1% И редко более 2%) использования солнечной энергии при

фотосинтезе; при образовании продукции растениеводства

диффузный, а часто и сезонный характер продукции и высокое

весовое содержание влаги. По этим причинам для получения

высококачественного, богатого энергией сырья необходимо

осуществить его сбор, перевозку, удаление воды, концентрирование

или же химическую или биологическую переработку и упаковку.

Если же задачей является превращение биомассы в ценные виды

топлива, то думать приходится не только об удалении воды и

увеличении удельного содержания энергии, но и о том, как получить

продукт, совместимый с технологией, для которой он предназначен.

Ранее основным путем использования растительного сырья в

качестве топлива во всем мире было прямое сжигание главным

образом древесины и в меньших масштабах – остатков урожая и

219

навоза. В настоящее время на разных стадиях разработки находится

ряд систем термической модификации такого сырья. Среди них –

установки на основе пиролиза, газификации и гидрогенизации.

Для этой цели применяют главным образом сахарный тростник,

кукурузу, древесину, навоз, бытовой мусор, а также отходы сельского

хозяйства и промышленности.

Основным поставщиком биомассы, идущей на топливо, служит

сельское и лесное хозяйство. Оценивая нынешние возможности,

следует исходить из наличных земельных площадей, урожайности

современных культур, продуцирующих сахар и крахмал, и числа

работников, занятых в сельском хозяйстве.

Ежегодный прирост биомассы во всем мире составляет около

2•1011 Т. Из них приблизительно 1,2•1011 т составляет древесина (в

пересчете на сухое вещество). Примерно 60% вырубаемой древесины

используется как топливо.

Древесина, используемая в качестве биотоплива, обладает рядом

достоинств: выход продукции в пересчете на гектар очень высок; из

древесины получают значительно больше биомассы, чем из любого

другого источника; разведение лесов требует гораздо меньших

вложений, чем выращивание других культур. К числу недостатков

нужно отнести длительность роста до зрелости, а также тот факт, что

главный компонент древесины, лигноцеллюлоза, очень сложна для

переработки. В ближайшем будущем наиболее удобным и доступным

источником сырья будут отходы деревообрабатывающей

промышленности, но впоследствии все возрастающее значение будет

приобретать «выращивание» топлива.

Поскольку основные затраты связаны с очисткой земли и

посадкой, основное внимание уделяется сегодня выращиванию

твердодревесного быстрорастущего порослевого леса.

Большой биомассой отличаются пресноводные и морские

водоросли, но чрезвычайно большое содержание воды в этих

растениях и сложность сушки на солнце препятствуют

использованию их как топлива путем прямого сжигания.

Наиболее подходящей технологией переработки водных растений

и сырых отходов земледелия в топливо, корма и удобрения является

анаэробная ферментация. Эти растения просто процветают в сточных

водах. Они успешно очищают воду и хорошо при этом растут. Таким

образом, они могут играть двойную роль: улучшать состояние

окружающей среды и служить важным источником энергии. В ряде

стран из водных растений получают биогаз. Их стали использовать

для этой цели, поскольку растения исключительно быстро растут,

причем на поверхности воды, и их легко собирать. Можно

220

использовать и водоросли, растущие в прудах, в которых

перерабатываются сточные воды, содержащие органические

вещества. Такая технология особенно пригодна для стран, где много

солнца, и к тому же нередко возникают проблемы переработки

жидких отходов.

Многие жидкие и полутвердые отходы –идеальная среда для

роста фотосинтезирующих водорослей и бактерий. При хороших

условиях они быстро наращивают биомассу и осуществляют

эффективное превращение солнечной энергии (3,5%); выход

продукции составляет 50-80 т с гектара в год. Собранные водоросли

можно прямо скармливать животным, получать из них метан или

сжигать для получения электроэнергии. При этом одновременно

происходит переработка отходов и очистка воды. По существующим

оценкам затраты на такие системы в условиях Калифорнии

составляют около 50% от затрат на обычные системы переработки

сточных вод. Главная хозяйственная проблема здесь –затраты на сбор

продукции. Ее можно решить, используя иные виды водорослей,

которые легче собирать, и новые технические приемы сбора.