1598005442-bd41ad96c45193b3fdd4d03a682e8790 (811217), страница 22
Текст из файла (страница 22)
в твердые, жидкие и газообразные горючие вещества, жидкие виды тоушива для двигателей внутреннего сгорания и получения электроэ е гии. С нр жигание древесины. Простое сжигание биомассы должно представлять простейший случай затрат при производстве возобновляемой энергии. Как бьшо указано в предыдущем разделе, затраты на производство высушенной, измельченной древесины составляют около Ди„1, ипи около,'4 ее теплотворной способности. Такая древесина при минимальной адаптации оборудования может непосредственно выступать в качестве заменителя угля, затраты энергии на производство которого сравнимы с его теплотворной способностью. Поэтому использование древесины даст чистую экономию ископаемого угля и нефти в национальном масштабе, даже при необходимости оплаты энергетических затрат в лесоводстве.
Древесина широко используется во всем мире, хотя часто без песовозобновпения (что ставит под вопрос использование термина '*возобновляемый" ) . Нерешенным вопросом, связанным с затратами энергии по производству древесины, является вопрос заработной платы, капитальных вложений, прибыли и т. д., который не включался в анализ энергетических затрат.
Этот показатель зависит от структуры общества и представляет большую проблему при проведении анализа энергетических затрат. С одной стороны, денежные затраты пропорциональны содержащейся энергии [11], и лесное хозяйство в целях производства топлива функционировать не будет, в основном вследствие того, что в большинстве стран оно дорого и, кроме тото, погло.
щает большое количество энергии, будучи к тому же неэкономичным. С другой стороны, косвенные затраты энергии, возможно, могут быль снижены путем резкого изменения характера потребления общества, и представленный энергетический;,анализ может сохранить свою силу. Почти все остальные виды биотоплива требуют использования большего количества энергии, чем древесина, и косвенные затраты на заработную плату, прибьнть и т.
д. становятся второстепенными вопросами, хотя они и увеличивают общую сумму затрат. Сушка, термическое обогащение, биохимическая переработка и т. д. — все эти процессы требуют больших затрат энергии, прежде чем мы получим топливо, сравнимое по своим характеристикам с топливом из ископаемого сырья. П роцессы термического обогащения. В литературе имеется крайне мало данных по энергетической характеристике термического обогащения биомассы. Дпя таких процессов часто рассчитываются простые тепловые балансы, при этом может быть сохранена значительная доля теппотворной способности сырья.
Термическая эффективность таких процессов явно представляет интерес в плане сравнения преимуществ различных предложений и получения наибольшего выхода готовой про. дукции. Однако это ие отвечает на вопрос об экономии ископаемого топлива. В таблице 58 показан тепловой баланс при производстве синте- 100 Таблица 58. Тепловой баланс газификации древссвны Сантса-газ Отведено на охлажцснвс дымоход Зола в нелрсвращсцный углерод Разное Всего 63,0 31,4 4,4 0,9 0,3 100,0 К этим потерям следует добавить все косвенные затраты энергии, связанные с оборудованием и финансированием самого процесса, а также финансированием вспомогательной деятельности, например очистка стока и т.
д. Превысит пи сумма всех элементов общие затраты энергии на получение натурального газа (1,2 ГДж/ГДж, таблица 57) — здесь можно только строить предположения. Биохимические процессы. Затраты энергии, связанные с брожением спирта, явились предметом пристального внимания в литературе, и они будут рассмотрены в следующем разделе. Другой биохимический процесс, анаэробное брожение, был рассмотрен Льюисом [13], который пришел к выводу, что простые системы, применявшиеся на Дальнем Востоке, могут быть чистыми производителями энергии, хотя точных данных по этому вопросу не имеется. При использовании более сложных систем общие прямые и косвенные затраты могут превысить количество энергии, полученной в форме метана.
В одном примере по использованию отходов животноводства при общей затрате энергии 82,5 ГДж количество полученной энергии метана соответствовало 32 ГДж. При возделывании водорослей на каждый гигццжоуль метана требовалось 3 ГДж энергии. Даже эти цифры говорят о том, что может быть возможным в ближайшие годы, а не о том, что уже было достигнуто. Таким образом, продукты аназробного брожения — сомнительный кандидат на использование в качестве заменителя ископаемого топлива. В этих исследованиях рассматривались только ограниченные затраты энергии.
