1598005442-bd41ad96c45193b3fdd4d03a682e8790 (811217), страница 21
Текст из файла (страница 21)
Необходимо относиться с осторожностью к методу выражения конечных результатов, так как, используя определенный продукт и приводя в действие соответствующий процесс, можно получить высокий выход чистой энергии. Калорийность биомассы сама по себе не является показателем затрат энергии; теоретически для поддержания процесса могут использоваться неограниченные количества биомассы при минимзльной стоимости ископаемой энергии. До некоторой степени, интерпретация результатов расчетов затрат энергии, приведенных в этой главе, оставлена для читателя. Роль возобновляемых процессов в увеличении национальных запасов энергии, экономии валюты и Оттягивании того момента, когда нефть иссякнет, также трудно выразить в количественных показателях. Единственное, что можно сказать, опять оставляя интерпретацию фактов читателю, — это то, что чем выше затраты энергии в производстве возобновляемых видов топлива, тем меньше их роль в увеличении мировых запасов энергии.
При необходимости чистых затрат ископаемой -энергии трудно подобрать аргументы для обоснования использования возобновляемых видов топлива как варианта окончательного решения проблемы удовлетворения потребностей человека в энергии. 93 Статья затрат Млн. ГДж 69,7 29,8 8,9 81,9 31,8 22,8 29,0 273,9 Нефть Электроэнергия Другие виды топлива Удобрения Машины Строения Другие затраты Всего Статьи затрат ГДж)т (сухая масса) 2,28 0,01 1,27 0,23 1,22 5,01 Удобрения и известь Пестициды Машины Выращивание культур Уборка Всего тэ 94 6.2.
ЗАТРАТЫ ЭНЕРГИИ НА ПРОИЗВОДСТВО БИОМАССЫ Революция в сельском хозяйстве. Замена труда человека и животных трудом машины в результате механизации сельского хозяйства н ходе ХХ столетия может быть справедливо названа ярким процессом. Энергия, необходимая для обработки почвы, возделывания культур, их уборки и транспортировки продукпии, прямо или косвенно обеспечивается ископаемыми видами топлива. Топливо необходимо для приведения в движение трактора, других сельскохозяйственных машин, строительства этих машин, производства удобрений и других химических средств, а также для целого ряда других целей.
В 1901 г. в сельском хозяйстве использовалось 1,1 млн, лошадей и около 30% плошадей (равнинной местности) отводилось для их содержания [41. Эти лошади теперь уступили место полумиллионному парку тракторов. В 1885 г. в Южной Англии на кажцые 11 га приходился один человек и целая армия сезонных рабочих, которые нанимались на период уборки. К началу 70-х годов ХХ столетия на одного человека приходилось уже 37 га. В период между 1920 и 1970 г.
затраты энергии увеличились с 0,5 до 9 ГЛж/га, отражая как замену труда человека н животных механизированным трудом, так и повышение интенсивности сельского хозяйства, ведущей к повышению урожаев. Затраты энергии на одного человека в сельскохозяйственном секторе развитых стран аналогичны затратам в тяжелой промышленности. Революция выразилась не столько в увеличении сбора биомассы, сколько в изменении путей ее выращивания и уборки.
Высокие затраты энергии являются в настоящее время существенной частью сельскохозяйственной практики, определяющей высокое качество продукции. Революция в сельском хозяйстве произошла благодаря не только более дешевой энергиИ, но также вследствие наличия машин и химических средств, необходимых для получения высоких урожаев и высокого качества продукции. Непосредственная стоимость топлива составляет только небольшую долю стоимости сельскохозяйственной продукции, и даже прн более высоких ценах на топливо новая технология продолжала бы использоваться. Тенденция к изменению типа и количества энергии, необходимой в сельском хозяйстве, привлекла значитеньное внимание в лйтературе.
Многие относятся отрицательно к зависимости производства такого основного предмета потребления, как продовольствие, от ископаемых видов топлива. Так как продовольствие также является топливом, а его энергетическая ценность может быть выражена в тех же единицах, что и энергетическая ценность ископаемогн топлива, энергетические затраты производства продовольствия и кормов могут быть выражены в простых энергетических соотношениях. С этой точки зрения продукты питания, которые мы потребляем, производятся при очень низкой эффективности затрат энергии. Так как значительная часть биомассы, предназначенная для производства возобновляемых видов топливь, будет получаться с использованием технологии, мало отличающейся от технологии производства продуктов витания, вопрос энергетических затрат при выращивании биомассы становится кардинальным вопросом прн проведении анализа чистых затрат энергии. Разбивка затрат энергии.
Первая основная проблема затрат энергии при получении биомассы связана с относительным значением различных вводимых энергетических ресурсов. Раскладка потребления энергии в сельском хозяйстве Великобритании представлена в таблице 52 141. Основную долю энергетических затрат составляют непосредственные затраты топлива, а также косвенные затраты энергии на производство удобрений и машин, Этот анализ не учитывает виды энергии, связанные с затратами труда, 'получением прибылей, капиталовложениями и т. д. Тем не менее общие потребности в энергии сельского хозяйства Велико.
