ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РАСТИТЕЛЬНОЙ БИОМАССЫ ДЛЯ
реклама
ÕÈÌÈ×ÅÑÊÈÅ ÏÐÎÁËÅÌÛ ÑÎÇÄÀÍÈß ÍÎÂÛÕ ÌÀÒÅÐÈÀËÎÂ È ÒÅÕÍÎËÎÃÈÉ Ìèíñê 2008 Ã. ß. Êàáî, À. Â. Áëîõèí, Â. Â. Ñèìèðñêèé, Î. À. Èâàøêåâè÷ ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÈÅ ÐÀÑÒÈÒÅËÜÍÎÉ ÁÈÎÌÀÑÑÛ ÄËß ÏÐÎÈÇÂÎÄÑÒÂÀ ÐÀÇËÈ×ÍÛÕ ÂÈÄΠÒÎÏËÈÂÀ  ÐÅÑÏÓÁËÈÊÅ ÁÅËÀÐÓÑÜ Â ïîñëåäíåå âðåìÿ âî ìíîãèõ ñòðàíàõ ìèðà ñóùåñòâåííî âîçðîñëà àêòèâíîñòü ðàçðàáîòêè òåõíîëîãèé ïîëó÷åíèÿ ýíåðãîíîñèòåëåé íà îñíîâå ðàñòèòåëüíîé áèîìàññû. Ýòî ñâÿçàíî ñ ñóùåñòâåííûì óäîðîæàíèåì òðàäèöèîííûõ õèìè÷åñêèõ èñòî÷íèêîâ ýíåðãèè, óâåëè÷åíèåì òåõíîãåííîãî âîçäåéñòâèÿ íà îêðóæàþùóþ ñðåäó, ñòðåìëåíèåì ñòðàí îáåñïå÷èòü äîñòàòî÷íóþ ýíåðãîíåçàâèñèìîñòü, íåîáõîäèìîñòüþ ñîçäàíèÿ íîâûõ ðàáî÷èõ ìåñò.  ðÿäå ñòðàí äîñòèãíóò ñóùåñòâåííûé òåõíè÷åñêèé ïðîãðåññ â ïðîèçâîäñòâå ýíåðãèè èç áèîìàññû. Òàê, â Àâñòðèè, Äàíèè, Ãåðìàíèè, Ôèíëÿíäèè è Øâåöèè ïðîèçâîäèòñÿ îò 5 äî 20 % òîïëèâà èç áèîìàññû â îáùåì ýíåðãåòè÷åñêîì áàëàíñå ýòèõ ñòðàí. Àêòèâíî ðàçðàáàòûâàþòñÿ òåõíîëîãèè ïîëó÷åíèÿ òîïëèâà èç áèîìàññû äàæå â òàêèõ ñòðàíàõ, êàê Ðîññèÿ è ÑØÀ, êîòîðûå îáëàäàþò çíà÷èòåëüíûìè çàïàñàìè òðàäèöèîííûõ âèäîâ òîïëèâà: óãëÿ, íåôòè è ïðèðîäíîãî ãàçà [1].  Áåëàðóñè ñóùåñòâóåò ðÿä ïðåäïðèÿòèé íåáîëüøîé ìîùíîñòè, âûïóñêàþùèõ òîïëèâíûå ãðàíóëû (ïåëëåòû) èç äðåâåñèíû, ïðè ýòîì èñïîëüçóåòñÿ ìîäèôèöèðîâàííîå îáîðóäîâàíèå (ñóøèëêè è ãðàíóëÿòîðû-ïðåññà), ðàçðàáîòàííîå äëÿ âûïóñêà ãðàíóëèðîâàííûõ êîðìîâ.  2007—2008 ãã. Ìèíèñòåðñòâî ëåñíîãî õîçÿéñòâà Ðåñïóáëèêè Áåëàðóñü çàïëàíèðîâàëî ñîçäàíèå íîâûõ ïðîèçâîäñòâ ïî âûïóñêó äðåâåñíûõ ïåëëåò â Æèòêîâè÷àõ è Ñòîëáöàõ ñ ìîùíîñòüþ óñòàíîâîê äî 15 òûñ. ò â ãîä. Ñòîèìîñòü êàæäîé óñòàíîâêè ñîñòàâèò îêîëî 450 òûñ. åâðî [2]. ÍÈÈ ÔÕÏ ÁÃÓ ñîâìåñòíî ñ êîíöåðíîì «Áåëíåôòåõèì» â 2006—2007 ãã. ðåàëèçîâàí ïðîåêò ïî îðãàíèçàöèè ïðîèçâîäñòâà äèçåëüíîãî òîïëèâà (áèîòîïëèâà) ìîùíîñòüþ 5 òûñ. ò â ãîä íà îñíîâå ïåðåýòåðèôèêàöèè ðàïñîâîãî ìàñëà [3].  2005—2006 ãã. âíóòðåííåå ïîòðåáëåíèå ýíåðãîðåñóðñîâ Ðåñïóáëèêè Áåëàðóñü ñîñòàâèëî 27,3—28,3 ìëí ò ó. ò. [4, 5], ãäå äîëÿ òîïëèâà èç ðàñòèòåëüíîãî ñûðüÿ (çà èñêëþ÷åíèåì äðåâåñíûõ âèäîâ òîïëèâà, ïðèìåðíî 1 ìëí ò ó. ò. â ãîä [5]) îñòàåòñÿ íåîïðàâäàííî íèçêîé. Ðåñóðñû èìåþùåãîñÿ â íàøåé ðåñïóáëèêå âîçîáíîâëÿåìîãî ñûðüÿ ïîçâîëÿþò ðàäèêàëüíûì îáðàçîì óâåëè÷èòü ìîùíîñòè ïî âûïóñêó òîïëèâà èç ðàñòèòåëüíîé áèîìàññû áåç óìåíüøåíèÿ ïðîäîâîëüñòâåííîãî ïîòåíöèàëà. Èç ðàñòè- 166 Ã. ß. Êàáî, À. Â. Áëîõèí, Â. Â. Ñèìèðñêèé, Î. À. Èâàøêåâè÷ òåëüíîãî ñûðüÿ ìîãóò áûòü âûïóùåíû òðè âèäà òîïëèâà, ðàçëè÷àþùèõñÿ ïî ôàçîâîìó ñîñòîÿíèþ: = òâåðäîå òîïëèâî; = æèäêîå òîïëèâî, ïîëó÷àåìîå â ðåçóëüòàòå ïåðåýòåðèôèêàöèè ìàñåë è áðîæåíèÿ óãëåâîäîâ; = ãàçîîáðàçíîå òîïëèâî, ïîëó÷àåìîå â ðåçóëüòàòå òåðìè÷åñêîé ïåðåðàáîòêè òâåðäîãî òîïëèâà èëè ñáðàæèâàíèÿ ðàñòèòåëüíîé áèîìàññû.  