3. Производство биомассы для энергетических целей

Энергетические фермы. Этот термин используется в очень ши­роком смысле, обозначая производство топлива (энергии) в качестве основного или дополнительного продукта сельскохозяйственного про­изводства (поля), лесоводства (леса), аквакультуры (пресные и морские воды), а кроме того, те виды промышленной и бытовой деятельности, в результате которых образуются органические отходы. Основной целью переработки сырья могло бы быть исключительно производство энер­гии, но более выгодно найти наилучшее соотношение между получени­ем из различных видов биомассы и энергии, и биотоплива.

Наиболее характерный пример энергетических ферм представля­ют собой предприятия по выращиванию и комплексной переработке са­харного тростника. Производство зависит от сжигания отходов перера­ботки тростника, необходимого для снабжения энергией всей техноло­гической цепи. При надлежащей механизации можно было бы получить дополнительную энергию для производства на продажу побочных про­дуктов (патоки, химикатов, корма для животных, этилового спирта, строительных материалов, электроэнергии). Следует отметить, что эти­ловый спирт и электроэнергию можно использовать для выращивания культур и выполнения транспортных операций.

Развитие энергетики за счет использования сельскохозяйственных культур имеет как достоинства, так и недостатки.

Достоинства:

• Огромные потенциальные запасы.

• Разнообразие культур.

• Разнообразие применения (включая транспорт и производство элек­троэнергии).

• Связь с существующей агрокультурой и лесоводством.

• Поощрение интегрированного сельскохозяйственного производства.

• Эффективное использование побочных продуктов, отходов, стоков.

• Улучшение состояния среды за счет утилизации отходов.

• Использование комплексной эффективной переработки меньше за­грязняет воду и воздух (например снижает содержание серы).

• Ведет к развитию сельского хозяйства.

• Расширяет возможность экономии по отношению к продуктам, тер­ритории, занятости специалистов.

• Огромный потенциал в тропических странах, особенно развиваю­щихся.

• Создание агропромышленности, которая будет способствовать ре­шению широкого, круга задач, включая развитие культуры и образо­вания.

Опасности и трудности:

• Может привести к оскудению и эрозии почв.

• Возможность конкуренции с производством пищи.

• Использование генной инженерии может вызвать появление некон­тролируемых организмов.

• Крупномасштабная агроиндустрия может оказаться слишком слож­ной для эффективного управления.

• Перевозка биомассы к перерабатывающим фабрикам создаст пере­грузку для транспорта.

• Ошибки проектирования и отсутствие замкнутого цикла переработки могут привести к загрязнению среды.

Одна из наиболее существенных опасностей та, что производство энергии станет конкурировать с производством пищи. Например, зерно­вые фермы США дают около 10 % мирового производства хлеба, а экс­порт более чем 1/3 этого количества позволяет частично покрыть дефи­цит целого ряда стран. Крупномасштабное увеличение объема произ­водства биотоплива (например, этилового спирта) по этой причине мо­жет оказать существенное отрицательное влияние на мировой рынок пищевых продуктов. Вторая серьезная опасность - возможность обед­нения и эрозии почв в результате интенсификации выращивания «энер­гетических» культур. Очевидная стратегия спасения от этих явлений - выращивание культур, пригодных и для обеспечения человека (зерно), и для энергетических нужд при одновременном сокращении части уро­жая, скармливаемого животным.

Географическое распределение. Ясно, что наибольшим потенциа­лом для развития концепции энергетических ферм обладают тропиче­ские страны, особенно такие, где имеются соответствующие условия по качеству почв и количеству выпадающих осадков. Идеи этого направ­ления для развивающихся стран кажутся очевидными.

Энергетический анализ. Для выращивания и переработки урожая необходима энергия в форме солнечного излучения и в форме, пригод­ной для получения топлива для работы сельхозмашин, создания этих самых машин, получения удобрения и т. п. Вторая форма в целом - не что иное, как энергия брутто - обобщение всех форм энергии, отличной от солнечной и затрачиваемой на то, чтобы обеспечить весь цикл сель­скохозяйственного производства.

На практике энергетический анализ и связанный с ним анализ экономических факторов получения и переработки биомассы агропро­мышленным методом оказываются достаточно сложными. Однако су­щественным остается то, что использование для получения тепла и электроэнергии дешевых отходов биомассы может иметь решающее значение при оценке эффективности того или иного процесса.

Энергетический анализ - полезный инструмент при определении затрат энергии энергопотребляющих и энергопроизводящих систем, по­скольку он позволяет выделять технические и технологические аспекты процессов. Но проблема не только в этом. Однако окончательный выбор культуры должен быть основан на оценке целого ряда конкретных эко­номических факторов, среди которых первостепенное значение имеют и необходимость в создании независимого (от внешнего рынка) снабже­ния топливом, и сохранение источника альтернативных продуктов (про­дуктов питания, например).