10.1. Створення безвідходних або маловідходних біоенерготехнологій

Безвідхідна і маловідходна технологія являють собою один із сучасних напрямків розвитку промислового виробництва. Виникнення цього напрямку обумовлено необхідністю запобігти шкідливому впливу відходів промисловості на навколишнє середовище. Безвідхідні виробництва мають на увазі розробку таких технологічних процесів, які забезпечують максимально можливу комплексну переробку сировини. Це дозволяє, з одного боку, найефективніше використати природні ресурси, повністю переробляти відходи, що утворяться, у товарну продукцію, а з іншого боку - знижувати кількість відходів і тим самим зменшувати їхній негативний вплив на екологічні системи.

Безвідхідну й малоотходную технологію застосовують у всіх галузях промисловості, у тому числі у біоенергетиці. Їхній розвиток іде по наступних напрямках: розробка й впровадження принципово нових технологічних процесів, що зменшують кількість відходів; розробка й впровадження методів і встаткування для переробки відходів у товарну продукцію; створення безстічних водооборотних систем, у яких здійснюється очищення води. Є інший шлях: територіально зв'язати підприємства так, щоб відходи одного підприємства служили сировиною для іншого підприємства.

10.2. Проблеми безпеки біопалива

Проблеми, які перешкоджають використанню етанолу як палива:

• виробництво етанолу з рослинної сировини не є безвідходним;

• висока вартість біоетанолу порівняно з бензином;

• низька теплотвірність та висока температура запалення біопалива;

• агресивність спирту у паливній системі;

• відходи лігніну при переробці сировини;

• викиди формальдегіду з продуктами згорання спирту;

• недоліки класичного біологічного продуцента спирту - дріжджів:

• одночасність дихання дріжджів та анаеробні умови бродіння;

• нездатність дріжджів зброджувати крохмаль та целюлозовмісні субстрати;

• токсичність для дріжджів високих концентрацій спирту та цукру.

Алкогольне паливо порівняно з бензином має низьку теплотвірну здатність -30 % бензинового палива; біоетанол має вищу температуру запалу, через що в холодну погоду складно завести авто, ніж за використання звичайного мінерального палива. Окрім того, до металів спирти агресивніші, і паливна система буде піддаватися корозії і скоріше виходити з ладу.

У продуктах згоряння спиртів знайдені абсолютно нові забруднювачі атмосфери. Серед них – формальдегід, хоча загалом етанол чистіший в екологічному аспекті.

Ускладнюють можливість використання водню як палива також проблеми безпеки: водень може створювати з повітрям вибухонебезпечну суміш – гримучий газ; зріджений водень має виняткові проникні властивості, вимагаючи застосування особливих матеріалів.

10.3. Пошук нових технологічних рішень та біологічних агентів для подолання проблем біоенергетики

Динамічне здорожчання паливних ресурсів у світі, зростаючі потреби України у забезпеченні енергоносіями власного виробництва гостро ставить проблему пошуку альтернативних видів палива. Вирощування сільськогосподарських культур для переробки на біопаливо – етанол, біодизель слід розглядати як важливий інноваційний напрям аграрного виробництва в контексті сталого розвитку, оскільки він здатний вирішувати ряд економічних, екологічних і соціальних проблем. Біопаливо важливе, насамперед, для енергозабезпечення, збереження ресурсів і поліпшення екології.

Перед біоенергетичною галуззю стоїть ряд проблем економічного, екологічного та технічного характера, які потребують негайного або поступового розв’язання. Деякі з проблем, окреслені у табл. 10.1. нині вже вирішені у промисловому або лабораторному масштабі.

Таблиця 10.1