Сможет ли производство биотоплива спасти планету от парниковых газов

Сможет ли производство биологического топлива спасти планету

В настоящее время человечество не испытывает особенной нехватки горючего, изготовленного из углеводородов. Но вместе с этим получает другую проблему – парниковый эффект от его сжигания. Помимо этого, эти ресурсы нельзя считать неисчерпаемыми, исходя из этого нужно подготавливаться к альтернативным вариантам. Вот из-за чего во многих местах пробуют наладить производство биологического топлива из древесных отходов, биогаза, и биодизеля и биоэтанола.

Для чего нам это необходимо

Исследователи пришли к единому точке зрения, что обстоятельством глобального потепления есть повышение концентрации углекислого газа в атмосфере из-за активного применения нами ископаемых источников энергии. Природа миллионы лет приводила планету в порядок, очищая ее от СО2, связывая углерод, пряча его в недрах планеты.

Но человечество смогло добраться до природных кладовых, и стала их деятельно применять. В данной ситуации появился вопрос, требующий решения – возможно ли обойтись по большому счету без этих ресурсов, в случае если нет, как минимизировать негативные последствия таковой нашей деятельности.

Что предлагают

Один из способов прекращения уничтожения экологии – заменить ископаемые источники энергии биологическим топливом. Его получают из животного, растительного сырья, из органических промышленных отходов, и их продуктов жизнедеятельности организмов.

Давайте рассмотрим его преимущество над углеводородами. В действительности мысль весьма несложная и связана с выбросом в атмосферу непереработанного углерода.

Совет: при переходе на биологическое топливо нам не нужно будет выкачивать нефть, газ и уголь из природных кладовых.

Энергия будет получаться из углерода, который уже имеется в атмосфере планеты. Оказывает помощь в этом процесс фотосинтеза растений, который связывает атмосферный углерод, а по окончании преобразования его в биологическое топливо и получения из него энергии он опять возвращается в атмосферу. Тем самым у нас должен оказаться совершенный круговорот вещества, фактически ликвидирующий негативные последствия деятельности человека.

На бумаге все выглядит достаточно убедительно и идеально, но в действительности биологическое топливо нельзя считать решением всех неприятностей. Его получение и применение имеет ряд трудностей. Не смотря на то, что сырьем для него есть каждая животная либо растительная органика, но не все виды биологического топлива дают один и тот же эффект. (См. кроме этого статью Биологическое топливо для каминов: изюминки.)

Три поколения сырья для биологического топлива

У каждого источника имеется свои плюсы и негативные стороны. К примеру, одни дают больший эффект и воображают определенную выгоду в долговременной возможности, но цена биологического топлива наряду с этим пока через чур высокая. Другие, напротив, не требуют громадных затрат, но и ощутимой выгоды не приносят.

Основные неприятности экологически устойчивого биологического топлива:

  • экономические (громадные затраты на производство);
  • технологические (низкий выход нужного продукта, и пока не отыскан идеальный метод переработки сырья);
  • дефицит плодородных земель, где возможно выращивать продуктовые культуры.

Производители выделяют три поколения биологического топлива:

Первое
  1. Классические сельхозкультуры, имеющие высокое содержание жиров, сахаров и крахмалов.
  2. Биодизель до сих пор создают из масличных культур, а инструкция производства достаточно несложна.
  3. Этанол – из богатых крахмалом и сахаром.

Появилась задача – верно ли выделять под биологическое топливо плодородные земли, пока миллионы людей на планете голодают? К тому же сельхозпроизводство пока достаточно дорогое наслаждение.

ВтороеВ этом случае это остатки травы, культурных растений и древесины, каковые содержат лигнин и целлюлозу. Не смотря на то, что это и дешевле культурных растений, но, для них кроме этого необходимы земельные ресурсы, наряду с этим отдача сырья с 1 м 2 относительно низкая.
ТретьеЭто водоросли, для производства которых не нужно задействование плодородных земель. Отличается производство скоростью и высокой концентрацией биомассы.

Из чего делают сейчас биологическое топливо

Выше мы поведали о трех поколениях сырья для производства экологического горючего, но сейчас подавляющее количество фирм данного цикла производства предпочитают первое, не смотря на то, что оно и считается уже «морально устаревшим».

  1. Кукуруза – основная культура для изготовления биологического топлива в Соединенных Штатах. Этанол, полученный из нее, показывает себя устойчивым горючим. Но применение кукурузы для биологического топлива сокращает количество продуктов питания, где она используется.

Имеется предложения от приверженцев для того чтобы топлива, применять на корм скоту побочный продукт, остающийся по окончании переработки зерна. Но, кроме того с учетом этого, кукуруза сейчас рассматривается как временное решение, поскольку имеется достаточно других растений, каковые превосходят ее по выходу биологического топлива. Одним из них есть сахарный тростник. Но пока по технологическим и экономическим обстоятельствам кукуруза будет главенствовать в данной отрасли.

  1. Рапс и соя богаты растительными маслами. Сейчас их обширно применяют для получения биодизеля, и биологического топлива, употребляющегося в двигателях реактивных самолетов. Преимущество для того чтобы сырья – простота переработки, негатив – точно такой же, как и в случае с кукурузой. И рапс, и соя являются пищевыми культурами, исходя из этого тут появляется задача, что лучше – накормить людей, страдающих от недостатка питания в различных государствах, либо применять их для самолетов, поскольку их производственные ресурсы ограничены. Исходя из этого соя, как и кукуруза, есть только промежуточным решением, с которым пока приходится мириться, поскольку нет настоящей альтернативы.

  1. Сахарный тростник в мировом производстве биологического топлива считается второй кукурузой, не смотря на то, что, быть может, что позиции в течение десяти лет смогут поменяться. Наиболее полезная часть культуры – стебель, а в сое и кукурузе главным образом перерабатываются семена. Исходя из этого растение дает больший выход биологического топлива из-за его большего применения в ходе. Производство сахарного тростника сдерживается лишь по естественным обстоятельствам, по причине того, что он произрастает лишь в тропическом климате. В государствах, где его в избытке, технология отработана и обширно употребляется для производства биологического топлива. Одной из них есть Бразилия.

