Возобновляемые источники энергии как способ решения глобальных сырьевых кризисов

Ю. М. Садоменко

Возникновение ряда сырьевых кризисов на глобальном уровне повлияло на внедрение в различных сферах народного хозяйства ресурсосберегающих методов и технологий переработки вторичного сырья, способствовало снижению материалоемкости продукции, использованию альтернативных источников энергии. А самое главное – это содействовало формированию ряда научных центров и квалифицированных кадров в этой области.

В настоящее время возобновляемые энергоресурсы используются незначительно. Их более широкое применение крайне заманчиво и многообещающе, но требует больших расходов на развитие техники и технологий. При ориентации части энергетики на возобновляемые источники важно избежать необоснованной эйфории, правильно оценить их долю, технически и экономически оправданную для применения. Если принять мировой объем использования всех возобновляемых источников энергии за 100 %, расчетные минимальный и максимальный эффект на перспективу до 2020 г. Выглядит следующим образом:

― биомассы: 42 – 45%;

― солнечной энергии: 20 ― 26%;

― ветровой энергии: 16%;

― геотермальной энергии: 7%;

― энергии малых водотоков: 5 ― 9%;

― океанической энергии: 3 ― 4%.

Таким образом, из альтернативных энергоносителей наиболее перспективным в обозримом будущем является использование биомассы.

Термин «биомасса» стал применяться последние десятилетия. Под ним подразумевают все возобновляющиеся органические вещества растительного и животного происхождения. Возобновление органического вещества в растениях обеспечивается путем фотосинтеза. При этом энергия фотонов солнечного света преобразуется в энергию возбужденных состояний электронов пигмента за счет электромагнитных процессов, а в итоге энергия аккумулируется в химических соединениях. В этих процессах не выполняется механическая работа, а только происходит перегруппировка электронных состояний, в результате чего создаются энергоемкие органические вещества. Связанная химическая энергия может быть выделена при использовании различных термобиохимических процессов.

По существенным оценкам, энергосодержание ежегодного прироста биомассы на Земле эквивалентно 3∙10 Дж, что в 10 раз превышает годовое потребление энергии человечеством.

Министры энергетики стран, которые входят в состав ЕС, подписали договор о том, что до 2020 г. Уровень потребления биотоплива в этих странах должен достичь 10% от общего объема используемого горючего. На данный момент (2008 г.) в Евросоюзе существует рекомендация по поводу желательности увеличения этого показателя в 2012 г. до 5,75%, но тем временем лишь две страны (Германия и Швеция) смогли выполнить рекомендацию по поводу достижения в 2005 г. потребления биотоплива на 2%.

Существенно осложняет развитие этого направления то, что его себестоимость, а значит и цена для среднестатистического потребителя выше, чем у традиционного горючего. Но одним из основных преимуществ расширения использования биотоплива считается возможность снизить выбросы в атмосферу углекислого газа. Однако, по ряду причин этого добиться не удается. Так, при переработке пшеницы на этанол часто используется электрическая энергия, которая получается путем сжигания ископаемых, в результате чего существенно снизить выбросы углекислого газа не является возможным. Кроме того, при выращивании рапса и других энергоресурсных растений, используются удобрения на основе природного газа, поэтому дальнейшее производство из растительного масла, биодизельных топлив не приведет к желаемому сокращению выбросов углекислого газа и уменьшению зависимости от импортных энергоносителей.

Однако во многих странах мира энергетика на растительной и древесной биомассе становится эффективной самоокупаемой отраслью, конкурентоспособной по отношению к энергетике на ископаемом топливе. Беларусь идеально подходит для развития биоэнергетики благодаря наличию больших массивов промышленного леса (так как основным источником биомассы является в Беларуси лес и лесные отходы биоэнергетические установки строятся на базе лесной, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленностей), равнинного ландшафта, хорошо развитой инфраструктуры распределения энергии и тепла, современных предприятий энергетического и общего машиностроения, а также высокого уровня технического образования населения. В Беларуси биоэнергетика начинает интенсивно развиваться в условиях необходимости достичь определенного уровня энергетической безопасности и в полном соответствии положениям Международного соглашения об изменении глобального климата, подписанного Республикой. Более половины «урожая» биомассы приходится на долю лесов. Поэтому следует уделить должное внимание организации лесоводческих энергетических хозяйств. В настоящее время во многих странах проводят исследования по выращиванию ряда быстрорастущих культур (тополь, ива, ясень, клен и др.), используемых в качестве энергетического топлива. Опыт многих стран показывает, что при вполне приемлемых затратах урожайность таких плантаций может быть повышена до 40% путем использования генетических факторов, а на 25 – 30% затраты по выращиванию и сбору могут быть снижены внедрением нового прогрессивного оборудования.

Литература:

1 Бокун, И. А. Возобновляемые и нетрадиционные источники энергии [Текст] / И. А. Бокун, А. М. Темичев; М. изд.-во: «ВУЗ-ЮНИТИ», 2004. – 190с.

2 Врублевский, Б. И. Основы энергосбережения [Текст]: учеб. пособие / Б. И. Врублевский, С. Н. Лебедева, А. Б. Невзорова, под общ. ред. Б. И. Врублевского. – Гомель: ЧУП «ЦНТУ «Развитие», 2002. – 190с.

3 Голицын, М.В. Альтернативные энергоносители [Текст] / М. В. Голицын, А. М. Голицын, Н. В. Пронина; отв. Ред. Г.С. Голицын. – М.: Наука, 2004. – 159с.

4 Лосюк, Ю. А. Нетрадиционные источники энергии [Текст] / Ю. А. Лосюк, В. В. Кузьмич; Мн.: УП «Технопринт», 2005. – 234с.