- •Міністерство освіти і науки україни національний університет харчових технологій
- •В.О. КРасінько біоенергетика та охорона довкілля конспект лекцій
- •Київ нухт 2013
- •1. Альтернативність біоенерготехнології
- •1.1. Джерела енергії. Розвиток нетрадиційних і відновних джерел енергії
- •1.2. Основні теорії і концепції в галузі технологічної біоенергетики
- •Глобальне споживання енергії
- •1.3. Характеристика паливно-енергетичного комплексу України
- •1.3.1. Нетрадиційні та відновлювані джерела енергії (нвде) у структурі пек України.
- •1.4. Проблеми вітчизняної та світової енергетики
- •1.5. Енергоощадні технології
- •Запитаня для самоперевірки
- •2. Біоенергетика і біоконверсія енергії
- •2.1. Напрями технологічної біоенергетики
- •Біоконверсія сонячної енергії
- •Сировинна база для біоенергетики
- •2.4. Біоконверсія продуктів фотосинтезу
- •Сумарний річний потенціал тваринницької сільськогосподарської біомаси в Україні
- •2.5. Вирішення питань охорони довкілля шляхом зниження парникового ефекту за використання біомаси як джерела енергії
- •2.6. Обмеження у використанні біомаси
- •Запитаня для самоперевірки
- •3. Альтернативність біопалива
- •Згідно статті 3 Закону України «Про альтернативні види палива» паливо визначається альтернативним, якщо воно:
- •Згідно статті 4 Закону України «Про альтернативні види палива» до альтернативних видів рідкого палива належать:
- •Згідно статті 5 Закону України «Про альтернативні види палива» до альтернативних видів газового палива належать:
- •3.1. Види біопалива
- •Перелік нормативно-правових документів, прийнятих в Україні, які регулюють відносини у сфері використання біопалива:
- •3.2. Тверде біопаливо
- •3.3. Одержання енергії з твердої біомаси
- •3.4 Рідке біопаливо
- •3.5. Характеристики моторних видів палива
- •3.6. Біоетанол
- •Запитаня для самоперевірки
- •4. Технологічні особливості одержання біоетанолу
- •4.1. Етапи виробництва біоетанолу на крохмалевмісній сировині
- •4.2. Виробництва біоетанолу на мелясі
- •4.3. Алкогольна ферментація гідролізатів деревини
- •4.4. Перспективи одержання біоетанолу в Україні
- •4.6. Продуценти біоетанолу
- •4.6.1. Метаболічна інженерія дріжджів Saccharomyces cerevisiae
- •4.7. Екологічні аспекти одержання біоетанолу
- •Характеристика продуктів переробки зернової барди 7
- •Запитаня для самоперевірки
- •5. Технологічні ососбливості одержання біодизелю
- •5.1. Сировинна база для одержання біодизелю
- •5.2. Технологічні особливості виробництва біодизелю
- •5.2.1. Виробництво чистого та модифікованого біодизелю з ріпаку
- •5.2.2.Технологія ріпаково-метильованого ефіру (рме)
- •5.3. Потенціал України у виробництві біодизелю
- •5.4. Переваги та недоліки біодизелю як пального
- •5.5. Питання охорони довкілля за виробництва біодизелю
- •Запитаня для самоперевірки
- •6. Метаногенез як біоенергетичний процес
- •6.1. Характеристика асоціації мікроорганізмів – продуцентів біогазу
- •6.2. Сировина для виробництва біогазу
- •6.3. Технологічні особливості виробництва біогазу
- •6.4. Промислові апарати для одержання біогазу
- •6.5. Переваги біогазових технологій
- •6.6. Недоліки біогазових технологій
- •Запитаня для самоперевірки
- •7. Біосинтез і фотосинтез енергетично багатих речовин
- •7.1. Біосистеми та процеси фотосинтезу і біосинтезу
- •7.2 Біопальне з біомаси водоростей
- •7.2.1. Можливості застосування та переваги використання мікроводоростей для виробництва біодизелю.
- •Запитаня для самоперевірки
- •8. Біоводень як перспективний вид біопалива
- •8.1. Біотехнологічні способи одержання водню
- •8.2. Фотобіоніка – створення штучних систем біоводню
- •8.3. Продуценти водню
- •8.4. Компоненти біосистем водню
- •8.5. Питання охорони довкілля за виробництва біоводню
- •Запитаня для самоперевірки
- •9. Технологічні основи одержання біопрепаратів на основі мікроорганізмів для інтенсифікації біоенергетичних процесів.