  1. Метан – основной компонент газа. Но в последнее время он кроме этого рассматривается как биологическое топливо, поскольку его возможно взять по окончании переработки биологического сырья микробами, разлагающих биомассу любого происхождения.

Совет: на больших свалках взять его возможно без дополнительных усилий, поскольку он образуется по естественным обстоятельствам. Для сбора метана достаточно установить трубы в мусорных отвалах.

Сейчас существуют разные конструкции биореакторов, каковые перерабатывают биологические отходы любого типа. Метан с их помощью получают и небольшие фермеры, а также большие коммунальные фирмы.

Совет: полученный таким методом газ возможно смешивать с природным газом, дабы экономить последний.

Широкому применению в качестве моторного биологического топлива метану мешают технологические сложности, поскольку требуется переоборудование двигателей машин и строительство соответствующих заправок. Но в публичном транспорте такие трудности легко преодолимы.

Из чего возможно делать биологическое топливо в будущем

Увы, но человечество не от хорошей жизни перерабатывает продуктовые культуры. Ученые все же сохраняют надежду, что скоро возможно всецело избавиться от биологического топлива, изготовленного из сои либо кукурузы.

Растения

В частности – скромный рыжик, узнаваемый в европейской части нашей страны, и ядовитое растение ятрофа из Центральной Америки. Эти растения имеют большой процент содержания масла в семенах, и они неприхотливы к условиям.

К примеру, их не пугают засушливые и бесплодные земли, где классические сельскохозяйственные культуры по большому счету не растут либо их производство экономически не нужно. Растения не только не мешают производству продуктов питания, но и оказывают помощь неспешно восстанавливать землю, превращая ее в плодородную.

Но пока солидную часть их потенциала реализовать не удалось. В также время кое-какие специалисты уверены в том, что это напротив благо, поскольку тяжело прогнозировать, как поведут себя фермеры и не начнут ли они их выращивать на плодородных землях, когда убедятся в преимуществах этих растений.

Целлюлоза

Многим из нас это слово напоминает дерево и бумагу, но отыскать ее возможно не только в лесах.

К примеру, в Соединенных Штатах возможно собирать для производства биологического топлива свыше миллиарда тысячь киллограм целлюлозносодержащих материалов, которыми смогут быть:

  • просо;
  • ива, тополь и другие быстрорастущие деревья;
  • стебли кукурузы, каковые много остаются на полях по окончании уборочной страды.

Но пока такое обилие потенциального сырья перевоплотить в биологическое топливо не получается, поскольку у растений имеется особый «механизм», который защищает их от микробных атак. В другом случае бактерии их бы . Но ученых не покидает надежда, что они смогут создать действенный метод получения целлюлозного биологического топлива.

Водоросли

Их громадным преимуществом перед другой биомассой есть не применение для разведения сельскохозяйственных угодий, каковые необходимы для выращивания продуктовых растений. Тина и водоросли способны благодаря фотосинтезу накопить растительные масла, каковые смогут составить по массе практически половину их веса. К тому же они размножаются и растут весьма быстро.

В также время последнее преимущество именно и есть основной их недостатком, в результате которого изготовление биологического топлива пока коммерчески не налажено. Ускоренный процесс размножения ведет к тому, что водоросли заполняют доступное пространство, после этого перекрывают доступ свету, почему блокируется процесс фотосинтеза. В итоге их большинство погибает.

Пока не создали действенную технологию по сдерживанию либо управлению ростом водорослей. Но огромное содержание растительного масла разрешает им быть на втором месте в перечне наиболее возможных источников биологического топлива.

Животный жир

Сейчас диетологи бьют в набат из-за повышения потребления жирного мяса. Но, как сырье для биологического топлива животный жир владеет высоким потенциалом.

Пока на практике реализовать это достаточно сложно:

  • тяжело организовать сбор;
  • жир есть полезным промышленным сырьем.

Из-за этих обстоятельств специалисты уверены в том, что ожидать массового производства биологического топлива из него пока не стоит.

Отходы бумаги

Макулатура, древесные опилки и отходы бумажной индустрии употребляются в качестве сырья для изготовления бумаги. Но возможно, кроме того несмотря пока на определенные технологические трудности, они смогут стать базой для производства биологического топлива.

Имеется утверждение, что преобразованию бумаги в жидкое горючее мешает восковой налет. В также время важным соперником ему будет и сама бумажная индустрия. Сложение этих факторов превращает переработку бумаги в биологическое топливо дорогим и трудноосуществимым мероприятием. (См. кроме этого статью Отопление частного дома дровами: изюминки.)

Вывод

Из статьи стало понятным, что сырья для изготовления биологического топлива на планете достаточно. Нужно лишь организовать его сбор и действенно переработать. В конечном счете человечеству нужно будет отказаться от применения углеводородов, поскольку это будет угрожать его существованию. Видео в статье окажет помощь отыскать вам дополнительную данные по данной тематике.

Сможет ли биотопливо предотвратить глобальное потепление?

Опубликовано в Источники энергии Просмотров: 1426

Несмотря на то, что уровень потребления биотоплива на планете в энергетических целях по сравнению с аналогических применением традиционного бензинового сравнительно невелик, анализ значения использования в качестве главного энергетического источника именно биологического топлива с экологической и социальной точки зрения чрезвычайно важен уже сегодня.

Сокращения уровня выбросов CO2 является одной из главный целей политики промышленного производства биотоплива, однако, неучитывание фактора негативного воздействия его производства в больших объемах на земельные и водные ресурсы, а также на разнообразие флоры планеты вызывает особую обеспокоенность сельскохозяйственной отрасли. Промышленное производство биологического топлива невозможно без учета уровня его влияния на характер землепользования.