íàñòîÿùåé ðàáîòå ïðåäñòàâëåíû ðåçóëüòàòû àíàëèçà òåõíè÷åñêîé öåëåñîîáðàçíîñòè è ýêîíîìè÷åñêîé ýôôåêòèâíîñòè ïîëó÷åíèÿ êàæäîãî èç âèäîâ òîïëèâà íà îñíîâå äàííûõ îá èìåþùèõñÿ ðåñóðñàõ ðàñòèòåëüíîé áèîìàññû â Ðåñïóáëèêå Áåëàðóñü, èõ ôèçèêî-õèìè÷åñêèõ ñâîéñòâàõ è âîçìîæíîñòè ïðèâëå÷åíèÿ íîâûõ òåõíîëîãèé è âèäîâ ðàñòèòåëüíûõ êóëüòóð äëÿ ïðîèçâîäñòâà òîïëèâà. ÐÅÑÓÐÑÛ ÐÀÑÒÈÒÅËÜÍÎÉ ÁÈÎÌÀÑÑÛ Â ÐÅÑÏÓÁËÈÊÅ ÁÅËÀÐÓÑÜ Íàèáîëåå äîñòóïíûìè ðåñóðñàìè äëÿ ïðîèçâîäñòâà òîïëèâà èç âîçîáíîâëÿåìûõ èñòî÷íèêîâ ñûðüÿ ÿâëÿþòñÿ äðåâåñèíà, ñîëîìà çåðíîâûõ êóëüòóð, êðàõìàëîñîäåðæàùèå ñåëüñêîõîçÿéñòâåííûå êóëüòóðû (êàðòîôåëü, ñâåêëà) è ìàñëè÷íûå êóëüòóðû (ðàïñ). Èçâåñòíî, ÷òî ýëåìåíòíûé ñîñòàâ è òåïëîòà ñãîðàíèÿ ðàçëè÷íûõ âèäîâ ðàñòèòåëüíîé áèîìàññû äîñòàòî÷íî áëèçêè (òàáë. 1) [6]. Ïîýòîìó, íàïðèìåð, ïðè âûáîðå èñòî÷íèêà ðàñòèòåëüíîãî ñûðüÿ äëÿ ïðîèçâîäñòâà òâåðäîãî òîïëèâà íåîáõîäèìî èñõîäèòü èç ñëåäóþùåãî: äîñòóïíîñòè ðàçëè÷íûõ ðåñóðñîâ; èõ ñòîèìîñòè è òåõíîëîãè÷åñêîé âîçìîæíîñòè ïðîèçâîäñòâà äàííîãî âèäà òîïëèâà äëÿ ýôôåêòèâíîãî òåõíîëîãè÷åñêîãî èñïîëüçîâàíèÿ â êîòåëüíûõ óñòàíîâêàõ. Òàáëèöà 1 Ýëåìåíòíûé ñîñòàâ è ýíåðãèÿ ñãîðàíèÿ (âûñøàÿ) ðàçëè÷íûõ âèäîâ ðàñòèòåëüíîé áèîìàññû Ñâîéñòâà/Áèîìàññà Öåëëþëîçà Ëèãíèí Äðåâåñèíà Ñîëîìà Çåðíîâûå Òðàâà 44,5 65,9 47—51 42—47 43—60 37—47 Ýëåìåíòíûé ñîñòàâ: Ñ, ìàññ. % Í, ìàññ. % 6,2 4,9 5,7—6,3 5,1—6,0 6,4—7,2 5,1—6,2 Î, ìàññ. % 49,3 23,0 39—44 39,1—43,8 24—46 33—42 N, ìàññ. % 0 0,7 0,13—0,54 0,4—1,1 1,7—3,9 0,7—1,5 0 5,1 0,5—4,0 3,8—12,2 2,0—4,6 3,9—23 17,4 20,6 Çîëà, ìàññ. % ∆cU°, MÄæ ⋅ êã–1 18,4—19,2 15,8—17,7 17,0—26,5 14,1—17,6 Îöåíêà ýíåðãåòè÷åñêîé ýôôåêòèâíîñòè ðàçëè÷íûõ âèäîâ ðàñòèòåëüíîé áèîìàññû è èõ êîìïîíåíòîâ (òàáë. 2) âûïîëíåíà íà îñíîâàíèè äàííûõ Ìèíèñòåðñòâà ñòàòèñòèêè è àíàëèçà Ðåñïóáëèêè Áåëàðóñü ïî ñðåäíåé óðîæàéíîñòè è âàëîâîìó ñáîðó ñåëüñêîõîçÿéñòâåííûõ êóëüòóð çà 2007 ã. [4] è çíà÷åíèé âûñøèõ ýíåðãèé ñãîðàíèÿ, ïîëó÷åííûõ íàìè ìåòîäîì áîìáîâîé êàëîðèìåòðèè ñãîðàíèÿ [3, 7, 8]. 167 ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÈÅ ÐÀÑÒÈÒÅËÜÍÎÉ ÁÈÎÌÀÑÑÛ ÄËß ÏÐÎÈÇÂÎÄÑÒÂÀ ÐÀÇËÈ×ÍÛÕ ÂÈÄΠÒÎÏËÈÂÀ  ÐÅÑÏÓÁËÈÊÅ ÁÅËÀÐÓÑÜ Ñðåäíèå âûõîäû ñîëîìû çåðíîâûõ êóëüòóð è ñîëîìû ðàïñà ñ 1 ãà îöåíåíû ïî äàííûì ðàáîòû [9]. Äëÿ ðàñ÷åòà âûõîäà ñòåáëåâîé ìàññû êóêóðóçû (íà çåðíî) ñ 1 ãà èñïîëüçîâàëîñü ñîîòíîøåíèå «ìàññà ñòåáëåé/ìàññà çåðíà» = 2,2 (ïî äàííûì Öåíòðà àãðàðíîé ýêîíîìèêè Èíñòèòóòà ýêîíîìèêè ÍÀÍ Áåëàðóñè). Êîëè÷åñòâî êàðòîôåëüíîé áîòâû ñ 1 ãà îöåíåíî èñõîäÿ èç òîãî, ÷òî íà 1 ò ñûðûõ êëóáíåé ïðèõîäèòñÿ ïðèìåðíî 0,08 ò áîòâû [10].  