Возобновляемые источники энергии
3. Биотопливо
Биомасса может считаться возобновляемым источником энергии только в том случае, если она используется в количестве, не превышающем ее воспроизводство. В общем потреблении первичных энергоресурсов в мире доля биомассы составляет в настоящее время по различным оценкам от 8 до 11%. В Китае, например, эта величина приближается к 20%, в Индии превышает 40%. Ежегодно на земле произрастает и образуется биомассы в количестве 220 млрд. т сухого вещества с теплотворной способностью около 105 млрд т н.э. Примерно 65% биомассы можно использовать на энергетические цели, т. е. теоретический энергетический потенциал биомассы составляет около 70 млрд. т н.э. в год, что почти в 7 раз выше теоретического потенциала гидроресурсов при пересчете на замещаемое топливо. Считается, что в рамках концепции устойчивого развития можно использовать около 10% теоретического энергопотенциала биомассы, т.е. 7 млрд. т н.э. ежегодно. Реальное потребление в 2005 г. составило около 1,1 млрд. т н.э., т. е. примерно 16%. Биомасса, используемая в качестве энергоносителя, подразделяется на следующие основные категории:
* древесная (деревья, кустарник, лесная подстилка, бамбук и т.п.);
* недревесная (сахарный тростник, солома, хлопок, стебли и корни растений, трава, водные растения и т.д.);
* отходы переработки (шелуха, выжимки, скорлупа орехов, пищевые отходы, опилки, муниципальные отходы, отходы бумажного и гидролизного производства и т.д.);
* отходы животноводства;
* биотопливо (древесный уголь, топливные брикеты, метанол, этанол, рапсовое масло, биогаз и др.).
Основными причинами недостаточного использования энергопотенциала биомассы являются следующие:
* низкая калорийность по сравнению с традиционными видами топлива;
* большая исходная влажность некоторых категорий биомассы, требующая больших затрат на сушку;
* энергоемкость производства биотоплива (например, биогаза);
* большая доля транспортных расходов для энергоустановок большой мощности.
Несмотря на слабое использование существующего потенциала, имеются значительные дополнительные возможности производства биомассы на топливо. Например, в Африке используется только 25% сельскохозяйственных угодий, Латинской Америке -- 15%. Как следует из рис. 4, всего в мире 2,4 млрд. га, или 31%, всех сельхозугодий, вовлечено в оборот в настоящее время. Подсчитано, что к 2050 г., когда население Земли предположительно увеличится до 8,5 млрд человек, потребуется дополнительное вовлечение в сельское хозяйство около 0,5 млрд га земли, в то же время примерно 1,3 млрд га может быть использовано для производства биомассы на топливо.
Считается, что с 1 га в среднем можно получить около 7 т н. э. энергии биомассы ежегодно. Таким образом, дополнительный энергопотенциал биомассы может составить 9 млрд. т н. э. в год. Для этого необходимы в соответствующем масштабе водные ресурсы, удобрения, техника, инфраструктура и т.д.