Замена ископаемого топлива топливом из биомассы будет способствовать уменьшению уровня выбросов парниковых газов в атмосферу, смягчая таким образом последствия климатического глобального потепления. Биокультуры смогут устранить глобальное загрязнение атмосферы двуокисью углерода, как в процессе потребления значительного его количества в процессе роста, так и в благодаря интенсивному использованию экологически безопарного биотоплива, производимого из них. Однако, несмотря на всю перспективность выгоды использования биотоплива, ученым удалось доказать, что разные виды топлива из растительных культур могут значительно отличатся по балансу парниковых газов в сравнении с бензиновым топливом. Некоторые виды производства сырья из растения могут служить причиной образования даже большего числа парникових газов, нежели невозобновляемое топливо. Кроме того, парниковые газы могут выделятся и в ситуации промышленного выпуска удобрения, пестицидов, при транспортировке и химической переработке растений. По этой причине тщательный анализ каждого звена цепочки создания биотоплива является важным условием его промышленного производства. Для разных растительных культур свойственный разные балансы парниковых газов. Учитывая огромное число видов биологического топлива, сырья и технологических процессов их производства, можно предположить насколько широким будет спектр результатов в ситуации расчета снижения уровня вредных выбросов.

Выработка биотоплива первого поколения позволит сократить уровень выбросов вредоносных газов в атмосферу на 20-60 процентов по сравнению с применением ископаемого дизельного топлива и бензина. Биологическое же топливо второго поколения обеспечит сокращение выбросов на 70-90 %.

Уменьшения глобального потепления климата можно добиться за счет эффективного использования биологического топлива в энергетическим целях, а также проведения международной политики восстановления и охраны лесов. Биологическое топливо конечно же будет способствовать снижению уровня выбросов парниковых газов, однако важным аспектом является также осуществление природоохранных действий, в том числе: восстановления лесов, модификации сельскохозяйственной практики, применении иных форм возобновления энергии.

Биологическое топливо способно улучить здоровье нации, предотвратив развитие заболеваний дыхательных систем, причиной которых является загрязнения атмосферного воздуха вредными продуктами распада бензинового топлива.

Биомасса является прекрасной альтернативой нефти и углю, способной спасти человечество от энергетического и экологического кризиса. Сегодня многие TЭС практикуют выработку электричества благодаря применению древесных гранул, пальмового ядра и семян подсолнечника, однако согласно проведенным исследованиям, наиболее выгодным энергетическим источником, как с экономической, так и экологической точки зрения, является родственница сахарного тросика – слоновья трава Miscanthus, растительность которой достигает 4 метров. При сжигании минкантус выделяется ровно столько углекислого газа, что и поглощается.

Практически, в качестве источника энергии чаще всего используется твердое биотопливо, но вместе с тем может применятся жидкое и газообразное (биогаз). Биологическое топливо может быть получено практически из любого растения: сахарной свеклы, рапса, пшеницы, древесины, отходов деревообрабатывающей промышленности.

Мировыми лидерами по использованию жидкого биотоплива являются: ЕС, США и Бразилия. В США производится биоэтаном из кукурузы, в Бразилии – из сахарного тросика, в Эвропейском союзе биодизель вырабатывается преимущественно из рапса. Из 3 тонн семян рапса можно получить 1 тонну моторного топлива, близкого по своим характеристикам к дизельному топливу, однако создающего значительно меньший уровень вредных выбросов по сравнению с последним.

Внедрение новых технологий производства биологического топлива в Европейском Союзе служит ряду целей: ликвидации зависимости региона от импорта нефти, развитию сельского хозяйства, предотвращению глобального потепления. К 2020 году Европейский Союз планирует “пересадить” на биологическое топливо 8% своих автомобилей. Мировые автомобильные корпорации (DaimlerChrysler, Volvo (Ford), Volkswagen и др.) реализуют программы перепрофилирования выпускаемых ими транспортных средств с традиционного топлива на возобновляемое. Главным стимулом переориентации автомобильного транспорта в ЕС являются государственные субсидии, предоставляемые всем тем людям, которые решаются перевести свои автомобили с дизеля на биотопливо.

В последние годы популярность приобрел такой вид биотоплива, как BtL (Biomass-to-Liquid) – топлива из древесных отходов. BtL может создаваться из любого растительного материала, его главное отличие от биоэтаного и биодизеля заключается в том, что, в процессе производства BtL практически не создается побочных продуктов, и переработке поддается весь объем древесины. Ученые подсчитали, что использование BtL в качестве основного топливного элемента автомобилей позволит уменьшить уровень выбросов углекислого газа на 200 млн. тонн, в значительной степени предотвращая таким образом глобальное потепление.

Биотопливо может снизить выбросы парниковых газов на 96%

В двигателях внутреннего сгорания нет ничего плохого по своей сути. Проблема в том, что топливо, которое мы используем в его работе, ежегодно дает миллиарды тонн парниковых газов – газов, которые заставляют Землю нагреваться.

Согласно EPA, побочные продукты от сжигания бензина или дизельного топлива составляют почти треть всех выбросов парниковых газов в США.

Биотопливо спасет мир

Это правда, что двигатели внутреннего сгорания менее эффективны, чем электродвигатели. В идеальном мире мы бы заменили миллиарды из них на двигатели, работающие от солнечного света, ветра или океанских волн. И когда-нибудь мы это сделаем, но потребуется много поколений, чтобы это произошло. Что мы делаем сейчас?

Новый доклад, опубликованный Национальной академии наук основан на совместном исследовательском проекте Арагонской национальной лаборатории, Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии, а также Ок-Риджской национальной лаборатории. Он предлагает экономически эффективный способ производства биотоплива, которое может напрямую заменить бензин, дизельное топливо или авиационное топливо с небольшими изменениями в существующих двигателях. В зависимости от источника этого биотоплива, выбросы парниковых газов будут сокращены от 40% до 96%.