ðàñ÷åòàõ ïðèíÿòî, ÷òî âëàæíîñòü ñîëîìû çåðíîâûõ êóëüòóð, ñîëîìû ðàïñà è ñòåáëåâîé ìàññû êóêóðóçû (íà çåðíî) ñîñòàâëÿåò 17 % [11—12], êàðòîôåëüíîé áîòâû — 25 % [10]. Òàáëèöà 2 Ýíåðãåòè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè íåêîòîðûõ âèäîâ áèîìàññû ðàñòåíèé â ðàñ÷åòå íà ñóõîå âåùåñòâî Âèä áèîìàññû Ýíåðãèÿ ñãî- Ñðåäíÿÿ óðîðàíèÿ (âûñ- æàéíîñòü/ñóøàÿ), –∆cH° õîå âåùåñòâî ÃÄæ ⋅ ò–1 ò ⋅ ãà–1 Ýíåðãåòè÷åñêàÿ ýôôåêòèâíîñòü áèîìàññû íà 1 ãà** ÃÄæ ⋅ ãà–1 ò ó. ò. · ãà–1 ò í. ý. · ãà–1 Îñíîâíûå ðåñóðñû ðàñòèòåëüíîé áèîìàññû â Ðåñïóáëèêå Áåëàðóñü Ñîëîìà çåðíîâûõ 18,3 2,6/2,2 40,3 1,38 0,96 Ñòåáëè êóêóðóçû (íà çåðíî) 18,3 11,2/9,3 170,2 5,81 4,07 Áîòâà êàðòîôåëÿ 15,0 1,7/1,3 19,5 0,67 0,47 Ñîëîìà ðàïñà 18,2 2,5/2,1 38,2 1,30 0,91 Êëóáíè êàðòîôåëÿ 16,2 21,2/5,3 85,9 2,93 2,05 Ñâåêëà (16)1 38,7/9,7 155 5,3 3,7 39,6 ~0,37 14,7 0,50 0,35 Ìàñëî ðàïñà Ïîòåíöèàëüíûå ýôôåêòèâíûå èñòî÷íèêè ðàñòèòåëüíîé áèîìàññû â óñëîâèÿõ Ðåñïóáëèêè Áåëàðóñü Ñòåáëè êóêóðóçû (çåëåíàÿ ìàññà) 18,3 55/15 274,5 9,37 6,56 Ñòåáëè òîïèíàìáóðà (18)* 95,7/27,5 495 16,9 11,8 Êëóáíè òîïèíàìáóðà (16)* 63,5/14,4 230 7,8 5,5 * Îöåíî÷íûå âåëè÷èíû. ** ò ó. ò. — òîííà óñëîâíîãî òîïëèâà (29,3 ÃÄæ ⋅ ò–1), ò í. ý. — òîííà íåôòÿíîãî ýêâèâàëåíòà (41,84 ÃÄæ ⋅ ò–1). Ïîñêîëüêó ýíåðãèè ñãîðàíèÿ ðàçëè÷íûõ âèäîâ ðàñòèòåëüíîé áèîìàññû èçìåíÿþòñÿ â ïðåäåëàõ ±15 % (ñì. òàáë. 2), ýíåðãåòè÷åñêàÿ ýôôåêòèâíîñòü ñåëüñêîõîçÿéñòâåííûõ êóëüòóð â áîëüøåé ìåðå îïðåäåëÿåòñÿ óðîæàéíîñòüþ áèîìàññû. Òàê, ïî äàííûì òàáë. 2 ñëåäóåò ïðèçíàòü íàèáîëåå ýíåðãîýôôåêòèâíûìè â óñëîâèÿõ Áåëàðóñè ñòåáëåâûå ìàññû êóêóðóçû è òîïèíàìáóðà. Äàæå â òåõ ñëó÷àÿõ, êîãäà ýíåðãèè ñãîðàíèÿ êîìïîíåíòîâ áèîìàññû ðàçëè÷àþòñÿ ñóùåñòâåííî: 39,6 ÌÄæ ⋅ êã–1 (ðàïñîâîå ìàñëî) > 18,2 ÌÄæ ⋅ êã–1 (ñîëîìà ðàïñà) > > 16,2 ÌÄæ ⋅ êã–1 (áîòâà êàðòîôåëÿ), 168 Ã. ß. Êàáî, À. Â. Áëîõèí, Â. Â. Ñèìèðñêèé, Î. À. Èâàøêåâè÷ âûñîêàÿ óðîæàéíîñòü îáåñïå÷èâàåò çíà÷èòåëüíî áîëüøóþ ýíåðãîýôôåêòèâíîñòü äàííîãî êîìïîíåíòà â ðàñ÷åòå íà 1 ãà: 38,2 ÃÄæ ⋅ ãà–1 (ñîëîìà ðàïñà) > 19,5 ÃÄæ ⋅ ãà–1 (áîòâà êàðòîôåëÿ) > > 14,7 ÃÄæ ⋅ ãà–1 (ðàïñîâîå ìàñëî). Äðóãèì ñóùåñòâåííî âàæíûì ïîêàçàòåëåì ÿâëÿåòñÿ ãîäîâîé îáúåì ïðîèçâîäñòâà ðàñòèòåëüíîé áèîìàññû â Áåëàðóñè (ðèñ. 1). Ãîäîâîé ýíåðãåòè÷åñêèé ðåñóðñ äàííîé êóëüòóðû (èëè åå êîìïîíåíòà) îöåíåí êàê ïðîèçâåäåíèå «óñëîâíîãî êîëè÷åñòâà ãà», çàíÿòîãî äàííîé ñåëüñêîõîçÿéñòâåííîé êóëüòóðîé (çåðíîâûå, ðàïñ, êóêóðóçà íà çåðíî, êàðòîôåëü, ñâåêëà), íà ñîîòâåòñòâóþùóþ âåëè÷èíó ýíåðãåòè÷åñêîé ýôôåêòèâíîñòè, âûðàæåííîé â ò í. ý. ⋅ ãà–1 (ñì. òàáë. 2). «Óñëîâíîå êîëè÷åñòâî ãà» íàéäåíî êàê îòíîøåíèå âàëîâîãî ñáîðà äàííîé êóëüòóðû (çåðíà, êëóáíåé) ê åå ñðåäíåé óðîæàéíîñòè çà 2007 