1598005442-bd41ad96c45193b3fdd4d03a682e8790 (811217), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Энергетические потребности Великобритании были бы полностью удовлетворены, если бы солнечную радиацию можно было использовать в той же степени, что и существующие виды топлива. Максимальная интенсивность потока солнечной радиации у земной поверхности, равная 0,09 ГДж/мэ в день, только немного выше интенсивности потока, испускаемого радиатором водяного отопления.
Средняя годовая инсоляция значителъно менее интенсивца, как об этом говорилось выше. И здесь возникает проблема. В соответствии с требованиями, предъявляемыми к современным в1щам топлива, плотность этой энергии очень низка. Например, нефтяной поток мощностью 30 млн. т в год в типичном 32-дюймовом морском нефтепроводе представляет собой энергетический поток интенсивностью 7,4 млн.
ГДж/м' 24 500 1аЮ 1500 2000 Нпв вечна воч, ч Рнс. 7. Солнечный свет и спектр фотосннтстнчсской активности: 1 — соннечная радиация в космическом пространстве; 2 — солнечный свет; 3 — спектр фотосннтстичсской активности. в день. Использование солнечной энергии противоречит сформировавшейся веками тенденции использования видов топлива с более высокой теплотворной способностью, увеличения тепловых потоков, плотности энерговыделения.
Это не говорит о невозможности использования солнечной энергии, но свидетельствует о необходимости нововведений в связи с широким использованием солнечной энергии, которое может иметь место в развитых странах. Солнечный спектр. Состав спектра общего излучения за пределами атмосферы аналогичен составу спектра излучения, испускаемого черным телом при температуре около 5800 К (5526 'С) . Некоторые длины волн поглощаются земной атмосферой (рис, 7). Кроме гого, в Великобритании более половины общей солнечной радиации поступает в виде рассеянного излучения.
Однако спектр рассеянного излучения аналогичен спектру прямого излучения с точки зренил энергии. Растения способны использовать только четверть общего спектра излучения. Пик используемого спектра (см. Рис. 7) находится в области видимого голубого и красного света (450-650 мкм). Неиспользуемая солнечная радиация идет на нагревание поверхности почвы и испарение влаги. Косвенным образом эта энергия способствует обеспечению растений необходимым теплом и влагой. Небольшая часть энергии излучения, усвоенная растениями, уходит в атмосферу н виде теплового излучения.
Использование земельных ресурсов на земном шаре. Как мы увидим позднее, энергетический эквивалент 5 мли. т в год продукции нефтепеРерабатывающего завода можно получить на площади выращивания 25 типичных "биоэнергетическихн культур 1 млн. га. В проектах по производству биотоплива обычно предусматривается технология интенсивного возделывания и уборки культур на больших площадях с последующей централизованной переработкой их.
Таким образом, для фиксации относительно слабых потоков солнечного излучения с целью получения большого выхода энергии необходимы значительные земельные площади. Поверхность суши на земном шаре составляет примерно 14,6 млрд. га, а плошадь водной поверхности — 35,9 млрд. га. Достаточны ли эти площади для удовлетворения будущих потребностей человечества в энергии7 Площадь земельных угодий, пригодных для выращивания культур, составляет на земном шаре около 13 млрд, га 13].
Использование этих земель в настоящее время показано на рисунке 8. Как видно из диаграммы, характер землепользования в Европе является анютогичньтм характеру землепользования в мире, за исключением того, что Европа имеет большую долю пахотных земель и меньшую долю земель, входящих в категорию "другие" площади. Последняя категория включает штогцади, не производящие биомассу и являющиеся в этом отношении непродуктивными (например, застроенные площади, парки, дороги и т. д.), Веками увеличение выхода сельскохозяйственной продукции обеспечивалось увеличением обрабатываемой площади и совершенствованием технологии обработки почвы. Однако за последние два десятилетия увеличение выхода сельскохозяйственной продукции в развивающихся стРанах только на т/з пРоизошло за счет УвеличениЯ обРабатываемых площадей; в развитых странах эта доля является еще более низкой 141.
В основном увеличение выхода сельскохозяйственной продукции произошло за счет улучшения культур, использовании удобрений и пестн- Мир Едрила Пастбища Монснультуры ни лнультуры Ластам Паса ранна емли ритин ин Внутре вОды утренние воды Рис. 8. Землепользование и мире и в Ниропс. цидов, а также интенсификации сельского хозяйства. Однако размеры неиспользованных .площадей являются все еще значительными (0,5— 1,4 млрд. га) по сравнению с используемыми в настоящее время (0,8 млрд. га).