Подумайте на минуту, что может означать сокращение выбросов выхлопных газов на 96%. Мир движется по траектории, благодаря которой возобновляемая энергия в конечном итоге заменит ископаемое топливо. Но может не хватить времени для завершения перехода, прежде чем возникнет экзистенциальный кризис для большинства живых существ на Земле.

Что если вместо того, чтобы тратить триллионы долларов на улавливание углерода или геотехнику, мы просто вместо этого будем сжигать что-то другое?

Мы знаем, что можем сделать этанол из растений. Но преобразование его в углеводородное топливо, которое могут использовать обычные двигатели внутреннего сгорания, представляет собой сложный трехступенчатый процесс, который значительно увеличивает стоимость топлива. Используя последние достижения в области катализа и разработки процессов, исследователи создали процесс преобразования, который объединяет все три этапа и значительно снижает затраты.

Одностадийный процесс известен как дегидратация и олигомеризация консолидированного спирта, или CADO. Но что это значит для выбросов? Чтобы выяснить это, исследователи обратились за помощью к ученым в Аргоннскую национальную лабораторию. Они создали инструмент компьютерного анализа, известный в GREET, который обозначает парниковые газы, регулируемые выбросы и использование энергии на транспорте.

Программа имитирующая энергопотребление и выбросы в окружающую среду различных транспортных средств и топливных систем, использовалась 40 000 раз исследователями по всему миру. Она может анализировать несколько транспортных средств и / или топливных систем, принимая во внимание, где сырье добывается, когда оно утилизируется или выбрасывается.

«GREET – это один из инструментов, который может предоставить полную картину энергетического и экологического воздействия всей машины и топливной системы», – сказал Майкл Ван, руководитель группы GREET.

Исследователи из Аргонны использовали GREET для расчета выбросов парниковых газов в течение жизненного цикла, производимых углеводородным топливом из различных видов сырья и методов конверсии. Некоторыми из проанализированного сырья были кукуруза и сахарный тростник, а также солома сахарного тростника и кукурузная солома. Разница в том, что использование первой группы вынимает пищу изо рта людей и животных, в то время как предметы из второй группы часто считаются отходами, которые следует выбрасывать.

«Изменения в исходном сырье, используемом для производства этанола, и пути его превращения приводят к различным уровням выбросов парниковых газов», – говорит аналитик Пахола Татиана Бенавидес. Анализ показал, что смеси углеводородов, полученные с использованием процесса конверсии CADO, снижают выбросы парниковых газов в пределах от 40% до 96% в зависимости от сырья и пути конверсии. Выбросы парниковых газов сократились на 40% с кукурузным зерном, на 70% – с соком сахарного тростника и на 70-96% – с целлюлозной биомассой, такой как солома сахарного тростника и кукурузная солома.

Так сколько всего это будет стоить? График выше показывает стоимость сегодня в лаборатории. Исследователи прогнозируют, что в течение двух лет стоимость в коммерческом масштабе составит менее 2 долларов за гигаджоуль. Согласно Fortis BC , гигаджоуль эквивалентен 26 литрам бензина или 277 киловатт-часам электричества, что ставит стоимость процесса на уровне около 30 центов за галлон.

Это не включает стоимость этанола, который составляет около 1,22 доллара за галлон. Общая стоимость биотоплива с использованием этого процесса должна составлять около 1,50 доллара за галлон. С накладными расходами цена срставит 3 долларов за галлон.

Будут ли люди готовы платить 3 доллара за галлон, за топливо, которое не требует модификации существующего транспортного средства, но снижает выбросы выхлопных газов до 96%? Ответ может быть не таким ясным.

«Чтобы двигаться в направлении более устойчивого развития, нам понадобятся топливо, которое могжет генерировать меньше выбросов и которые экономически целесообразно», – сказал Бенавидес. «Эта работа является захватывающим показателем того, что создание такого будущего возможно».

Это исследование может быть именно тем, что нужно миру, чтобы резко сократить выбросы парниковых газов в ближайшей перспективе. Никаких новых трубопроводов, резервуаров или насосов не требуется. Нет дорогих переделок существующих двигателей. Дозаправка займет ровно столько же времени, сколько и бак с бензином или дизельным топливом.

Как люди и правительства отреагируют на эту новость, которая за одну ночь может превратить оборудование для добычи и переработки в триллионы долларов в бесполезный мусор и разрушить ценность энергетических компаний? Скоро узнаем.

Конечно, не каждое открытие в лаборатории приводит к коммерчески жизнеспособным решениям. Никто не может предсказать, будет ли это исследование когда-либо превращено в основное направление торговли. Но по сравнению с тем временем и энергией, которые будут затрачены на геоинженерию атмосферы или улавливание углекислого газа из атмосферы или его захоронение глубоко в океанах (оба из которых будут стоить триллионы долларов) инвестиции в дальнейшее исследование процесса CADO кажутся необходимыми. опубликовано econet.ru по материалам cleantechnica.com

Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ:

Мир Знаний .

Мы в соцсетях

Популярное

Пьяная революция

Русский генерал спасает Грузию от персов. В «благодарность» грузинская царица втыкает ему кинжал в живот…

Незабываемый парад 7 ноября 1941 года. С Красной площади — на фронт

Забытый геноцид. Белофинны Карла Маннергейма убивают все русское население города Выборга.

Фаустпатрон — легендарный гранатомет был безвредной «хлопушкой»?

Спасение планеты от парниковых газов

Население Земли превышает 7 млрд человек, а к концу столетия, вероятно, превысит 10 млрд. Мировые температуры стабильно повышаются, так как в результате деятельности человека в атмосферу выбрасывается все больше и больше парниковых газов, в том числе углекислого (СO2). Озоновый слой, который защищает нас от смертельных солнечных излучений, серьезно поврежден химикатами. Суша и море сильно загрязнены промышленными и бытовыми отходами, а более 15 млн га лесов ежегодно уничтожается, чтобы освободить место для строительства и земледелия.

