3.7 Биоэнергетика

Сложный комплекс веществ, из которых состоят растения и животные, принято называть биомассой. Основа биомассы - органические соединения углерода. Уникальная роль углерода в живой природе обусловлена его свойствами, которыми в совокупности не обладает ни один другой химический элемент.

Первоначальна энергия системы биомасса - кислород возникает в процессе фотосинтеза под действием солнечного излучения, являющегося естественным вариантом преобразования солнечной энергии, а биомасса является основным исходным веществом для образования ископаемых топлив (торфа, угля, нефти, газа).

Б и о г а з получают путем микробиологического анаэробного разложения органических веществ растительного и животного происхождения. Он состоит из 50-80 % метана и 50-20 % углекислого газа. Теплотворная способность его в среднем составляет 5500-6000 ккал/м³. По содержанию энергии 1 м³ биогаза эквивалентен: 2 кВт • ч электроэнергии; 0,6 кг керосина, 15,5 кг каменного угля, 3,5 кг дров; 0,4 кг бутана; 12 кг навозных брикетов.

Одним из способов получения биогаза является метановое брожение в реакторах-метантенках объемом от одного - двух до нескольких тысяч кубометров.

В Беларуси биоэнергетические установки находятся в стадии разработки и испытаний, результаты которых позволят в недалеком будущем дать уточненную оценку реального выхода товарного биогаза.

Энергетическая программа Республики Беларусь до 2010 г. предусматривает ряд крупномасштабных мероприятий в области биоэнергетики. Считается, что применение биоэнергетических установок по переработке отходов животноводства позволит существенно улучшить экологическую обстановку вблизи крупных животноводческих комплексов, где к настоящему времени скопились огромные количества непереработанной биомассы. Кроме того, можно рассчитывать на получение высококачественных органических удобрений и за счет производства биогаза обеспечить экономию 116 тыс. т условного топлива в год.

Ежегодно в республике накапливается 2 млн т твердых бытовых отходов (ТБО) в виде бумаги, текстиля, пищевых отходов, дерева, которые вывозятся десятками и сотнями тысяч тонн на городские свалки, занимающие в республике 850 га, и лишь 4 % утилизируются на опытном заводе по переработке отходов «Экорес» в Минске. На одного горожанина в 1999 году приходилось 267 кг бытового мусора. Подсчитано, что в случае утилизации всех ТБО только под Минском может быть получено 220 млн м³ биогаза, что составляет 170 тыс. т у. т в год, а вся потенциальная энергия, заключенная в ТБО, по республике эквивалентна 470 тыс. т у. т. в год.

Основными типами энергетических процессов, связанных с переработкой биомассы, являются:

1 Прямое сжигание для получения теплоты.

2 Пиролиз.

3 Гидрогенизация.