Биоэнергетика базирована на получении биомассы, которая исполь¬зуется в качестве горючего конкретно либо после соответствую¬щей переработки. При всем этом выделяют три направления получения теп¬ловой энергии: 1) конкретное сжигание биомассы; 2) брожение биомассы, при котором выделяется теплота; 3) внедрение таких энергоэлементов, как биогаз либо спирты, которые извлекаются в про¬цессе образования биомассы.
1-ое направление (сжигание растений) употребляется челове¬ком более 100 тыщ лет. И сейчас в почти всех странах с популяцией около 2,5 миллиардов. человек раз в день пользуются дровами для отопления, ос¬вещения и изготовления еды. Даже в настолько развитой стране, как США, на данный момент сжигается больше древесной породы, ежели ее идет на строи¬тельство и на создание бумаги.
Особенностью в текущее время будет то, что источником древесного горючего служит не только лишь дикорастущий лес, да и специ¬альные плантации быстрорастущих видов деревьев, к примеру, топо¬ля, ветлы, ольхи, осины. Так, в Швеции, которая равномерно отказыва¬ется от атомной энергетики, в наиблежайшие годы планируется раз в год засаживать более 10 тыс. га так именуемого энергетического леса. Во избежание недочетов, присущих древесному горючему (относитель¬но большой объем, большой процент воды), проводят обработку, на¬пример, брикетирование.
2-ое направление состоит в использовании теплоты, которая выделяется при брожении органических отходов (навоза, помета, опилок и т.п.); ее можно применить для подогрева парников, теплиц и других объектов.
Третье направление — извлечение из биомассы (отходов растение¬водства и животноводства) таких энергоэлементов, как биогаз либо спирты.
Числилось еще не так давно, что горючее из навоза и других отходов не может соперничать с природным газом и нефтепродуктами. Но в последние годы эту точку зрения начали пересматривать, при этом не столько с энерго-экономических, сколько с экологических позиций.
Тыщи больших животноводческих комплексов и птицефабрик, построены по всему миру. Их функционирование сопровождается образованием больших коли¬честв навоза и растительных остатков. Так, на свиноводческом комплексе, где содержится 108 тыс. свиней, раз в год появляется более 1 млн. м3 жижи, что соответствует объему стоков городка с популяцией 250 тыс. человек. Так как комплексы располагали тотчас неподалеку от городов, это ухудшало их отрицательное воздействие.
Для переработки стоков животноводческих комплексов нередко при¬меняют так называемое анаэробное сбраживание, в итоге которо¬го резко ускоряется природный процесс выделения метана СН4 (био газа). Из 1 т органического сухого вещества навоза и помета получают 450 — 660 м3 биогаза, который по собственной теплотворной возможности со¬ответствует 320 — 430 кг условного горючего. Не считая того, раз в год остаются неиспользованными миллионы тонн травы, любая тонна которой при метановом брожении дает 350 — 500 м3 биогаза, а 1 м3 последнего эквивалентен практически 1 л водянистого горючего. Меж тем траву и другие растительные остатки до сего времени предпочитают спаливать, не заботясь об экологических последствиях. Подсчитано, что отходы сельскохозяйственного производства в мире составляют более 4 миллиардов т. Их переработка в метан может удовлетворить более 10 % современных глобальных энер¬гетических потребностей.
Био переработка органических отходов (биоконверсия) индустрии, сельского и жилищно-коммунального хозяйства — непростой микробиологический процесс. В нем учавствуют несколько взаимодействующих групп микробов: 1) бактерии I группы (гидролитические) гидролизуют углеводы, белки, липиды и другие составляющие биомассы с образованием Н2, СО2, жирных кислот, спир¬тов и др. товаров брожения; 2) бактерии II группы (ацетогенные) разлагают определенные жирные кислоты и нейтральные про¬дукты до ацетата, Н2, СО2, в критериях полного отсутствия кислорода; 3) бактерии III группы (гомоацетатные) синтезируют ацетат из консистенции Н2 + СО2, метанола и других соединений, в том числе углеводов; 4) бак¬терии IV группы (метанообразующие) употребляют Н2 + СО2, ацетат либо одноуглеродные соединения для синтеза метана.
Более принципиальный момент преобразования сложного сырья — раз¬ложение целлюлозы. Бактерии, вызывающие это разложение, делятся на два класса зависимо от температуры протекания процесса: мезофильные и термофильные. Лучшая температура для мезофильных микробов от 30 до 40 °С, для термофильных от 50 до 60°С.
Деятельность микробов и, соответственно, объем метана зависят
от многих причин: температуры, кислотности среды, соотношения
меж углеродом и азотом (C/N), наличия летучих кислот, питательных веществ и токсичности материалов. Процесс биоконверсии может происходить при низких (до 30 °С), средних (35—40?С) и больших (выше 50°С) температурах. Чем выше температура, тем резвее идет процесс ферментации, больше выделяется газа, меньше остается бактериальных и вирусных болезнетворных организмов. Более производительный (в смысле получения биогаза) термофильный процесс просит дополнительной энергии.
Естественно, что для функционирования микробов их нужно обеспечивать питательными субстанциями (азотом, фосфором, сероватой, разными микроэлементами). Биогаз, получаемый при биоконверсии отходов, содержит от 55 до 70 % метана СН4, остальное — оксид углерода (IV). Присутствие СО2 понижает теплоту сгорания биогаза и наращивает объем газа, подлежащего обработке и хранению. Биогаз рассматривают как локальное горючее, довольно отлично ис¬пользуемое на месте его производства.
Другой продукт биоконверсии — остаток (шлам) — обеззаражен¬ное высокоэффективное удобрение, по своим свойствам приближаю¬щееся к минеральному удобрению типа нитрофоски: 1 т сухого остат¬ка (по содержанию питательных веществ) эквивалентен 3 — 4 т нитро¬фоски. Органические удобрения, получаемые в итоге анаэробной ферментации отходов, существенно лучше в агрономическом отноше¬нии, ежели приобретенные обыденным способом компостирования.
Обширное внедрение биоконверсии органических отходов решат несколько важных задач — сохранение среды, снаб¬жение энергией, также понижение риска распространения разных эпидемий у животных.

Метки:бактерии, безвозмездно, биомасса, Биоэнергетика, метан, переработка, реферат, горючее, причины