Что мы можем сделать? Очевидно, что первые шаги должны быть направлены на уменьшение потребления энергоресурсов, переработку мусора, снижение уровня загрязнения окружающей среды и сохранение лесов. Но этого недостаточно, чтобы сохранить планету.

По мнению американского профессора Мелиссы Шиллинг, новые исследования энергии ветра очень перспективны, так как с каждым потраченным долларом эта технология совершенствуется быстрее, чем другие формы добычи энергии. Один миллион ветроустановок может сократить выбросы углекислого газа на 70 млн тонн в год.

Однако сама по себе энергия ветра не уменьшит уровень углерода и не удовлетворит все энергетические потребности. Атомная энергия — самая эффективная форма низкоуглеродистой энергии. Независимо от погоды атомные электростанции (АЭС) производят так же мало СO2, как ветровые установки, вполовину меньше, чем гидроэлектростанции (ГЭС), и в 100 раз меньше, чем угольные, нефтяные или станции на природном газе.

Противники атомной энергетики указывают на высокую стоимость строительства АЭС, опасность утечки радиации и проблему утилизации радиоактивных отходов. Сегодня новые технологии повысили безопасность и надежность атомных электростанций, которые генерируют 15 % мировой энергии.

Один из протестированных методов утилизации радиоактивных отходов предполагает упаковывание радиоактивных веществ в стекло (витрификация) с последующим захоронением их под землей в сейсмически стабильных регионах.

СБОР И ХРАНЕНИЕ

Помимо снижения выбросов СО2 можно собирать атмосферный углерод и хранить его. Но самый простой способ — высаживать больше деревьев, которые поглощают из воздуха углерод и превращают его в древесину. Высадка 1 млн га деревьев позволила бы ежегодно избавляться от 5 млн тонн СО2 и возродить лесное хозяйство. Еще один метод — выращивать растения, чтобы превращать их в древесный уголь (так называемый биоуголь), который затем сжигать.

Техасский университет проверяет возможность закачки СO2 в подземные бассейны с соленой водой в геологической формации Тускалуза — Вудбайн (штат Техас, США). В случае успеха это позволит удалить более 200 млрд тонн СО2 — это объем выбросов США за 30 лет.

Океаны можно было бы «засеять» железом, очень важным для фитопланктона микронутриентом, содержащимся в морской воде в незначительных количествах. Эти микроскопические растения будут размножаться и поглощать больше углерода из воздуха для роста и строительства своих оболочек.

Некоторые ученые предлагают для борьбы с глобальным потеплением закрыть нашу планету от Солнца. Российский климатолог Михаил Будыко советует для этого распылять в атмосфере химические вещества, например серу, которые отражают солнечные лучи.

Реализуется проект по осветлению морских облаков для снижения температуры поверхности воды. Для этого используются, как правило, беспилотники, которые распыляют в воздухе мельчайшие капельки морской воды. Поднимаясь в облако, эти капельки увеличивают отражательную способность слоисто-кучевых облаков, что способствует охлаждению поверхностных вод моря или океана. Нереальной кажется идея по установке в космосе гигантского зонта, чтобы закрыть Землю от Солнца.

Метан, еще один парниковый газ, в 20 раз токсичнее СО2 Большую его часть вырабатывает домашний скот, в пищеварительном тракте которого содержатся микробы, производящие метан. А вот кенгуру производят мало метана и могут стать ключом к решению этой проблемы.

Метан, который излучается мусором на свалках, можно сжигать, чтобы генерировать электричество. Хотя в идеале бытовой мусор нужно перерабатывать, а не накапливать. С пластиком особенно много проблем, поскольку ему для распада требуется несколько веков. Более 100 млн тонн пластиковых отходов накопилось в Большом тихоокеанском мусорном пятне — водовороте диаметром 2700 км. Кроме него существуют и другие регионы, в которые попадает мусор со всего мира.

Планктоном, который поглощает пластик, питаются рыбы. Значит, пластик доходит по пищевой цепи до людей, являясь для человечества бомбой замедленного действия. Однако найдены микробы, которые могут разлагать пластик.

Угрозу для окружающей среды представляют пестициды, используемые в сельском хозяйстве, и тяжелые металлы, такие как мышьяк, свинец, цинк и ртуть, производимые промышленностью. С этой проблемой могут справиться растения в процессе биоремедиации.

Комнатные растения выводят токсины из воздуха в замкнутом пространстве, а рогоз, эйхорнию отличную и даже капусту огородную можно выращивать в загрязненной местности, поскольку они вытягивают металлы и токсины из почвы и воды. Затем из растений будут извлекать металлы и токсины для утилизации.

Большинство государств подписало Монреальский протокол (1987), обязывающий снять с производства некоторые химические вещества, которые разрушают озоновый слой. Благодаря этому озоновый слой начал восстанавливаться, но на это может потребоваться более 50 лет.

Озон можно производить искусственно на земле, а затем выкачивать в атмосферу. К сожалению, чтобы это было эффективно, понадобятся миллиарды тонн озона, а стоимость проекта будет непомерно высокой. Возможно, это единственная проблема, с которой планета сможет справиться сама.

Биотопливо: введение в противоречивый вопрос

Загрязнение окружающей среды в результате сжигания ископаемых видов топлива, «нефтяное рабство» современного общества, а также большое количество органических отходов, оставляемых человечеством, приводят к вопросу об альтернативных источниках энергии с одной стороны и к вопросу о переработке вышеуказанных отходов – с другой. И здесь появляется решение: переработка этих отходов в электроэнергию, а также урезание пахотных земель, отведённых под выращивание сырья для пищевой отрасли (ибо слишком много объедков оставляет человечество) в пользу так называемых энергокультур – растений, которые перерабатываются в топливо. В данной статье будут рассмотрены некоторые проблемы и аспекты внедрения таких технологий, а также перспективы биотоплива как альтернативного источника энергии.

