За последнее столетие добыча нефти в мире выросла практически в 20 раз и продолжает расти довольно стремительно. По оценкам профессионалов, в течение 40—50 лет припасы углеводородов будут фактически исчерпаны. Потому в почти всех странах огромное внимание уделяется поиску путей использования энергии, накапливаемой растениями за счет фотосинтеза, для технических потребностей, а именно для подмены обычного водянистого горючего на автотранспорте биотопливом (этанолом и биодизелем). По производству и потреблению топливного этанола мировым фаворитом уже более 2-ух десятилетий является Бразилия, где его создание составляет половину мирового, и значимая часть автотранспорта работает на чистом (95%) этаноле или на консистенции этанола (25%) с бензином(75%). Создание биотоплив для движков внутреннего сгорания стремительно развивается в США и в почти всех европейских странах (сначала в Испании и Франции).

Внедрение энергии биомассы в Украине находится в зачаточном состоянии, хотя условия для ее освоения (особенности климата, потенциал земельного сектора экономики, наличие рабочей силы) довольно благоприятны. Потому полностью естественным представляется формирование весной текущего года мотивированной всеохватывающей программки исследований НАН Украины «Биомасса как топливное сырье» («Биотоплива»). Как можно судить по концепции обозначенной программки, ее создатели лицезреют единственно вероятный путь использования биомассы для автотранспорта — тот, по которому идут страны-лидеры этого направления (будем именовать этот вариант обычным). В связи с этим появляется вопрос: вероятны ли другие варианты использования биомассы для автотранспорта?

В Институте технической теплофизики (ИТТФ) НАН Украины разработаны метод и устройство для энерготехнологической переработки биомассы (древесной породы, травы, подсолнечной лузги и др.). В итоге таковой переработки получают два продукта: горючий газ и древесный уголь (полукокс), который представляет собой фактически беззольное высокореакционное жесткое горючее. Тут принципиально выделить, что прямое внедрение биомассы, а именно древесной породы в более совершенных, современных пылеугольных котлах связано со значительными трудностями, если вообщем может быть. Дело в том, что пылевая разработка сжигания предугадывает непременное измельчение горючего до частиц размером ~ 200 мкм, а мельницы, которыми оборудованы пылеугольные энергоблоки, полностью неприменимы для размола биомассы (к примеру, древесных отходов), но просто управляются с измельчением древесного угля. Не считая того, для стабилизации горения пылеугольного горючего употребляется «подсветка» факела дефицитным и дорогостоящим природным газом, но его полностью можно поменять дешевеньким и легкодоступным горючим, который выходит при энерготехнологической переработке биомассы по технологии ИТТФ.

Таким макаром, раскрывается возможность широкого использования биомассы (поточнее, товаров ее энерготехнологической переработки) для производства электроэнергии по более совершенной технологии. Отлично, произнесет читатель, вы предлагаете создавать дополнительную электроэнергию из биомассы, но ведь выше речь шла об использовании энергии биомассы для автотранспорта! Противоречия тут нет: если гласить не о нынешнем, а о следующем дне, то очень возможно, что авто с движками внутреннего сгорания будут равномерно вытесняться электромобилями. Таким макаром, полностью реальным представляется другой вариант использования энергии биомассы: энерготехнологическая переработка биомассы, создание электроэнергии и ее прямое внедрение на транспорте (сейчас — это метро, троллейбусы, трамваи, электровозы, а завтра к тому же бессчетное огромное количество электромобилей).

Любопытно сопоставить характеристики обычного и альтернативного вариантов. Тесты установки ИТТФ для энерготехнологической переработки биомассы проявили, что ее КПД (т.е. отношение теплотворной возможности товаров переработки к теплотворной возможности начального сырья) порядка 90%. Допустим, что КПД перевоплощения биомасса — биотопливо такой же. Наилучшие современные транспортные движки внутреннего сгорания имеют КПД менее 40 %. Таким макаром, обычный вариант использования биомассы может обеспечить итоговый КПД менее 36%. Для оценки способностей альтернативного варианта представим, что электроэнергия, которая употребляется в электромобилях, вырабатывается на ТЭЦ с КПД ~ 75%. Так как энергопотери в электродвигателе ничтожно малы, КПД альтернативного варианта ~ 67%, т.е. чуть не в два раза выше. Что касается экологического нюанса, то, разумеется, сжигание товаров переработки биомассы в больших современных котельных установках с массивными системами чистки товаров сгорания приведет к наименьшему загрязнению среды, чем внедрение биотоплива в движках внутреннего сгорания.

Очередное беспрекословное преимущество альтернативного варианта при сопоставлении его с обычным заключается в том, что «в дело» может идти вся биомасса (к примеру: стволы подсолнечника, кукурузы, ветки деревьев, торжественные елки и т.д.). В классическом варианте — только относительно маленькая часть биомассы (зерна кукурузы, сои, рапса и т.д.), при этом та, которая может быть применена для производства пищевых товаров для людей.

В заключение — очередное суждение в пользу альтернативного варианта. Понятно, что отопительные котельные и ТЭЦ, обычно, работают на природном газе, так как сжигание высокозольного угля привело бы к выбросу значимых количеств летучей золы в атмосферу. Но в древесном угле содержание золы не превосходит одного-двух процентов (и практически нет серы), так что его сжигание в котельных и на ТЭЦ, расположенных в городках, полностью может быть. Эта мера позволила бы приметно уменьшить потребление природного газа для энергетических нужд и сберечь значимые средства.

Очень прибыльно использовать другой вариант использования биомассы в больших городках, где накапливается огромное количество биомассы и имеется много отопительных котлов. Расчеты демонстрируют: если использовать другой вариант для утилизации биомассы, которая накапливается в г. Киеве (древесная часть городского мусора, обрезки деревьев и т.д. — всего более 24 тыс. м3 в год), то можно фактически даром иметь раз в год доход в размере более 1 млн. долл. При использовании в пылеугольных котлах древесной подсветки по другому варианту можно уменьшить на 13—15% расход природного газа, который употребляется угольными электрическими станциями на подсветку.

И последнее. Беря во внимание то, что установка ИТТФ для энерготехнологической переработки уже сотворена (прошла промышленные тесты), также то, что приобретенные продукты переработки могут отлично сжигаться в имеющихся энергетических установках, можно надежды, что другой вариант использования биомассы отыщет обширное применение как в нашей стране, так и за рубежом. Это позволит Украине без огромных издержек стремительно завладеть массивным неистощимым источником другой энергии.