британии являются значительными, и суммарный результат таблицы 52 составляет около 3% общего количества первичной энергии, В итоге в Великобритании на каждую калорию продовольствия, произведенного в сельском хозяйстве, тратится около 3 кал ископаемого топлива Таблина 52. Затраты энергии в сельском хознйствв Великобритании (1968) Таблица 53. Затраты энергии лри выращивании кукурузы в США Таблнца 56. Затраты энергнн орн ннтенснвном веденвв лесного хозяйства 0:,007 Оборудование Химические средства н удобре- ния Семенные деревья Топливо Труд Измельченне Сушка Всего 0,94 0,007 0,45 0,002 0,08 3.70 5,19 приводят в замешательство низкие затраты на оборудование, а также отсутствие затрат на строительство измельчающего и сушильного оборудования (особенно потому, что по сельскохозяйственным машинам даются существенные затраты) .
В этих исследованиях урожай древесины с 1 га при интенсивной системе был в три раза выше, чем при естественной регенерации, поэтому для обеспечения того же объема продукции в последнем случае необходима в 3 раза большая плошадь. Затраты 1, на транспорт не включены в таблицу 56 но они оцениваю в тся ,0 МДж/ткм; прн этом в системах с естественной регенерацией они возрастают вследствие больших расстояний между местоположением заказчика и местом рубки. При анализе затрат по выращиванию можно видеть, что лесное хозяйство имеет очень низкие потребности в энергии (собственно лесная культура) . Однако транспортировка сырой древесины на большие расстояния для использования ее в качестве топлива нецелесообразна; продукт, подобно зерну в сельском хозяйстве, должен транспортироваться к месту использования почти в сухом состоянии.
Авторы п оведенного исследования определили сушку и транспортировку биомассы как две основные статьи затрат энергии; снижение размеров этих затрат является затруднительным. Таблица 57. Затраты энергии к энергетические соотношеннв дна ископаемых видов тоолнва Общие затраты энергии, Энергия затраченная/ Гдж/т энергия полученная Источник энергии Уголь, среднее цо нроммшненностн Кокс Бензнн Дизельное тонлнво Топливная нефть 1жндкое топлнво) Газ Электроэнергия 1,0 1,1 1,2 1,1 30,2 32,4 51,6 48,6 1,3 1,2 . 3,97 54,2 0,13 ГДж/100 000 БТЕ 0,014 Гдж//кнт ч) как компоненты источников первичной энергии, побудивших нас к проведению подсчетов энергетических затрат.
Биомасса уже потребовала в процессе ее подготовки некоторых затрат первичной энергии. Сколько еще необходимо энергии для превращения сырья в пригодные для использования виды топлива, и насколько эти количества сравнимы с за. тратами энергии, необходимыми для производства топлива из ископаемого сырья? На этот вопрос нельзя дать точного ответа, так как провести сравнения по затратам энергии трудно. Цифры, приведенные в этом разделе, в лучшем случае, лишь приближенно раскрывают потребность в пер-. вичной энергии при производстве возобновляемых и не возобновляемых видов топлива. Затраты энергии при производстве некоторых видов топлива из ископаемого сырья даются в таблице 57 (1] .
В таблице показаны общие затраты энергии на единицу массы топлива и отношения использованной энергии к полученной. За исключением электроэнергии, только неболь. шая часть теплотворной способности топлива используется для его производства. Так как нас с самого начала интересовало истощение ископаемых ресурсов, теплотворная способность самого топлива принималась как вводимый ресурс; что касается биомассы, то энергию источника образования углеродсодержащих молекул — Солнца мы не учитываем. б,з.
ЗАТРАТЫ ЭНЕРГИИ НА ОБОГАЩЕНИЕ БИОМАССЫ Затраты энергии на добычу ископаемых видов топлива. Биомассу в сыром состоянии можно сравнить с источниками первичной энергии, используемыми в национальном масштабе для обеспечения топливом промышленности, транспорта, жилых помещений и т. д, Эти источники первичной энергии частично расходуются в ходе самого процесса производства топлива.
Желательно сохранить ископаемый уголь, нефть и газ 98 Однако мы включаем в наши расчеты стоимость получения биомассы. Как говорилось в разделе 5,2, типичные затраты энергии при создании биомассы (за исключением древесины) составляют 4 — 5 ГЛж/т сухой массы. Энергоемкость этой биомассы составляет в среднем 18 ГЛж/т сухой массы (игнорируя содержащуюся воду); таким образом, энергетическое соотношение (отношение энергии затраченной к энергии полученной) составляет 0,25. Целью процесса обогащения био- массы, описанного раньше, является превращение биомассы в продукты получаемые в настоящее время из ископаемых- источников, т. е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