Сведения из официальных источников

Согласно недавнему докладу Международной группы по управлению ресурсами Программы по окружающей среде (ЮНЕП) ООН, необходима разработка фундаментального государственного подхода относительно производства биотоплива как экологически чистого энергоносителя.

Поскольку использование биотоплива открывает значительные перспективы для развития общества, экономики и преодоление экологических проблем, то правительства должны учитывать вопросы развития этих энергоносителей в своих программах по энергетике, экологии, землепользованию, водоснабжению и развитию сельского хозяйства.

Сегодня такая политика практикуется в Бразилии. В результате, по оценкам специалистов, использование биотоплива может привести к снижению вредных выбросов на 70%.

Вместе с тем, способ производства биотоплива имеет значение в определении того, насколько снижается уровень выброса парниковых газов. В докладе были указаны условия, при которых использование биотоплива приводит к увеличению выбросов.

Упоминается производство и использование биодизеля из пальмового масла на обезлесенных торфяных месторождениях в тропиках. Это может привести к увеличению выбросов парниковых газов на 2000% по сравнению с ископаемыми видами топлива.

Такой эффект обусловлен углеродными выбросами из почвы и земли, однако позитивный эффект в плане выбросов парниковых газов может возникнуть, если пальмовое масло или соевые бобы были выращены на заброшенной или бесплодной земле. Некоторые виды топлива нового поколения, такие как этанол из сахарного тростника, значительно снижают выброс парниковых газов при их использовании.

«Биотопливо не является ни панацеей, ни парией, но, как и все технологии, оно представляет как новые возможности, так и проблемы», – заявил Ахим Штайнер, заместитель Генерального секретаря ООН и исполнительный директор ЮНЕП.

«Таким образом, необходимо более глубокое обсуждение этого вопроса, что и является целью приведенного доклада. С одной стороны, это дискуссия о том, какие энергетические культуры необходимо выращивать и где, а также о том, какими методами различные страны ибиотопливные компании продвигают и управляют производством и переработкой растительных материалов для энергетических целей. Поведение некоторых из них весьма благоприятно для климата и окружающей среды, поведение же других – весьма сомнительно», – подчеркнул Штайнер.

Доклад Группы по Ресурсам также отмечает, что:

– выработка электроэнергии с использованием дерева, соломы, растительных масел и других сельскохозяйственных культур или отходов, как правило, более эффективна, чем преобразование биомассы в жидкое топливо.

– земли, в том числе заброшенные, могут быть использованы для выращивания энергетических культур, но в равной степени они могут быть использованы и для повторной высадки лесов или для получения солнечной энергии, что, согласно докладу, является более эффективным.

– между тем, что касается транспорта, то технологические сдвиги, повышенные стандарты эффективности использования топлива и развитие альтернативных технологий могут значительно сократить негативное влияние этого сектора в плане вредоносных выбросов.

В докладе также отмечается что Закон США «Об энергетической независимости» требует повышения эффективности использования топлива на 40% для автомобилей и лёгких грузовиков к 2020 году. Кроме того, Япония задекларировала 20% повышение топливной эффективности уже к 2015 году, а японские автопроизводители заявляют, что 80% выпускаемых в стране автомобилей уже соответствуют данному требованию.

Профессор Вайцзеккер, автор доклада, отметил: «Есть также более широкий круг жизненно важных вопросов, которые должны быть учтены в решениях государственной политики, и некоторые из них требуют немедленного рассмотрения. Выращивание энергетических культур может повлечь более интенсивное использование удобрений, которые, в свою очередь, могут оказать негативное влияние на качество воды. Использование удобрений также увеличивает выбросы окиси азота – мощного парникового газа.

Рынок биотоплива

Вопросы и ответы, касающиеся перспектив развития биотоплинвой отрасли пока еще не столь однозначны. Но учитывая последние тенденции, рынок биотоплива продолжает набирать обороты. Растущий спрос на биотопливо делает его производство выгодным, поэтому всё больше производителей хотят занять образовавшуюся на рынке электроэнергии нишу. Несмотря на низкий процент использования биотоплива в общем потреблении топлива, его влияние на рынок электроэнергии уже оценивается специалистами как весьма значительное. По оценкам Merrill Lynch – одной из крупнейших в мире консалтинговых корпораций – прекращение производства биотоплива приведёт к 15-процентному (!) росту цен на нефть.

Всемирное производство этанола для транспортного топлива за период между 2000 и 2007 годом возросло втрое: с 17 млрд. литров до 52 млрд.

Страна

Биоэтанол (млн.галлонов)

Биодизель (млн.галлонов)

Соединенные Штаты Америки

Таблица1 – Производство этанола и биодизеля в мире (2007 год)

Производство биодизеля было расширено более чем в 11 раз – с менее чем одного миллиарда литров до 11 миллиардов.

Доля биотоплива в общем объёме используемого транспортного топлива составляет 1,8%.

Инвестиции в производство биотоплива в 2007 году во всём мире превысили 4 миллиарда долларов. Международная торговля не очень интенсивна – общемировой оборот не превышает 3 млрд. литров, – но в таких странах, как Бразилия отмечаются предпосылки для её развития.

Для производства биотоплива первого поколения нужны значительные сырьевые ресурсы: энергетические культуры, такие как соя, сахарный тростник, пальмовое масло, кукуруза и другие. Выращивание этих культур требует соответствующего земельного фонда, что повлечет в свою очередь либо сокращение земельного фонда пищевой отрасли, либо освоение новых земель.

