2. Биомасса как источник углеводородного сырья
Ежегодно в биосфере Земли прирастает 110 млрд. т одной фитомассы, причем более 96 % указанного объема находится за пределами возделываемых угодий. Приведенная величина отвечает получению в год 2 000 млрд. ГДж энергии, если принять среднюю теплотворную способность сухой биомассы за 18 ГДж/т [14, с. 205].
2.1. Использование биомассы в странах ес
Вклад биомассы в общий энергобаланс Европейского союза в 2004 г. составлял 4,13 % от общего объема потребляемых энергоресурсов, а вклад ВИЭ - 6,26 %. Биомасса составляет около 2/3 всех возобновляемых источников энергии в Европе.
Последнее десятилетие характеризуется высокими темпами роста объема ВИЭ в ЕС, особенно биомассы.
По различным причинам - историческим, экономическим, техническим - биомасса используется неравномерно. Из 72,3 Мтнэ 66,8 % идет для производства тепла, 30,5 % - для производства энергии и 2,7 % - для производства жидкого моторного топлива. Источником биомассы служат лесное (61,5 Мтнэ), сельское хозяйство (3,5 Мтнэ) и еще 7,3 Мтнэ производится из отходов.
Уровень использования биомассы в разных странах ЕС различается и зависит от доступности ресурсов биомассы, плотности населения, исторического опыта развития энергетики и эффективности политической поддержки.
По объему использования биомассы лидируют Франция, Германия, Швеция и Финляндия, в долях от внутреннего потребления энергоресурсов - Латвия, Финляндия, Швеция и Дания.
В Латвии, которая следует примеру Скандинавских стран, произведенная на биомассе энергия составляет 29,7 % общего потребления (4,4 Мтнэ). Во Франции на биомассе в 2004 г. произведено 11,9 Мтнэ (4,4 % общего потребления в 270,6 Мтнэ) [21, c. 9].
При совместном производстве тепла и электроэнергии, а также при производстве биогаза коэффициент полезного действия колеблется от 50 до 90 % в зависимости от технологии [23, c. 25].
Производство жидкого моторного топлива (этанола и биодизеля) менее эффективно: коэффициент полезного действия в самых оптимальных условиях в настоящее время не превышает 55-60 %, очень многое зависит от того, какая сельскохозяйственная культура используется, и какова ее урожайность [21, c. 12].
2.2. Потенциал виэ в рф
Потенциальные возможности России в плане широкомасштабного и эффективного использования биомассы, весьма велики.
На территории России ежегодно конвертируется до 227 × 1021 Дж солнечной энергии и продуцируется до 14-15 млрд. т биомассы в результате усвоения 21-22.5 млрд. т СО2. Энергия химических связей этого количества российской биомассы составляет 0.24 × 1021 Дж, что эквивалентно 8.2 млрд. т условного топлива или нефтяного эквивалента [17, c. 11].
Биогаз, самопроизвольно образующийся при распаде органических отходов, вносит значительный эффект в образование парниковых газов, поэтому его утилизация для нужд общества является важным вкладом в выполнение договоренностей по Киотскому протоколу [10, c. 2].
В соответствии с Энергетической стратегией России на период до 2020 г. технический потенциал возобновляемых источников энергии составит около 4,6 млрд. т н.э. в год, т.е. в 5 раз превысит объем потребления всех топливно-энергетических ресурсов России, а экономический потенциал определен в 270 млн. т н.э. в год, что немногим больше 25 % от годового внутреннего потребления энергоресурсов в стране [4].
По данным Федерального агентства кадастра объектов недвижимости площадь земельного фонда Российской Федерации на 1 января 2008 г. составила 1709,8 млн. га без учета внутренних морских вод и территориального моря [39].
На 1 января 2008 г. площадь земель сельскохозяйственного назначения составила 403,2 млн. га или 23 % от общего земельного фонда. Часть из них используется для получения продукции сельского хозяйства и выделены в качестве сельскохозяйственных угодий. Их площадь в составе земель сельскохозяйственного назначения на конец 2007 г. составляла 195,6 млн. га. Это немногим больше 11 % от общего фонда российской земли и 48,6 % категории земель сельскохозяйственного назначения. При этом Россия занимает первое место в мире по наличию плодородных земель (рис. 1). Последние годы отличаются негативными изменениями в использовании площадей и структуре сельскохозяйственных угодий [14].
Рис. 1. Плодородные земли, млн. га [21, с. 14]
Службы государственного земельного контроля ежегодно обнаруживают большие массивы неиспользуемых угодий (в 2003 г. - 8,4 млн. га), факты нецелевого их использования (в 2003 г. - 0,5 млн. га).
На всей территории России деградирует почвенный покров, снижается продуктивность сельхозугодий, расширяются ареалы их подтопления, загрязнения и захламления. Идет зарастание кормовых угодий кустарником и мелколесьем. Значительная часть сельхозугодий (12,9 млн. га) находится в составе земель запаса и тоже зарастает, теряя сельскохозяйственную ценность. На сегодняшний день в России остаются невостребованными около 20 млн. га продуктивной пашни. Этот ресурс можно было бы использовать для выращивания энергетических сельскохозяйственных культур, к примеру, рапса [19, с. 12].
Россия располагает достаточной сырьевой базой для развития биоэнергетики. Это, прежде всего, органические отходы АПК, городов и лесопереработки. В настоящее время ежегодный объем производимых органических отходов АПК и городов по регионам России в сумме составляет почти 700 млн. т (рис. 2).
Рис. 2. Распределение суммарного количества органических отходов АПК в 2005 г. по федеральным округам, млн. т [21, с. 15].
Из этого количества отходов можно ежегодно получать до 58 млн. м3 биогаза, до 90 млн. т пеллет, до 330 тыс. т этанола [21, с. 15].