ã. [4]. Åñëè äîïóñòèòü, ÷òî 20 % óðîæàÿ ñîëîìû çåðíîâûõ êóëüòóð è 100 % còåáëåâîé ìàññû êóêóðóçû, âûðàùåííîé íà çåðíî, ìîæåò áûòü ïîëíîñòüþ èñïîëüçîâàíî äëÿ ïðîèçâîäñòâà òâåðäîãî òîïëèâà, òî ñóììàðíûé òîïëèâíûé ðåñóðñ ñîëîìû çåðíîâûõ êóëüòóð, ñîëîìû ðàïñà, ñòåáëåâîé ìàññû êóêóðóçû è áîòâû êàðòîôåëÿ (ïî ñóòè îòõîäîâ ñåëüñêîõîçÿéñòâåííîãî ïðîèçâîäñòâà) ðàâåí ~1,25 ìëí ò í. ý. â ãîä èëè ~1,78 ìëí ò ó. ò. â ãîä, ÷òî ñîñòàâëÿåò ~6,3 % îò âíóòðåííåãî ýíåðãîïîòðåáëåíèÿ íàøåé ðåñïóáëèêè â 2006 ã.  ïîñëåäíåå âðåìÿ â ðàçëè÷íûõ ñòðàíàõ Åâðîïû ïðîâîäÿòñÿ ðàáîòû ïî âûðàùèâàíèþ ýíåðãîèíòåíñèâíûõ êóëüòóð ñ áîëüøèì âûõîäîì ñóõîé áèîìàññû ñ 1 ãà [1].  êà÷åñòâå òàêèõ êóëüòóð â óñëîâèÿõ Áåëàðóñè öåëåñîîáðàçíî èñïîëü- Ðèñ. 1. Ãîäîâîé ýíåðãåòè÷åñêèé ðåñóðñ áèîìàññû íåêîòîðûõ ðàñòèòåëüíûõ êóëüòóð è èõ êîìïîíåíòîâ â Ðåñïóáëèêå Áåëàðóñü (ïî äàííûì 2007 ã.) ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÈÅ ÐÀÑÒÈÒÅËÜÍÎÉ ÁÈÎÌÀÑÑÛ ÄËß ÏÐÎÈÇÂÎÄÑÒÂÀ ÐÀÇËÈ×ÍÛÕ ÂÈÄΠÒÎÏËÈÂÀ  ÐÅÑÏÓÁËÈÊÅ ÁÅËÀÐÓÑÜ 169 çîâàòü òîïèíàìáóð è ìèñêàíòóñ (ñëîíîâüÿ òðàâà), ðàñòåíèÿ ñåìåéñòâà ãðå÷èøíûõ — ãîðåö çàáàéêàëüñêèé, ãîðåö Âåéðèõà, ñèëüôåéþ ïðîíçåííîëèñòíóþ è ò. ï. Ñîãëàñíî äàííûì Öåíòðàëüíîãî áîòàíè÷åñêîãî ñàäà ÍÀÍ Áåëàðóñè, íà ñðåäíèõ ïî ïëîäîðîäèþ ïî÷âàõ ïðè íèçêèõ äîçàõ ìèíåðàëüíûõ óäîáðåíèé ñðåäíèé ñáîð ñóõîãî âåùåñòâà íàäçåìíîé ÷àñòè òîïèíàìáóðà ñîñòàâëÿåò 27,5 ò ⋅ ãà–1, à êëóáíåé — 14,4 ò ⋅ ãà–1. Òàêèì îáðàçîì, âûõîä ñóõîé ìàññû ñòåáëåâîé ÷àñòè òîïèíàìáóðà áîëåå ÷åì â 10 ðàç ïðåâûøàåò óðîæàéíîñòü ñîëîìû çåðíîâûõ è ðàïñà è ïî÷òè â 2 ðàçà óðîæàéíîñòü ñòåáëåé êóêóðóçû â ðàñ÷åòå íà ñóõîå âåùåñòâî (ñì. òàáë. 2). Ïîýòîìó ýíåðãåòè÷åñêóþ öåííîñòü áèîìàññû òîïèíàìáóðà, âåðîÿòíî, ñëåäóåò ñ÷èòàòü íàèâûñøåé ñðåäè ñåëüñêîõîçÿéñòâåííûõ êóëüòóð, êîòîðûå ìîãóò âûðàùèâàòüñÿ íà òåððèòîðèè Áåëàðóñè. ÑÏÎÑÎÁÛ ÏÅÐÅÐÀÁÎÒÊÈ ÁÈÎÌÀÑÑÛ ÐÀÑÒÈÒÅËÜÍÛÕ ÊÓËÜÒÓÐ Â ÐÀÇËÈ×ÍÛÅ ÂÈÄÛ ÒÎÏËÈÂÀ Ñóùåñòâóåò ïðèíöèïèàëüíàÿ âîçìîæíîñòü ïîëó÷åíèÿ èç ðàñòèòåëüíîãî ñûðüÿ ãàçîîáðàçíîãî, æèäêîãî è òâåðäîãî òîïëèâà (ðèñ. 2). Ðåçóëüòàòû àíàëèçà âîçìîæíîñòè, òåõíè÷åñêîé öåëåñîîáðàçíîñòè è ýêîíîìè÷åñêîé ýôôåêòèâíîñòè ïîëó÷åíèÿ êàæäîãî èç âèäîâ òîïëèâà ïðèâåäåíû íèæå. Ðèñ. 2. Ïðîèçâîäñòâî òîïëèâà èç áèîìàññû ðàñòèòåëüíûõ êóëüòóð ÃÀÇÈÔÈÊÀÖÈß ÁÈÎÌÀÑÑÛ ÐÀÑÒÈÒÅËÜÍÛÕ ÊÓËÜÒÓÐ Èçâåñòíî áîëüøîå ÷èñëî ðàçðàáîòîê, ïîçâîëÿþùèõ ïîëó÷èòü èç áèîìàññû ðàñòèòåëüíûõ êóëüòóð òîïëèâíûå ãàçû. Ïðè ýòîì èñïîëüçóþòñÿ äâå ïðèíöèïèàëüíî ðàçëè÷àþùèåñÿ òåõíîëîãèè: 1) àíàýðîáíîå áðîæåíèå — ìåòàíîâîå ñáðàæèâàíèå ðàñòèòåëüíûõ êóëüòóð; 2) òåðìè÷åñêàÿ ãàçèôèêàöèÿ â ïðèñóòñòâèè âîçäóõà è âîäÿíîãî ïàðà. 170 Ã. ß. Êàáî, À. Â. Áëîõèí, Â. Â. Ñèìèðñêèé, Î. À. Èâàøêåâè÷ Ìèêðîáèîëîãè÷åñêàÿ ãàçèôèêàöèÿ áèîìàññû