Несмотря на большое количество пищевых отходов, производимых человечеством, в последние годы спрос на пищевую продукцию, стимулирующийся рекламой и растущей номенклатурой товаров, продолжает расти. Производители пищевой отрасли, стремясь удовлетворить этот спрос, расширяют объём пахотных земель для производства пищевой продукции. Поэтому любые потребности в культурах непродовольственной биомассы будут создавать конфликт интересов и соответствующее давление, когда дело дойдёт до преобразования природных земель в угодья для выращивания энергокультур.

В 2008 году под производство энергокультур было занято около 2% от общего мирового фонда пахотных земель, что составляет приблизительно 36 млн. га. На этих землях выращивались культуры для производства биотоплива первого поколения: этанола из сахарного тростника и кукурузы; биодизеля из рапса, сои или пальмового масла.

Отмечается, что доля биотоплива в общемировом обороте транспортных энергоносителей к 2030 году возрастёт до 10%. Рост спроса связан с низкой ценой биоэнергоносителей по сравнению с другими видами топлива, включая бензин. Удовлетворение этого спроса потребует выделения большей площади пахотных земель для выращивания биокультур – от 118 до 508 миллионов га. С одной стороны, использование биотоплива в этом случае приведёт к уменьшению вредоносных выбросов углекислого газа в размере от 0,17 до 0,76 миллиардов тонн. С другой стороны, изменения в землепользовании приведут к увеличению объёма выбросов углекислого газа в размере от 0,75 до 1,83 миллиардов тонн.

Другими словами, в ближайшие десятилетия в связи с использованием биотоплива выбросы парниковых газов могут только возрасти.

Плюсы и минусы различных видов биотоплива в вопросах климата

Является ли биотопливо позитивным по отношению к климату и природе или же его использование вносит свой вклад климатические изменения на планете? Ответ на этот вопрос зависит от многих факторов, в первую очередь от того, на основе какого сырья производится биотопливо: на основе сельскохозяйственных культур либо на основе органических отходов производства и потребления. Использование последних, как правило, благоприятно для окружающей среды, не требует дополнительных земельных площадей, а также несет экономическую выгоду. Процессы выращивания биомассы и её последующей переработки в топливо в значительной мере влияют на экологические показатели.

Страна

Биоэтанол

Биодизель

сахарный тростник, соевые бобы, пальмовое масло

кукуруза, пшеница, солома

животные жиры, растительные масла

кукуруза, пшеница, маниока, сладкое сорго

пшеница, другие зерновые культуры, сахарная свекла, вино, спирт

рапс, подсолнечник, соя

меласса, сахарный тростник

меласса, маниок, сахарный тростник

пальмовое масло, растительное масло

Соединенные Штаты Америки

соя, другие масличные культуры, животные жиры, рециркуляция жиров и масла

Таблица 2 – Сырьё, используемое в различных странах для производства биотоплива (2007 год)

Производство этанола из сахарного тростника в Бразилии весьма благоприятно для окружающей среды, поскольку частично они используют отходы от производства сахара (жмых), обеспечивая электроэнергией как производственный процесс, так и внося свой вклад в государственное энергообеспечение.

Производство биоэтанола из кукурузы может быть менее благоприятным для климата, если в процессе переработки сельскохозяйственных культур в биотопливо используются ископаемые виды топлива, такие как уголь или нефть. В зависимости от эффективности технологических процессов, использование биоэтанола из кукурузы может привести к 60% падению выбросов углекислого газа в атмосферу с одной стороны, но с другой, за счет сжигания ископаемых видов топлива и переработки, к 5% возрастанию общего числа выбросов парниковых газов (в сравнении с бензином).

Производство и использование биодизеля из пальмового масла может уменьшить вредоносные выбросы на 80%. Однако, если сырьё для этого производства будет выращено на землях, где раньше были тропические леса, то парниковый эффект может возрасти на 800% и более.

А при использовании земель, где раньше произрастали торфяные леса, количество вредных выбросов по сравнению с использованием ископаемых видов топлива может увеличиться на 2000%.

Другими примерами полезного биотоплива выступают биометан из навоза, использование которого сокращает выбросы на 170%, а также биоэтанол второго поколения, который производится из сельскохозяйственных отходов и отходов деревообрабатывающей промышленности,использование которого даёт сокращение вредных выбросов на 80-90% по сравнению с бензином.

Последним словом в биоэнергетике является биотопливо третьего поколения – топливо, получаемое из продуктов жизнедеятельности специальных бактерий. В американских лабораториях уже получены генетически модифицированные микроорганизмы, способные, употребляя в пищу растительные отходы, вырабатывать насыщенные углеводороды (алканы) – соединения, являющиеся основой бензина. Массовое производство биотоплива третьего поколения пока не запущено, однако, если это случится, то обществу будет доступно топливо, аналогичное бензину, цена которого не превысит 50 долларов за баррель.

Перспективы рынка биотоплива в Украине

Учитывая «газовые» проблемы с Россией и общее состояние украинского рынка электроэнергии, можно было бы задуматься о реформации этого рынка и внедрении определенных альтернатив. Потенциал Украины в плане производства биоэнергоносителей довольно большой. Во-первых, учитывая рост цен на нефть и другие энергоносители, и низкий уровень жизни населения в стране, спрос на альтернативное и более дешёвое топливо среди населения будет довольно высок. Во-вторых, учитывая обилие «пустующих» пахотных земель, которые вполне подошли бы для выращивания энергокультур, Украина располагает столь дефицитным во всём остальном мире ресурсом – землёй. Таким образом, есть все предпосылки для создания национального биоэнергетического комплекса.