Количество энергии, необходимое, например, дпя очистки стока, не учитывалось. Растительные масла Насколько известно, процесс производства растительных масел не подвергался всестороннему энергетическому анализу: Общие затраты энергии на производство этих потенциальных видов топлива могут быль очень низкими. Затраты энергии на производство сои, как указывалось в предыдущем разделе, составляют около 4 ГДж/т 101 тического натурального газа из дерева [12]. В ходе процесса теряется около трети теплотворной способности сырой биомассы.
сухои массы, а экстрагирование масла требует относительно небольших энергетических затрат. Соевое масло оценивалось по методу отношения затрат к выходу энергии по соответствующим отраслям [б); затраты составили 18 ГДж/т, в то время как теплотворная способность масла составляет около 43 ГДж. И хотя здесь также учитывались не все энер. гетические затраты, полученные показатели позволяют поставить растительное масло в один ряд с древесиной как возможных производителей чистой энергии. 8.4. СПИРТ КАК ТОПЛИВО Экономия на импорте нефти? Пропаганда спирта, полученного путем брожения для использования ого в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания в США, характеризующихся наибольшим потреблением бензина в мире, привела к тому, что каждому аспекту производства спирта, его экономике и термодинамике стало уделяться самое пристальное внимание.
Как говорилось ранее, возможности использования спирта в качестве топлива существуют в США только благодаря дешевым зерновым, налоговым льготам за такое использование спирта по линии как федерального правительства, так и правительства штатов, а также стимулированию капиталовложений. Фермеры, выращивающие кукурузу для производства спирта, получан1т большую выгоду, так как они постоянно имеют излишки этой культуры. Кроме того, также отмечалось, что добавление спирта в бензин снизит зависимость США от импортируемой нефти, зависимость, которая до нефтяного кризиса непрерывно росла. Замена нефти спиртом или его добавки к автомобильному бензину являются некоторым основанием для подобного рода заявлений, Возможность такой зкономии была подтверждена целым рядом энергетических анализов.
Однако выводы, сделанные из этих исследований, довольно спорные; существует,мнение, что при технологии получения спирта в США методом брожения потребляется больше энергии из высококачественного топлива (т. е. нефти), чем ее вырабатывается [14, 15]. Дискутирующие стороны обвиняли друг друга в отсутствии объективности. Показатели различных вводимых ресурсов при производстве спирта были часто у обеих сторон аналогичными, но затруднения вызывал как раз вопрос: какие ресурсы должны быть включены в расчеты? Расчетные показатели экономии энергии нефти при использовании спирта в качестве топлива варьируют очень широко — от чистой экономии более галлона нефти на галлон спирта до потерь до трех галлонов на галлон. Ниже дается содержание проводящихся дискуссий, а также характеристика современного подхода к вопросу о ресурсах. Результатом является согласие с точкой зрения, что без революции в технологии использования угля и нефти в США использование спирта будет иметь ничтожное или даже отрицательное влияние на потребление нефти в стране.
102 которых говорилось ранее. Показатель энергии, затраченной на возделывание кукурузы, приближается к показателю теплотворной способ- ности полученного спирта. Энергия переработки примерна в 2 раза выше затрат энергии на возделывание. Энергия, затраченная на производство побочного продукта (сухая барда), рассчитывается на основе энергии возделывания кукурузы минус стоимость транспортировки. Количество нефти, замененное спиртом, используемым в качестве добавки к бензину, выражается здесь через его теплотворную способность (29 ГДж/т против 43,5 ГДж/т для автомобильного бензина). Кроме того, исполь зование спирта способствует также сохранению энергии, идущей на очистку сырой нефти для производства автомобильного бензина.
В результате, как показывает анализ, в США экономится 35 ГДж первичной энергии (всех типов). Однако эта "экономия" идет эа счет 70,3 ГДж первичной энергии. Таблица 59, Энергетнчеекнй анэянз пронзподства этанона дпя нспояьзопання его н качестве топлива Сельское хозяйство (3,35 т кукурузы) Энергия переработки брожение перегонка выпаривание н сушка побочного продукта Снижение затрат нсяедстэне пронзводстпа побочного продукта Общие затраты Теппотпорная способность этанопа Зкономия энергии, ндущэя на производство энтомобнльного бензина Общий выход 26,6 8,9 19,8 22,8 -6,8 10,3 29,0 6,0 35,0 Количество нефти может быть выражено в затратах энергии на производство спирта иэ кукурузы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