ðàñòåíèé òðåáóåò ñîáëþäåíèÿ ðÿäà ñóùåñòâåííî âàæíûõ óñëîâèé: 1) ïîääåðæàíèå ñòàáèëüíûõ òåìïåðàòóð; 2) îòñóòñòâèå ïðèìåñåé, ïîäàâëÿþùèõ àêòèâíîñòü ìèêðîîðãàíèçìîâ; 3) èñïîëüçîâàíèå áîëüøèõ îáúåìîâ áèîìàññû èç-çà ìàëîé ñêîðîñòè ïðîöåññîâ ìèêðîáèîëîãè÷åñêîé ãàçèôèêàöèè; 4) ìàëûé îáúåì âûõîäà òîïëèâíûõ ãàçîâ íà 1 ò èñõîäíîé áèîìàññû. Àíàýðîáíàÿ êîíâåðñèÿ â ìåòàí Áèîãàç, îáðàçóþùèéñÿ ïðè ìåòàíîâîì ñáðàæèâàíèè áèîìàññû, ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ñìåñü, ñîñòîÿùóþ èç 50—80 % ìåòàíà, 20—50 % óãëåêèñëîãî ãàçà, ïðèìåðíî 1 % ñåðîâîäîðîäà, à òàêæå íåçíà÷èòåëüíîãî êîëè÷åñòâà íåêîòîðûõ äðóãèõ ãàçîâ (àçîòà, êèñëîðîäà, âîäîðîäà, àììèàêà, çàêèñè óãëåðîäà è äð.). Âûõîä áèîãàçà ïðè èñïîëüçîâàíèè ðàçëè÷íûõ òèïîâ ðàñòèòåëüíîãî ñûðüÿ ïðåäñòàâëåí â òàáë. 3. Òàáëèöà 3 Âûõîä áèîãàçà è ñîäåðæàíèå â íåì ìåòàíà ïðè èñïîëüçîâàíèè ðàçëè÷íûõ òèïîâ ñûðüÿ [13] Òèï ñûðüÿ Âûõîä ãàçà, ì3 (íà 1 êã ñóõîãî âåùåñòâà) Ñîäåðæàíèå ìåòàíà, % Âûõîä ìåòàíà â ñðåäíåì, êã (íà 1 êã ñóõîãî âåùåñòâà) Êàðòîôåëüíàÿ áîòâà 0,280—0,490 60—75 0,124—0,216 Ñâåêîëüíàÿ áîòâà 0,400—0,500 85 0,222—0,278 Ïøåíè÷íàÿ ñîëîìà 0,200—0,300 50—60 0,072—0,108 Ñîëîìà ðæè 0,200—0,300 59 0,077—0,116 ß÷ìåííàÿ ñîëîìà 0,250—0,300 59 0,097—0,116 Îâñÿíàÿ ñîëîìà 0,290—0,310 59 0,120—0,120 Êóêóðóçíûå ñòåáëè 0,380—0,460 59 0,147—0,178 Ëèñòüÿ äåðåâüåâ 0,210—0,290 58 0,080—0,110 Ýíåðãîåìêîñòü áèîãàçà (ñ 60 % ñîäåðæàíèåì ÑÍ4) ðàâíà 22,3 ÌÄæ ⋅ ì–3 [14], ÷òî ýêâèâàëåíòíî ñãîðàíèþ 0,6 ë áåíçèíà, 0,85 ë ñïèðòà èëè 1,7 êã äðîâ. Ýíåðãîåìêîñòü ñóõîé áèîìàññû ñîñòàâëÿåò 15—18 ÌÄæ ⋅ êã–1 (ñì. òàáë. 2).  ñðåäíåì èç 1 êã ñóõîé áèîìàññû âîçìîæíî ïîëó÷èòü 0,300 ì3 áèîãàçà ñ ñîäåðæàíèåì ìåòàíà îêîëî 60 % (~180 ë èëè ~118 ã ìåòàíà). Ýíåðãîåìêîñòü äàííîãî êîëè÷åñòâà áèîãàçà ñîñòàâëÿåò 6,7 ÌÄæ, ò. å. ïî ñðàâíåíèþ ñ ïðÿìûì ñæèãàíèåì íàáëþäàåòñÿ çíà÷èòåëüíàÿ (áîëåå ÷åì â 2 ðàçà) äåãðàäàöèÿ ýíåðãîñîäåðæàíèÿ 1 êã èñõîäíîãî ïðîäóêòà.  Êàìåíåöêîì ðàéîíå Áðåñòñêîé îáëàñòè â 1980-õ ãã. áûëà ïîñòðîåíà óñòàíîâêà ÊÎÁÎÑ-1, êîòîðàÿ ïåðåðàáàòûâàëà 50 ì3 íàâîçà â ñóòêè è ïðîèçâîäèëà 400—500 ì3 áèîãàçà, èëè (åñëè ïðèíÿòü, ÷òî ñîäåðæàíèå ìåòàíà ñîñòàâëÿåò 60 %) ïðèìåðíî 196 êã ìåòàíà â ñóòêè (8 êã ìåòàíà â ÷àñ). ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÈÅ ÐÀÑÒÈÒÅËÜÍÎÉ ÁÈÎÌÀÑÑÛ ÄËß ÏÐÎÈÇÂÎÄÑÒÂÀ ÐÀÇËÈ×ÍÛÕ ÂÈÄΠÒÎÏËÈÂÀ  ÐÅÑÏÓÁËÈÊÅ ÁÅËÀÐÓÑÜ 171 Ê ïðîèçâîäñòâó áèîãàçà îòíîñèòñÿ òàêæå ïîëó÷åíèå ëåíäôèëëãàçà, èëè áèîãàçà èç ìóñîðà ñî ñâàëîê [15].  