По расчетам ФАО, к 2000 г. площади, находящиеся в землепользовании, могут увеличиться только на 1Π— 15 % (по сравнению с 1980 г.), в основном вследствие неудобного расположения земель. Наличие земельных угодий. По ряду причин использование как обрабатываемых, так и не обрабатываемых земель на земном шаре для целей производства биотоплива не всегда возможно.
Первая и, возможно, наиболее важная причина — это получение более высокой нормы прибыли, чем при производстве биотоплива. Как уже говорилось, твердые виды топлива стоят максимум несколько десятков фунтов стерлингов-за 1 т (в расчете на сухую массу). Зерновые, бобовые, сахар и растительные масла стоят намного больше. Если не учитывать продукты питания, производство биотоплива должно конкурировать с отраслями промышленности, использующими биомассу для производства кормов, строительных материалов и одежды. Отходы сельскохозяйственного производства и лесной промьщпенности метут в первую очередь рассматриваться как сырье для получения биоэнергии.
Производство биотоплива может быль осуществлено одновременно с другими видами использования земли. Однако даже эти отходы имеют ценность при использовании их в качестве топлива. Наличие этих отходов будет также зависеть от продуктивности угодий и от трудностей, связанных со сбором достаточного количества материала для производства биотоплива. Значительная часть ючоьцадей, которые на первый взгляд могут служить в качестве биоэнергетических "тпантаций'*, на самом деле не в состоянии обеспечить достаточно высокие урожаи биомассы. Они нли слишком сухие, или слишком влажные, слишком холодные, или подвержены слишком сильным ветрам, чтобы выращивать на них запланированные культуры. Кроме того, почва может быть неплодородной, засоленной или солонпеватой, а склоны могут быть слишком крутыми для эффективного возделывания культур.
Влияние этих факторов на урожай рассматривается ниже. Характер землепользования в Великобритании показан в таблице 8 12) . Так как 75% территории уже отведено под пахотные и пастбищные угодья, очень небольшое число крупных участков может быть использовано для получения биоэнергии.
В проектах по производству биотоплива в Великобритании предлагалось использовать отходы или разрозненные участки земли, убедив при этом владельцев участков производить на них биомассу для продажи на центральные перерабатывающие заводы, Если бы в Великобритании нли какой-либо другой стране использование биоэнергии было высокоэкономичным, другие категории землепользования могли бы быть принесены в жертву, однако в настоящее время такое маловероятно. 27 доля общей площа- ди,% 28 47 8,5 6,5 10 доход, ф. ст/га в год Показатели Англия Уэльс Шоглаидил Средняя зсмсльиая рента, ф, ст/га Средняя цена иа землю, ф. ст/га 40 21 26 2062 1788 1090 Таблица 8. Землепользоваиие в Велякобритаиии Стоимость земельных угодий.
Хотя теоретически мы располагаем земельными угодьями для проведения в жизнь идей получения биоэнергии, на практике использование этих плошадей ограничивается рядом экономических и юридических факторов. Земля ддя производства биомассы должна быть куплена илн арендована, Это является существенным лимитирующим фактором в землепользовании. Кроме того, могут существовать положения, регулирующие землепользование и предусматривающие принятие мер по охране окружающей среды и прав местных жителей.
Таблица 9. Средине целы иа землю и размеры ренты в Великобритаиии в!978 г. В Великобритании можно свободно получить информацию о ценах на землю и об арендной плате [51; средние цены и арендная плата за 1978 г. показаны в таблице 9. Размеры ренты периодически устанавливаются трибуналом и обычно составляют величину порядка 1 — 2% стоимости земли.
Хотя эти показатели не характеризуют норму прибыли на вложенный капитал, земля, в противоположность промышленному предприятию, не падает, а растет в цене. В Англии примерно 60% обшей площади сельскохозяйственных угодий находится в частном владении. Процесс получения биоэнергии, по крайней мере, в Великобритании предполагает громадные капитальные затраты на приобретение земли. В некоторых раэвиваюгцихся странах проблема может быть не такой острой. Цены на землю и размеры ренты определяются рядом фак- 28 торов, среди которых следует назвать использование зомли для различных лелей, а также желание владельца земли принять участие в сотрудничестве. Ренту выплачивают, предполагая в будущем некоторый доход, Вго размер может колебаться от прожиточного минимума до уровня, дающего возможность осуществления капиталовложений.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
