от многих причин: тип почв, местопребывание участка и доступ к влаге, вид ландшафта схожее. Непременно необходимо обусловиться со сроками и методами сбора урожая, его хранением, переработкой и транспортировкой (экономически целесообразна расстояние транспортировки биомассы как горючего не должна превосходить 50 км). Огромное количество растений было изучено для определения возможной способности использования в качестве энергетических культур, но только немногие виды достигнули коммерческого уровня и выращиваются на огромных площадях. Посреди их более всераспространенными являются: мискантус, свитчграс, ветла, тополь (высаживают их приблизительно на 10-15 — до 30 лет, подготовка земли для их выкармливания не просит огромных энергетических издержек, сбор собирают зимой либо весной с внедрением обыкновенной сельскохозяйственной техники), также сладкая и кормовая свекла и сахарное сорго. Мискантус Относится к семейству злаковых (Gramineae). Это долголетнее травянистое культура с отлично развитой корневой системой, которая добивается 2,5 м глубины и поболее. Такая корневая система содействует очень отличному использованию частей питания и воды из земли. Ствол является очень крепким и отличается большой выносливостью к механическим повреждениям, так как содержит огромное количество лигнина и целлюлозы. Растения довольно отлично перезимовывают, устойчивые к осадков и сильного ветра в зимний период. В натуральной среде растения мискантуса вырастают до 2 м высотой и поболее. Требовательность мискантуса относительно воды еще выше, чем доступные среднегодовые осадки — около 700 мм осадков в год. Но невзирая на это, потребление воды на выработку 1 кг сухой массы довольно низкое (около 250-300 кг). Земли под висел мискантуса выбирать некислые (рН = 6,5), в особенности в течение первых 2-ух лет выкармливание, с уровнем грунтовых вод ниже 1 м. Метод размножения оказывает влияние на перезимовку посева первого года выкармливания. Растения, размноженные делением корневищ, зимуют лучше, чем размножены из культур методом in vitro. Посреди их лучше перезимовывают растения большие (более 5 почек), чем малые (до 5 почек). Длительность выкармливания растений на одном поле — до 20 лет, период коммерческого выкармливания — около 15 лет.

Биомассу можно собирать раз в год. Ее рассматривают, сначала, как возобновляемые источники энергии. Беря во внимание высочайшее содержание целлюлозы и лигнина мискантус является также ценным сырьем для производства строй материалов, в целлюлозно-бумажной индустрии и в сельском хозяйстве. Производственные издержки на выкармливание мискантуса в разных европейских странах равны 35-105 евро / т сухого вещества. Свитчграс Свитчграс (Switchgrass — Panicum virgatum L.). Это прямостоячее теплолюбивое долголетнее растение (C4), которая вырастает в прериях и похожа на кустовой злак. Она плодится как семенами, так и корневищем. Растение имеет красные прямостоячие стволы, которые вырастают высотой 0,5-2,7 м. Длинноватая корневая система может достигать 3 м в глубину. Достаточно длительное время в Америке и Африке свитчграс использовали для консервации земли и как кормовую культуру. Его выращивают для борьбы с эрозией земли и для сохранения естественных критерий, а в Европе — как декоративное растение. Начиная с конца 80-х гг разновидности этой культуры стал рассматриваться как травяную энергетическую культуру. Основными методами использования Свитчграс в США и Канаде являются: создание электроэнергии методом газификации, комбинированное сжигание на угольных заводах и создание этанола для горючего. Не так давно использования этой энергетической культуры расширилось созданием целлюлозных и волокнистых уплотненных композиционных материалов. Свитчграс выращивают на разных почвах, он не требователен к содержанию воды и питательных веществ в почве и имеет положительное воздействие на окружающую среду. Преимуществами Свитчграс является: малозначительная потребность использования пестицидов, борьба с эрозией земли, содействие сохранению природных критерий и потенциал к улучшению свойства земли. Миниатюризируется эрозия и уровень использования пестицидов, соответственно, на 95 и 90%. Есть возможность использования земель, неприменимых для выкармливания сельскохозяйственных культур. Высочайшая устойчивость культуры к заболеваниям и вредителям. Имеет низкую себестоимость и малые опасности выкармливания, просит малозначительных вложений, давая высочайшие урожаи биомассы даже на непроизводительных землях. Урожайность Свитчграс возрастает равномерно с наименее чем 2 т / га первого года использования до 12 т / га — второго и до 18 т / га — третьего года выкармливания. Свитчграс имеет составляющие, обычные для биотопливной биомассы: около 50% углерода, 43 — кислорода и 6% водорода. Растения имеют высочайшее содержание золы — до 4-6%, что разъясняется высочайшей толикой листовой массы. Сравнимо низкое содержание калия и натрия в купе с завышенным содержанием кальция и магния в биомассе содействуют высочайшей температуре сгорания, что уменьшает возможность шлакование при сжигании в котлах. Себестоимость Свитчграс в различных странах колеблется от 24 до 62 евро / т сухого вещества. Ветла Ветла (Salix L.) — род деревьев, кустарников либо полукустов семьи ивовых (Salicaceae). Энергетическая верба — обычно густоросла, растет до 5-6 м высотой i имеет огромное количество побегов. Она достаточно просто плодится вегетативными побегами. Насаждения ветлы остаются продуктивными в 25-30 pокив, а сбор в течение этого периода можно собирать через три-четыре года. С 1 га плантации можно получать до 30-40 т сухой древесной массы раз в год. Положительно то, что верба устойчивая к морозам и засухе, к вредителям и заболеваниям, может расти на почвах разного типа, на буграх, в оврагах с завышенным залеганием грунтовых вод , на заболоченных землях, обеспечивающих отлично водоснабжения, даже на непроизводительных землях, требующих рекультивации, т.е. на землях, неприменимых для ведения сельского хозяйства. Ветлу употребляют для производства топливных брикетов для сжигания в котлах.