íàñòîÿùåå âðåìÿ âî ìíîãèõ ñòðàíàõ ñîçäàþòñÿ ñïåöèàëüíî îáóñòðîåííûå õðàíèëèùà äëÿ òâåðäûõ áûòîâûõ îòõîäîâ (ÒÁÎ) ñ öåëüþ èçâëå÷åíèÿ èç íèõ áèîãàçà äëÿ ïðîèçâîäñòâà ýëåêòðè÷åñêîé è òåïëîâîé ýíåðãèè. Ïðè ïðîèçâîäñòâå ëåíäôèëëãàçà ïóòåì ãàçèôèêàöèè ÒÁÎ èç 1000 êã îòõîäîâ ñ äîáàâëåíèåì êèñëîðîäà è ïðèðîäíîãî ãàçà (514 êã) ïîëó÷àåòñÿ: ëåíäôèëëãàç (890 êã), ìèíåðàëüíûå âåùåñòâà (230 êã), ìåòàëëû (29 êã), ñåðà (2 êã) öèíêîâûå ñîåäèíåíèÿ (3 êã), ñìåñü ñîëåé (10 êã), âîäà (350 êã).  ÑØÀ ê 2002 ã. íàõîäèëîñü â ýêñïëóàòàöèè 350 çàâîäîâ ïî ïðîèçâîäñòâó ëåíäôèëëãàçà, â Åâðîïå — 750, âñåãî â ìèðå — 1152. Îáùåå êîëè÷åñòâî ïðîèçâîäèìîé èìè ýíåðãèè — 3929 ÌÂò, îáúåì îáðàáàòûâàåìûõ îòõîäîâ — 4548 ìëí ò. Òåðìîêàòàëèòè÷åñêàÿ ãàçèôèêàöèÿ Ïðè òåðìè÷åñêîé ãàçèôèêàöèè òâåðäîé áèîìàññû ÷àñòü ýíåðãèè òðàòèòñÿ íà äîñòèæåíèå âûñîêèõ òåìïåðàòóð ïðåâðàùåíèÿ, êîìïåíñàöèþ ýíäîòåðìè÷åñêèõ ýôôåêòîâ ðåàêöèé, è â ðåçóëüòàòå ïîëó÷àþòñÿ ãàçû ñ íèçêèì ñîäåðæàíèåì ãîðþ÷èõ êîìïîíåíòîâ (ïðèìåðíî 15—25 % ÑÎ è 12—15 % Í2, ìåíåå 5 % ÑÍ4) è ñ áîëüøèì ñîäåðæàíèåì àçîòà, âîäÿíîãî ïàðà è óãëåêèñëîãî ãàçà [16, 17]. Òåïëîòà ñãîðàíèÿ ãåíåðàòîðíîãî ãàçà íå ïðåâûøàåò 6 ÌÄæ · ì–3, ÷òî ïðèìåðíî â 6 ðàç íèæå ñîîòâåòñòâóþùåãî ïàðàìåòðà äëÿ ïðèðîäíîãî ãàçà. Óäàëåííîñòü èñòî÷íèêà ãàçîãåíåðàòîðíîãî òîïëèâà îò óñòàíîâîê âåäåò ê ñóùåñòâåííûì ïîòåðÿì òîïëèâà çà ñ÷åò ñíèæåíèÿ î÷åíü âûñîêîé òåìïåðàòóðû ãåíåðàòîðíîãî ãàçà (äî 1000 °C) ïðè òðàíñïîðòèðîâêå. Ïðîöåññ ãåíåðàöèè ãàçà îáÿçàòåëüíî ñîïðîâîæäàåòñÿ ñóùåñòâåííîé ýíåðãåòè÷åñêîé äåãðàäàöèåé èñõîäíîãî òâåðäîãî òîïëèâà (äî 50 %).  íàñòîÿùåå âðåìÿ ðåêîìåíäóþòñÿ ê èñïîëüçîâàíèþ êîòåëüíûå àãðåãàòû, â êîòîðûõ ãàçîãåíåðàòîðû ñîåäèíÿþòñÿ íåïîñðåäñòâåííî ñ êîòëàìè, â òîïêàõ êîòîðûõ ïðîèñõîäèò äîæèãàíèå òîïëèâíîãî ãàçà è êîíäåíñèðîâàííûõ ïîáî÷íûõ ïðîäóêòîâ ãàçîãåíåðàòîðíûõ ïðîöåññîâ. Òàêèå ñõåìû ñæèãàíèÿ ôàêòè÷åñêè óñëîæíÿþò êîíñòðóêöèþ òîïêè è íå ìîãóò äàòü ñóùåñòâåííûõ ýíåðãåòè÷åñêèõ ïðåèìóùåñòâ ïî ñðàâíåíèþ ñ ïðÿìûì ñæèãàíèåì òâåðäîãî òîïëèâà. Îäíàêî ãàçîãåíåðàòîðíûå ïðîöåññû ïîçâîëÿþò ïîëó÷àòü ñìåñè ãàçîâ, êîòîðûå ïîñëå õèìè÷åñêîé ïåðåðàáîòêè ìîæíî èñïîëüçîâàòü â êà÷åñòâå ñûðüÿ äëÿ ïîëó÷åíèÿ âîäîðîäà, äèìåòèëîâîãî ýôèðà, ìåòàíîëà è äðóãèõ ñïèðòîâ. Äëÿ òîãî ÷òîáû ýòè ïðîöåññû áûëè ýêîíîìè÷åñêè ýôôåêòèâíû è ýêîëîãè÷åñêè áåçîïàñíû, ñëåäóåò (òàê æå êàê â àíàëîãè÷íûõ ïðîöåññàõ â íåôòåõèìè÷åñêîì ñèíòåçå) ïðîâåñòè äåòàëüíîå èññëåäîâàíèå òåðìîäèíàìè÷åñêèõ ñâîéñòâ ðàçëè÷íûõ âèäîâ ðàñòèòåëüíîé áèîìàññû è òåðìîäèíàìè÷åñêèé àíàëèç ðàçëè÷íûõ ñïîñîáîâ ãàçèôèêàöèè äëÿ îáîñíîâàíèÿ íàèëó÷øèõ óñëîâèé ïåðåðàáîòêè òâåðäîé áèîìàññû â ãàçîîáðàçíûå ïðîäóêòû íåîáõîäèìîãî ñîñòàâà. Íà îñíîâàíèè ïîëó÷åííûõ íàìè çíà÷åíèé ýíåðãèè ñãîðàíèÿ è òåïëîåìêîñòè öåëëþëîçû áûëè âûïîëíåíû ðàñ÷åòû ðàâíîâåñíûõ ñîñòàâîâ ïðîäóêòîâ åå òåðìîëèçà. Íåêîòîðûå ðåçóëüòàòû ðàñ÷åòîâ ïðåäñòàâëåíû íà ðèñ. 3. 