Автор: профессор, доктор химических наук Михаил Иоелович, Израиль.
В настоящее время свыше 90% мирового потребления энергии или около 150 PWh получают путем сжигания различных видов топлив. Из них около 80% соствляют ископаемые виды топлив – натуральный газ, углеводороды нефти, уголь, сланцы и др., а около 10% биотоплива – биомасса, биоэтанол, биодизельное топливо и др. Как известно, ресурсы ископаемых видов топлива являются невозобновляемыми и постепенно истощаются. В отличие от них, запасы биотоплива можно пополнять вследствие того, что биомасса растений постоянно возобновляется в природе путем фотосинтеза; однако производство биотоплив не беспредельно и ограничено скоростью фотосинтеза, экологической безопасностью и техническим возможностями. С целью наиболее рационального использования энергетических ресурсов важно знать, какие виды топлива дают дешевую, а какие дорогую тепловую энергию. Для этого были собраны данные о стоимости топлива (CТ) и о его “чистой“ теплотворной способности (ТС). Тогда стоимость тепловой энергии можно расчитать по формуле: СЭ = СТ/ТС (см. таблицу).
Как следует из полученных данных, самую дешевую тепловую энергию (11-12 $/MWh) можно получить, сжигая неиспользованные отходы растительной биомассы – опилки и стружки древесины, солому, отходы бумаги и картона и др., количество которых оценивается порядка 10 миллиардов тонн в год. Стоимость тепловой энергии, получаемой от сжигания древесной щепы и топливных пеллет (гранул), выше и составляет 20-30 $/MWh; объемы производства этих видов биотоплива пока невелики и не превышают 20 миллионов тонн в год.
Стоимость производства энергии путм сжигания сырой нефти и природного газа составлет 30-40 $/MWh, в то время как использование выделенных углеводородных топлив повышает стоимость тепловой энергии до 68-73 $/MWh. Использование твердого биотоплива — древесного угля и жидких биотоплив — биоэтанола и биодизельного топлива нецелесообразно, поскольку они генерируют дорогую тепловую энергию, стоимость которой превышает 100 $/MWh.
Анализ полученных результатов показывает, что в настоящее время для получения сравнительно дешевой тепловой энергии стоимостью около 20 $/MWh наиболее выгодно использовать ископаемые виды угля, разведанные запасы которых достигают 1 триллион тонн. К сожалению, сгорание углей совровождается выделением большого объема углекислого газа, 1870 м3/тонну.
Для удешевления производства тепловой энергии и снижения объема углекислого газа целесообразно использовать совместное сжигание угля и отходов растительной биомассы. Например, сжигая смешанное топливо, содержащее 50% угля и 50% отходов растительной биомассы, можно уменьшить стоимость тепловой энергии до 16 $/MWh и одновременно снизить выделение углекислого газа вдвое по сравнению с сжиганием угля. Кроме того, это позволяет экономить невозобновляемое ископаемое топливо и одновременно освободить окружающую среду от отходов биомассы.
Иллюстрация: lenuovemamme.it