Одна тонна вербы влажностью 40% обеспечивает 1 Гкал тепла, тогда как такое же количество сухого сырья при влажности 15% дает 2 Гкал тепла. Приблизительно после 25 лет использования вербу выкорчевывают, а земли употребляют для выкармливания других культур либо проводят новое насаждение энергетических растений. Культура имеет большой потенциал производительности, в особенности на низинных i злачных землях с неплохим водоснабжением, которые являются самым применимым. Большой потенциал энергетических плантаций на землях, не использующие либо употребляются неэффективно. Площадь должна быть применимой для проведения механизированных работ, в том числе для механизированной уборки в зимние месяцы. Это позволит сделать новые рабочие места и обеспечить работой служащих в зимний период. В конце концов, энергетическая верба может значительно содействовать решению не только лишь энергетических, да и экологических заморочек, связанных с чисткой сточных вод. Растения С3 (ветла и тополь) больше нуждаются в воде при продуцирования такого же количества биомассы, чем растения С4 (мискантус, свитчграс ). Годичное количество воды, которая транспируеться ветлой и тополем, на 40-100 мм больше, чем, к примеру, в мискантуса. Заместо этого, растения типа С4 имеют относительно огромную способность создавать сбор биомассы. Низшая теплотворная способность полностью сухой вербы не отличается от других пород древесной породы и составляет приблизительно 18 МДж / кг полностью сухого вещества. По сопоставлению с большинством других пород, древесная порода ветлы достаточно легкая. Невзирая на отсутствие каких-то вредных товаров выделения во время сгорания, она имеет высшую теплопотерю: 1 т растений подменяет более 500 м3 природного газа либо 700 кг бурого угля. Биомассу, получаемую в процессе производства, можно использовать как первичное горючее (в процессе) либо как вторичное — биометанол и древесный газ. Собирают вербу после окончания вегетации, другими словами с октября-ноября по март-апрель, но в большей степени в зимний период. В 1-ые два года собранную ветлу употребляют на посадочный материал, а в следующие годы — на биомассу. Поперечник стеблей растений вербы составляет примерно 10-12 мм. 1-ое сбора производят после трех-четырех лет со времени посадки, когда растения добиваются 5-6 м в высоту. В будущем году после срезания верба отрастает вновь. Сбор ветлы проводят при помощи обыденных силосоуборочных комбайнов, после этого ее размельчают и делают пеллеты для сжигания в котлах. Тополь Тополь (Populus) — семья ивовые (Salicaceae). Тополь — близкий родственник ветлы, которая также отыскала свое применение в биоэнергетике. Потому что и вербу, ее в Западной Европе выращивают для отопления. В наших погодных критериях посреди всех других деревьев конкретно тополь вырастает резвее всего. Она вырастает в схожих критериях с вербой. Для собственного роста ей необходимо много воды и света. Потому больший выход биомассы будет в критериях, приближенных к тем, которые сложились в равнинах рек. Требовательность тополя к кислотности земли подобна такому же показателю для ветлы, т.е. лучший уровень рН = 6,5-7,2. Тополю довольно издавна употребляется как энергокультур беря во внимание ее резвый рост и устойчивость к вредителям и возможность выкармливания на бедных почвах. В главном она не просит внедрения пестицидов и удобрений. Найдена возможность ее выкармливания на грязных землях. ближайшее время, в связи со сравнимо резвым ростом и образованием биомассы, насаждения тополя все активнее употребляют в качестве регенеративного источника энергии для производства биотоплива. Ее древесная порода достаточно легкая, обширно употребляется в технических целях. Четыре кубометра древесной породы подменяют 1000 м3 газа. Такое биотопливо обойдется государству практически вчетверо дешевле. Тополь впитывает в себя огромное количество углекислого газа, благодаря ей можно получить красивое экологически незапятнанное горючее. Вредные выбросы по сопоставлению с дизельным топливом, сократятся на 90%. В промышленных насаждениях выход сухой массы тополя составляет до 6-12 т / га. Насаждения тополя остаются продуктивными в 15-20 и поболее лет, а биомассу в течение этого периода можно собирать каждые три-шесть лет. Подобно другим энергетических растений, к примеру мискантуса и Свитчграс, тополь также может расти на малоплодородных почвах, неприменимых для производства товаров питания , сводя к минимуму конкурентнсть меж биоэнергетическими и продовольственными культурами.

Европейские ученые убеждены в скором триумфе биотоплива, а обычная тополь сыграет в этом свою далековато не последнюю роль.

Вспять