172 Ã. ß. Êàáî, À. Â. Áëîõèí, Â. Â. Ñèìèðñêèé, Î. À. Èâàøêåâè÷ Ðèñ. 3. Ðàâíîâåñíûå ñîñòàâû ïðîäóêòîâ òåðìîëèçà öåëëþëîçû: à — ïèðîëèç öåëëþëîçû; á — ãèäðîòåðìàëüíàÿ ãàçèôèêàöèÿ öåëëþëîçû (öåëëþëîçà : Í2Î = 1 : 1) Âèäíî, ÷òî â óñëîâèÿõ òåðìîäèíàìè÷åñêîãî êîíòðîëÿ êàê â ðåçóëüòàòå ïèðîëèçà, òàê è ãèäðîòåðìàëüíîé ãàçèôèêàöèè öåëëþëîçû ìàêñèìàëüíîå ñîäåðæàíèå ÑÎ è Í2 â ñìåñè äîñòèãàåòñÿ ïðè ïðîâåäåíèè ïðîöåññîâ ïðè òåìïåðàòóðàõ âûøå 1200 °Ñ. Ïîëó÷åííîå â ýòèõ óñëîâèÿõ êîëè÷åñòâî ÑÎ è Í2 ïî ýíåðãèè ñãîðàíèÿ ïðàêòè÷åñêè ýêâèâàëåíòíî èñõîäíîé öåëëþëîçå (òåðìîäèíàìè÷åñêèé âûõîä áëèçîê ê 90 %) áåç ó÷åòà çàòðàò ýíåðãèè íà äîñòèæåíèå âûñîêèõ òåìïåðàòóð ïðåâðàùåíèÿ. Òàêèì îáðàçîì, ãàçèôèêàöèÿ ðàñòèòåëüíîé áèîìàññû (ìèêðîáèîëîãè÷åñêàÿ è òåðìîêàòàëèòè÷åñêàÿ) ïðèâîäèò ê ñóùåñòâåííîé ýíåðãåòè÷åñêîé äåãðàäàöèè èñõîäíîãî ñûðüÿ. Ïîýòîìó äëÿ ïîëó÷åíèÿ òîïëèâíîãî ãàçà ãàçèôèêàöèè ñëåäóåò ïîäâåðãàòü òàêèå ñóáñòðàòû, èç êîòîðûõ ïîëó÷åíèå òâåðäûõ âèäîâ òîïëèâà âûñîêîãî êà÷åñòâà ýêîíîìè÷åñêè è òåõíè÷åñêè íåöåëåñîîáðàçíî. Îäíàêî ãàçèôèêàöèÿ ìîæåò ñëóæèòü ñïîñîáîì ïîëó÷åíèÿ ãàçîâ äëÿ ïîñëåäóþùåé õèìè÷åñêîé ïåðåðàáîòêè â õèìè÷åñêèå ðåàãåíòû è òîïëèâà âûñîêîé ñòîèìîñòè. Âåðîÿòíî, îñíîâíûì íàïðàâëåíèåì â ãàçèôèêàöèè ñëåäóåò ñ÷èòàòü ðåàëèçàöèþ òåðìîêàòàëèòè÷åñêèõ ïðîöåññîâ ñ ìàêñèìàëüíûìè âûõîäàìè ñèíòåç ãàçà (ÑÎ + Í2). Ýòè ïðîöåññû ïîòðåáóþò ôóíäàìåíòàëüíûõ èññëåäîâàíèé òåðìîäèíàìè÷åñêèõ ñâîéñòâ áèîìàññû â øèðîêèõ èíòåðâàëàõ òåìïåðàòóð îò 270 äî 2000 Ê ñ ïîñëåäóþùèì ïðîâåäåíèåì òåðìîäèíàìè÷åñêîãî àíàëèçà ïðîöåññîâ ãàçèôèêàöèè ñ ó÷àñòèåì âîçäóõà, âîäÿíîãî ïàðà ïðè ðàçëè÷íûõ òåìïåðàòóðàõ è äàâëåíèÿõ äëÿ òåðìîäèíàìè÷åñêîãî îáîñíîâàíèÿ ðåæèìîâ, ïîçâîëÿþùèõ ïîëó÷èòü ìàêñèìàëüíûé âûõîä öåëåâûõ êîìïîíåíòîâ. Òàêàÿ ðàáîòà ïðîâîäèëàñü ïðè ñîçäàíèè íåôòåïåðåðàáàòûâàþùèõ è íåôòåõèìè÷åñêèõ ïðîèçâîäñòâ è ïîçâîëèëà äîñòè÷ü èõ âûñîêîé ýêîíîìè÷åñêîé ýôôåêòèâíîñòè è ýêîëîãè÷åñêîé áåçîïàñíîñòè. ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÈÅ ÐÀÑÒÈÒÅËÜÍÎÉ ÁÈÎÌÀÑÑÛ ÄËß ÏÐÎÈÇÂÎÄÑÒÂÀ ÐÀÇËÈ×ÍÛÕ ÂÈÄΠÒÎÏËÈÂÀ  ÐÅÑÏÓÁËÈÊÅ ÁÅËÀÐÓÑÜ 173 ÏÐÎÈÇÂÎÄÑÒÂÎ ÆÈÄÊÈÕ ÂÈÄΠÒÎÏËÈÂÀ ÈÇ ÁÈÎÌÀÑÑÛ ÐÀÑÒÈÒÅËÜÍÛÕ ÊÓËÜÒÓÐ Èç áèîìàññû ðàñòèòåëüíûõ êóëüòóð ìîãóò áûòü ïîëó÷åíû ñëåäóþùèå âèäû æèäêîãî òîïëèâà: 1) ýôèðû æèðíûõ êèñëîò êàê àíàëîã äèçåëüíîãî òîïëèâà (áèîäèçåëü) — ïåðåýòåðèôèêàöèåé ðàñòèòåëüíûõ ìàñåë; 2) ýòàíîë, áèîáóòàíîë è àöåòîí êàê êîìïîíåíòû ëåãêîãî ìîòîðíîãî òîïëèâà — ñáðàæèâàíèåì áèîìàññû. Ïîëó÷åíèå ýòèõ âèäîâ æèäêîãî òîïëèâà ïðåäïîëàãàåò èñïîëüçîâàíèå ïðîäîâîëüñòâåííûõ ðåñóðñîâ è ïîýòîìó íóæäàåòñÿ â îñîáåííî òùàòåëüíîì ýêîíîìè÷åñêîì àíàëèçå.  Áåëàðóñè îñíîâíîé ìàñëè÷íîé êóëüòóðîé ÿâëÿåòñÿ ðàïñ.  