Зачатки производства биотоплива уже заметны в деревообрабатывающей промышленности. Украина располагает сравнительно большими лесными угодьями и комплексом деревообрабатывающих предприятий, отходы производства которых уже довольно эффективно используются в качестве дешёвых и эффективных энергоносителей. Из отходов древесины, количество которых, по данным Тернопольской облгосадминистрации, в 2008 году составило 156 тысяч кубометров, получают брикеты и пеллеты. Спрос на них очень высок среди населения, которое использует их для отапливания домов. Учитывая низкие доходы населения, древесное топливо является оптимальным решением в вопросах экономии – по оценкам самих потебителей, отопительный сезон с использованием брикетов и пеллетов обходится в 5-6 раз дешевле, чем с использованием природного газа, цены на который в последние годы неуклонно возрастают.

Главными проблемами развития биоэнергетики в Украине является отсутствие нормативной базы для данного бизнеса, а также низкая информированность населения о новинках на рынке топлива и электроэнергии. При содействии государства в этих аспектах, украинский рынок биотоплива может однажды набрать значительные обороты.

Высадив миллиарды деревьев, Россия может спасти Землю от глобального потепления

Для борьбы с глобальным потеплением ученые что только не придумывают. Одни хотят распылить в атмосфере диоксид серы, чтоб создать искусственную вулканическую зиму и остудить планету. Другие предлагают «засолить» облака, закачивая в них капли морской воды – чтобы те стали белоснежными и лучше отражали солнечные лучи. А то и вовсе запустить в космос гигантские зеркала с той ж самой целью.

Способы, прямо скажем, спорные. А реальный – сокращение выбросов парниковых газов – очень уж небыстрый. К тому же требует совместных и постоянных усилий всех больших стран. А договориться, увы, получается не всегда.

ЛЕС РАЗМЕРОМ С КИТАЙ

Новое решение предложили ученые из Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich), входящей в десятку лучших университетов мира, вместе со специалистами из Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН . Их исследование опубликовано в журнале Science.

Решение обескураживающе простое и столь же масштабное. Надо просто сажать деревья. Очень много деревьев. 500 миллиардов штук. Чтобы площадь лесов на планете стала почти на миллиард гектаров больше – на 900 миллионов, если точнее. Или на 9 миллионов квадратных километров.

Зеленые «ловушки» площадью 9 миллионов квадратных километров способны съесть примерно 25% «лишнего» CO2 Фото: Дмитрий МЕТЁЛКИН

Чтобы было понятнее: территория России чуть больше 17 миллионов квадратных километров. А 9 миллионов – это почти как Канада , Китай или США по площади. Вот такую неслабую территорию и надо озеленить.

Сейчас на всей Земле 2,6 миллиарда гекторов леса. То есть, по задумке швейцарцев, тайги, сельвы и прочих насаждений должно стать примерно на треть больше.

ЛОВУШКА ДЛЯ УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА

Смысл? Деревья поглощают из атмосферы CO2, главный парниковый газ, а именно их и считают виновниками глобального потепления. Зеленые «ловушки» площадью 9 миллионов квадратных километров способны съесть примерно 25% «лишнего» CO2. От такого количества парникового газа новые леса избавят планету не сразу, а по мере своего роста и процесса фотосинтеза. И это будет самый эффективный из всех известных способов, уверяют исследователи.

И наоборот: если климат будет меняться теми же темпами, что и сейчас, а люди не будут массово сажать деревья, то к 2050 году зеленых мест на Земле станет на 223 миллиона гектаров меньше, чем сейчас. Погибнут в основном тропические леса.

Леса рубят быстрее, чем сажают новые Фото: Владимир ВЕЛЕНГУРИН

А В ЭТО ВРЕМЯ

Да что говорить про 2050-й. Леса исчезают и сейчас, их просто вырубают. С 1982 года, по данным NASA, зеленые пространства сократились на 2,24 миллиона квадратных километров, что сравнимо по площади с Красноярским краем или Аляской . Да, растут и новые леса. В том числе, как ни парадоксально, благодаря глобальному потеплению – в более мягком климате деревья осваивают тундру и забираются выше в горы. Но рубят пока быстрее.

Что озеленять будем?

МНЕНИЕ ЭКСПЕРТА

Это правильно и вполне реально

Алексей КОКОРИН , директор программы «Климат и энергетика» Всемирного фонда дикой природы (WWF России):

– Очень правильная идея. А главное – реальная, хотя и не таких масштабах. Заметьте: авторы абсолютно верно говорят, что массовая высадка новых лесов не решит проблему глобального потепления полностью и навсегда, это не панацея. Но она даст очень нужную передышку для энергетики и экономики, чтобы те успели перестроиться на безуглеродные технологии.

Да, для этого нужно немедленно и очень массово сажать леса. И у человечества есть на это силы. И у России, и у Китая, и у всех остальных. Вот прямо всем выходим на субботники каждую неделю и высаживаем деревья. Это ж дело благородное! Почему немеденно? Потому что деревья не сразу начнут поглощать C02. Где-то лет через десять, а в наших широтах через 20 – 30 лет. И продолжаться это будет примерно сорок лет, пока деревья бурно растут. Хотя опять же в зависимости от региона и растущих там пород. В тропических лесах около 30 лет, в России все сто . На эти десятилетия энергетика и получит передышку.

Я понимаю, что еженедельные субботники – это утопия. Ну, не можем сделать в таких масштабах, как нужно в идеале, давайте посадим меньше. Но все же сделаем. В России, наверное, есть смысл сажать быстрорастущие лиственные породы – березу, осину. При этом для коммерческих целей нужнее хвойные – ель, сосна. Надо искать золотую середину.

Позиция Всемирного фонда дикой природы заключается вот в чем: особенно ценны нетронутые, девственные, заповедные леса. Таких становится все меньше, они продолжают вырубаться, и это плохо. Надо не рубить вообще девственнные леса. А вести более интенсивное лесное хозяйство в так называемых вторичных лесах, которые уже однажды вырубались. И высаживать новые. Это хорошо со всех точек зрения. В том числе и для климата.

Еще больше материалов по теме: «Глобальное потепление»

Читайте также:  Как подключить батарею отопления в частном доме
Ссылка на основную публикацию