Green <strong>KAZENERGY</strong>Уголь 7%Лесные отходы 1%Черный щелок1%Отходы лесной промышленности 5%Вторичная древесина 5%Сельское хозяйство 10%Продуктыжизнедеятельностиживотных–3%Энергетическиекультуры –4%Сельскохозяйственныеотходы –3%Твёрдые бытовые отходы и газ — 4%Топливная древесина 67%вероятно, приведут к значительному увеличению спроса.Это требование может быть выполнено за счет увеличенияиспользования остатков и отходов сахара, крахмала имасличных культур, а также больше, за счет лигноцеллюлозныхкультур. Вклад в энергетику сельскохозяйственныхкультур зависит от выбора сельскохозяйственныхкультур и скорости их роста, которые зависят от производительноститруда в сельском хозяйстве, экологическихограничений, наличия воды и материально-техническихограничений. При благоприятных условиях существенныйрост может быть достигнут в течение ближайших 20лет. Однако оценки потенциального роста производствасильно отличаются. Например, потенциал биомассы изотходов и энергетических культур в ЕС до 2030 года оцениваетсяв пределах от 4,4 до 24 ЭДж.Долгосрочный потенциал для выращивания энергетическихкультур во многом зависит от:• наличия свободной земли, которая зависит от развитияпродовольственного сектора (рост спроса на продовольствиеи увеличение урожайности сельскохозяйственныхкультур) и факторов, ограничивающих доступк земле, таким как вода и охрана природы;• выбора энергетических культур, которые определяютвыход биомассы и, которые могут быть получены насвободной земле;• другие факторы, которые могут повлиять на потенциалбиомассы включают влияние биотехнологий, такихкак генетически модифицированные организмы, наличиеводы и последствия изменения климата.Использование биомассы зависит от нескольких факторов:• затрат на производство биомассы — 4 доллара США наполучение 1 ГДж часто рассматривается как верхнийпредел, когда биоэнергетика может быть широко развернутасегодня во всех секторах;• логистики — как и все сельскохозяйственное сырье,энергетические культуры и отходы требуют соответствующейцепочки поставок и инфраструктуры;• ресурсов и охраны окружающей среды — производствосырья для биомассы может иметь как положительное,так и отрицательное воздействие на окружающую среду(наличие и качество воды, качество почвы и биоразнообразие).Необходимо учитывать законы, которыемогут ограничивать или стимулировать существующиепрактики (например, экологические законы, стандартыустойчивости и т.д.).Драйверы для более широкого использования биоэнергии(например, государственные приоритеты в области возобновляемыхисточников энергии) могут привести к увеличениюспроса на биомассу, что приведет к конкуренции заземлю, которая в настоящее время используется для производствапродовольствия. Это потребует вмешательствагосударства, в виде регулирования развития биоэнергии и/или регулирования землепользования, обеспечение устойчивогоспроса и производства. Разработка соответствующейполитики требует понимания сложных вопросов имеждународного сотрудничества в области мер по обеспечениюглобального устойчивого производства биомассы.Для использования биоэнергетического потенциала вдолгосрочной перспективе, усилия должны быть направленына повышение уровня выхода биомассы и модернизациисельского хозяйства, прямого увеличения глобальногопроизводства продуктов питания и, таким образом, ресурсов для биомассы. Это может быть достигнутопутем развития технологий, а также распространениеустойчивого ведения сельского хозяйства. Также необходимопоощрять и способствовать развитию устойчивогоиспользования остатков и отходов для производствабиоэнергии, которая представляет ограниченные илинулевые экологические риски.ТЕХНОЛОГИИ БИОМАССЫСуществует много путей, которые могут быть использованыдля преобразования исходной биомассы в конечныйпродукт в виде энергии. Несколько технологий были разработаныи адаптированы исходя из различной физическойприроды и химического состава исходного сырья ивида энергии (тепло, энергетика, топливо для транспорта).Модернизация технологий для биомассы (например,таблетирование, торрефикация и пиролиз) в настоящеевремя разрабатывается для преобразования громоздкойсырой биомассы в более плотные и более практичные носителиэнергии для эффективной транспортировки, храненияи удобного использования в последующих процессахпреобразования. Производство тепла за счет прямогосжигания биомассы является ведущим использованиембиоэнергии во всем мире и часто является экономическойальтернативой ископаемому топливу.126№2 (<strong>57</strong>), 2013
