БИОМАССА КАК ТОПЛИВО
Известно несколько способов использования биомассы в качестве топлива:
1. Сжигание биомассы. Древесина, отходы сельскохозяйственного производства (шелуха пшеницы и риса, стволы кукурузы) и другие биологические отходы могут сжигаться в обыкновенной топке. Теплота сгорания максимально высушенной биомассы находится в интервале 15-19 МДж/кг.
2. Получение из древесины древесного угля, имеющего лучшие энергетические характеристики по сравнению с исходным продуктом.
3. Газификация древесины с получением горючих газов.
4. Получение из древесины метанола.
5. Использование пальмового масла в качестве топлива для дизельных двигателей.
6. Использование сока некоторых растений, очень богатых углеводами, так же как и пальмового масла, напрямую в дизельных двигателях.
7. Ферментация сахаров и крахмала с получением биоэтанола.
8. Получение из биомассы богатого метаном биогаза.
Энергетическое использование биомассы имеет одно неоспоримое преимущество по сравнению с использованием ископаемого топлива: при сжигании биомассы не увеличивается общее количество С02 в атмосфере. Этот факт объясняется тем, что при сжигании биомассы выделяется ровно такое же количество диокида углерода, какое растения поглотили из атмосферы и преобразовали в кислород и органические соединения. Поэтому общий баланс диоксида углерода в атмосфере не нарушается. Установлено, что увеличение содержания углекислого газа в атмосфере изменяет характеристики пропускной способности атмосферы, что вызывает парниковый эффект, который приводит к увеличению средней температуры на поверхности земли. Повышение температуры может привести к таянию полярных льдов, что вызовет затопление многих прибрежных зон и даже изменение океанских течений, таких как Гольфстрим.
В настоящее время в связи со все нарастающим использованием ископаемого топлива концентрация углекислого газа в атмосфере растет в угрожающей прогрессии. Так, ежедневное потребление бензина только в США на сегодняшний день достигло 7,3 млн баррелей, что соответствует 1,2- 109л, или 0,7 • 109кг в день. Такое потребление бензина приводит к выбросу 610 000 т диоксида углерода в день, или 220 млн т в год. Это соответствует грузоподъемности 5000 крупнейших морских танкеров. Ежегодное потребление автотранспортом бензина эквивалентно энергии, получающейся при сжигании 35 млн крупных деревьев. И все это относится только к использованию бензина. Если рассматривать использование в энергетике всех продуктов нефтяной промышленности, то эти цифры вырастут в 3-4 раза. При этом мы не учитывали выбросы, связанные с использованием природного газа и угля (заметим, что в США 56 % энергии вырабатывается на угольных электростанциях). Таким образом, использование органических топлив приводит к сильнейшему загрязнению атмосферы выбросами диоксида углерода.
По мнению некоторых ученых, когда жизнь на Земле только зарождалась, её атмосфера состояла преимущественно из азота и диоксида углерода. Ранние формы жизни были полностью анаэробными (более точно — аноксигеннымп). В частности, к таким формам относятся первые анаэробные бактерии, которым для обеспечения жизнедеятельности кислород в принципе не нужен. С течением времени эти бактерии «научились» разлагать воду, в которой они жили, на водоро"1 и кислород, используя солнечное излучение. Свободный водород затем использовался как источник энергии для химических процессов синтеза углеводов, белков. ДНК и РНК. Единственной проблемой в этом процессе являлось то, что в результате диссоциации воды помимо ионов водорода образовывался весьма активный газ — кислород, в котором как бактерии, так и их далекие потомки — современные растения — наименее заинтересованы. Кислород, таким образом, поступал в атмосферу в качестве загрязнителя, в то время как углекислый газ удалялся из нее, накапливаясь в растениях и в дальнейшем превращаясь в ископаемое топливо, которое мы используем в настоящее время. Со временем большая часть С02 была удалена из атмосферы и захоронена в горных породах. Биота адаптировалась к изменившимся условиям, не только «научившись» жить в условиях кислородной атмосферы, но и выиграв от этого: в кислородной среде возникли животные.
В настоящее время мы настойчиво сжигаем ископаемое топливо в решительной попытке восстановить первобытную аноксигенную атмосферу. При этом мы используем углеводородные запасы, накопленные в течение миллионов лет, во много раз быстрее, чем они естественным образом восполняются.
Как уже было сказано выше, когда мы сжигаем биомассу, выделяется только такое количество углекислого газа, которое было аккумулировано в ней за время роста этих растений. Таким образом, это никак не влияет на обший углекислотный баланс атмосферы, создававшийся в течение более чем 600 млн лет. Еше одно преимущество топлива из биомассы — низкое содержание в нем серы, что смягчает проблему кислотных осадков.