- •9.1. Використання біокаталітичних процесів у біоенерготехнологіях
- •9.2. Особливості одержання та застосування ферментів целюлолітичного комплексу у біоконверсії целюлозовмісної сировини в енергоносії
- •Очистка і характеристика ендоглюканаз із мікробних джерел 11
- •Очистка і характеристика целобіаз із мікробних джерел 11
- •Запитаня для самоперевірки
- •10. Проблеми безпеки біоенерготехнологій
- •10.1. Створення безвідходних або маловідходних біоенерготехнологій
- •10.2. Проблеми безпеки біопалива
- •10.3. Пошук нових технологічних рішень та біологічних агентів для подолання проблем біоенергетики
- •Проблеми виробництва рідкого біопалива
- •Запитаня для самоперевірки
- •Список рекомендованої літератури
1.4. Проблеми вітчизняної та світової енергетики
Енергетична проблема – одна із глобальних проблем людства. Необхідність розроблення нових і ефективних способів виробництва енергетичних носіїв і поповнення сировинних ресурсів стали особливо актуальними в останні два десятиліття через гострий дефіцит сировини і енергії в глобальному масштабі і підвищення вимог до екологічної безпеки технологій.
За прогнозом Міжнародного енергетичного агентства (МЕА), світовий попит на первинні енергоресурси протягом 2005...2030 pp. має зрости на 55 % і досягти 17,7 млрд. т нафтового еквівалента (за деякими даними – 25 млрд. т), проте видобувне паливо залишиться головним джерелом первинної енергії, досягаючи 85% в сумарному попиті на енергію, що створюватиме серйозну загрозу безпеці довкілля, економіці, здоров'ю населення, а також енергетичній безпеці внаслідок дефіциту енергоресурсів. Зокрема Євросоюз імпортує сьогодні близько 50 % усіх енергоресурсів.
Енергетичною безпекою України називають спроможність держави забезпечити ефективне використання власної паливно-енергетичної бази, здійснити оптимальну диверсифікацію джерел і шляхів постачання в Україну енергоносіїв для забезпечення життєдіяльності населення та функціонування національної економіки у режимі звичайного, надзвичайного та воєнного стану, попередити різкі цінові коливання на паливно-енергетичні ресурси або ж створити умови для безболісної адаптації національної економіки до нових цін на ці ресурси. Для України питання енергетичної безпеки є нині основною умовою її існування як самостійної держави. Заходи державного регулювання щодо забезпечення енергетичної безпеки можна розділити на превентивні і ліквідаційні. До превентивних заходів, зокрема, належить впровадження енергоощадних технологій.
Україна належить до країн,тільки частково забезпечених власними енергоресурсами. Її енергетична залежність від імпортних поставок органічного палива з урахуванням умовно первинної ядерної енергії упродовж останніх років становила понад 60% від загальних обсягів використовуваного палива. Імпортується здебільшого природний газ, світова ціна якого зростає і, на думку фахівців, зростатиме у найближчому майбутньому (до 600 дол. США за 1000 м3 у 2015 р.).
Екологічні проблеми. Енергетичні ресурси Землі дають змогу одержувати переважно гідравлічну і теплову енергії. Якщо процеси отримання гідравлічної енергії та її використання можна вважати порівняно нешкідливими для навколишнього середовища, то цього не скажеш про теплову енергію. Більшість методів її добування та перетворення на інші види, зокрема на електричну енергію, неминуче призводять до скидання забруднювальних речовин у водні джерела та виділення теплоти в атмосферу.
У застрахованій від криз й екологічно ощадивій енергетичній політиці необхідно враховуати, як мінімум, чотири основні принципи:
має використовуватися пріоритетний потенціальний екологічно ощадливий енергоресурс — економія енергії (енергоефективність) ;
для енергопостачання слід задіяти технології, які оптимально використовують теплоту спалювання палива і теплоту енергоносіїв;
потрібно в кілька разів збільшувати темпи залучення нетрадиційних відновлюваних енергоресурсів;
енергогенеруючі установки необхідно оснащувати сучасного технологічного рівня пристроями для вловлювання та нейтралізації шкідливих викидів.