Технологии варьируют от элементарных до сложныхпечей. Для более эффективного использования энергиииз биомассы, современные, крупномасштабныетепловые решения часто сочетаются с производствомэлектроэнергии для комбинированной выработки теплаи электрической энергии (ко-генерации). Совместноесжигание угля и биомассы в угольных электростанцияхявляется наиболее экономичным использованием биомассыдля производства энергии. Для шламов, жидкостейи влажных органических материалов, анаэробноесбраживание в настоящее время является наиболее подходящейопцией для производства электроэнергии и/или тепла из биомассы, хотя его экономическая целесообразностьопирается в значительной степени на наличиенизкой стоимости сырья. Все эти технологии хорошо известныи коммерчески доступны.Есть несколько примеров промышленных установокбиогазификации и развертывания этой технологии зависитот ее сложности и стоимости. В долгосрочной перспективе,если будет продемонстрирована надежность ирентабельность эксплуатации в более широком масштабе,то биогазификация позволит повысить эффективностьв целом, улучшить экономику в малых и большихмасштабах и снизить уровень выбросов по сравнению сдругими вариантами производства электроэнергии. Другиетехнологии (такие как Органический Цикл Ренкинаи двигатель Стирлинга) в настоящее время находятся встадии демонстрации и могут оказаться экономическижизнеспособными в диапазоне мелких приложений,особенно для ТЭЦ .В транспортном секторе, 1-е поколение биотопливашироко используется в ряде стран — в основном биоэтанолиз крахмала и сахарных культур, и биодизель из масличныхкультур и остаточных масел, и жиров. Затратына производство биотоплива значительно различаютсяв зависимости от используемого сырья (и их нестабильныхцен), так и масштабов завода. Потенциал для дальнейшегоразвертывания этих технологий первого поколениядостаточно высокий при условии устойчивыхкритериев землепользования. Однако первое поколениебиотоплива сталкивается как с социальными, так ис экологическими проблемами, в основном потому, чтодля их производства используются продовольственныекультуры, что может привести к росту цен на продовольствиеи, возможно, косвенным образом изменитьструктуру землепользования.Риски могут быть снижены за счет регулирования,сертификации, развитием технологий нового поколенияоснованных на использовании непродовольственнойбиомассы (например, лигноцеллюлозного сырья,такого как органические отходы, остатки леса, быстрорастущихдеревьев, высокоэнергетических культур иводорослей). Использование этого сырья для производствабиотоплива приведет к значительному снижениюпотенциального давления на землепользование,сокращению выбросов парниковых газов по сравнениюс 1-м поколением биотоплива, в результате будет оказыватьменьшее воздействие на окружающую среду иснизит социальный риск. Второе поколение технологий,в основном использует лигноцеллюлозное сырьедля производства этанола, синтетического дизельногои авиационного топлива. Однако данные технологииеще незрелые и необходимо дальнейшее развитие и инвестиции,чтобы продемонстрировать надежную работув коммерческом масштабе и снизить стоимость за счетмасштабирования и репликации. При этом текущий уровеньдеятельности в области показывает, что эти технологии,скорее всего, станут коммерческими в течениеследующего десятилетия.Третье поколение биотоплива, такие как масла, получаемыеиз водорослей, находятся на стадии научных иприкладных исследований, и требуют значительных усилий,прежде чем они смогут стать конкурентоспособнымина энергетическом рынке.Нефть 35%Газ 21%Атомная энергия 6%Возобновляемые источники энергии 13%Другие возобновляемыеисточники 8%Гидро 15%Древесная биомасса 87%Сельскохозяйственная культура и отходы 9%Биоэнергия 77%Бытовые и промышленные отходы 4%Уголь 25%Kazenergy 127