ñîîòâåòñòâèè ñ ïðîãðàììîé ðàçâèòèÿ ìàñëîæèðîâîé îòðàñëè Ðåñïóáëèêè Áåëàðóñü íà 2007—2010 ãã. ïðîèçâîäñòâî ìàñëà ðàïñà äîëæíî áûòü äîâåäåíî äî 154 òûñ. ò â ãîä. Èç òàêîãî êîëè÷åñòâà ìàñëà ìîæåò áûòü ïîëó÷åíî äî 150 òûñ. ò áèîòîïëèâà, ýêâèâàëåíòíîãî â ñðåäíåì 207 òûñ. ò ó. ò. Òàêîå êîëè÷åñòâî òîïëèâà â ãîäîâîì ýíåðãîïîòðåáëåíèè Ðåñïóáëèêè Áåëàðóñü ñîñòàâëÿåò ëèøü îêîëî 0,7 % è íå ìîæåò ñóùåñòâåííûì îáðàçîì èçìåíèòü ñòðóêòóðó ýíåðãîïîòðåáëåíèÿ â ãîñóäàðñòâå, òåì áîëåå ÷òî çíà÷èòåëüíóþ ÷àñòü ðàïñîâîãî ìàñëà ñëåäóåò èñïîëüçîâàòü â êà÷åñòâå ïðîäîâîëüñòâåííîãî ðåñóðñà. Ñîëîìà ðàïñà ñ 1 ãà åãî ïîñåâîâ, ïðåâðàùåííàÿ â òâåðäîå òîïëèâî, îáëàäàåò áîëüøåé òåïëîòîé ñãîðàíèÿ (~38,2 ÃÄæ ⋅ ãà–1, ñì. òàáë. 2), ÷åì ñîîòâåòñòâóþùåå êîëè÷åñòâî ðàïñîâîãî ìàñëà èëè åãî ìåòèëîâûõ ýôèðîâ (~14,7 ÃÄæ ⋅ ãà–1, ñì. òàáë. 2). Ïîòåíöèàëüíûìè èñòî÷íèêàìè ñûðüåâûõ ðåñóðñîâ äëÿ ïðîèçâîäñòâà áèîýòàíîëà, áèîáóòàíîëà è àöåòîíà â óñëîâèÿõ Áåëàðóñè ìîãóò áûòü çåðíîâûå êóëüòóðû, êàðòîôåëü, ñàõàðíàÿ ñâåêëà, òîïèíàìáóð. Òåõíîëîãèè ýòèõ ïðîèçâîäñòâ äîñòàòî÷íî õîðîøî ðàçðàáîòàíû, íî ïðè îáîñíîâàíèè âûïóñêà æèäêèõ âèäîâ òîïëèâà èç áèîìàññû ïåðå÷èñëåííûõ êóëüòóð ñëåäóåò ïðèíèìàòü âî âíèìàíèå, ÷òî, ïî íàøèì îöåíêàì, ýíåðãåòè÷åñêèé ïîòåíöèàë áèîìàññû ñíèæàåòñÿ â ðåçóëüòàòå òàêîé ïåðåðàáîòêè áîëåå ÷åì â äâà ðàçà. Òàê, íàïðèìåð, ýíåðãåòè÷åñêèé ýêâèâàëåíò ñóõîé ìàññû êëóáíåé êàðòîôåëÿ ñîñòàâëÿåò 16,2 ÌÄæ ⋅ êã–1 (ñì. òàáë. 2). Ïðè óðîæàéíîñòè êëóáíåé êàðòîôåëÿ 21,2 ò ⋅ ãà–1 [4] ñ ó÷åòîì èõ 75 % âëàæíîñòè ýíåðãåòè÷åñêàÿ ýôôåêòèâíîñòü êëóáíåé ñîñòàâëÿåò ~85,9 ⋅ 103 ÌÄæ ⋅ ãà–1, èëè ~2,93 ò ó. ò. ⋅ ãà–1. Âûõîä ýòàíîëà èç 1 ò ñûðûõ êëóáíåé ñîñòàâëÿåò ~80 ë [18], ÷òî ïðè ïëîòíîñòè 0,79 ò ⋅ ì–3 ñîîòâåòñòâóåò 63 êã ñïèðòà. Óäåëüíàÿ ýíåðãèÿ ñãîðàíèÿ ýòàíîëà ðàâíà 29,7 ÌÄæ ⋅ êã–1 [19]. Òîãäà ýíåðãåòè÷åñêàÿ ýôôåêòèâíîñòü ýòàíîëà (1340 êã), ïîëó÷àåìîãî èç êëóáíåé ñ 1 ãà, ñîñòàâëÿåò ~39,8 ⋅ 103 ÌÄæ ⋅ ãà–1, èëè ~1,36 ò ó. ò. ⋅ ãà–1. Ñëåäîâàòåëüíî, ïðè ïåðåðàáîòêå íà ýòàíîë ýíåðãåòè÷åñêèé ïîòåíöèàë êëóáíåé êàðòîôåëÿ ñíèæàåòñÿ áîëåå ÷åì â äâà ðàçà. Õîòÿ êëóáíåâàÿ ìàññà ñâåêëû ñîäåðæèò ñóùåñòâåííî áîëüøåå êîëè÷åñòâî óãëåâîäîâ è ïîòåíöèàëüíî ïîçâîëÿåò ïîëó÷èòü áîëüøèé âûõîä æèäêîãî òîïëèâà â ðàñ÷åòå íà 1 ãà (òàáë. 4), òåì íå ìåíåå ïðè ïåðåðàáîòêå ýòîé ìàññû íà ýòàíîë äâóêðàòíàÿ ýíåðãåòè÷åñêàÿ äåãðàäàöèÿ áóäåò íåñîìíåííîé. Ýòî îáñòîÿòåëüñòâî íåîáõîäèìî ó÷èòûâàòü ïðè îáîñíîâàíèè íàïðàâëåíèé ïåðåðàáîòêè áèîìàññû â ðàçëè÷íûå âèäû òîïëèâà. 174 Ã. ß. Êàáî, À. Â. Áëîõèí, Â. Â. Ñèìèðñêèé, Î. À. Èâàøêåâè÷ Òàáëèöà 4 Âûõîä ýòàíîëà èç áèîìàññû ðàçëè÷íûõ ðàñòèòåëüíûõ êóëüòóð Ðåñïóáëèêè Áåëàðóñü Êóëüòóðà Ñðåäíÿÿ óðîæàéíîñòü, Ýíåðãåòè÷åñêàÿ ýôôåêÂûõîä ýòàíîëà*, ò ⋅ ãà–1 ò ⋅ ãà–1 (2007) [4] òèâíîñòü, ò í. ý. ⋅ ãà–1 Êàðòîôåëü (êëóáíè) 21,2 1,4 0,99 Ñàõàðíàÿ ñâåêëà 38,7 2,4 1,7 Ïøåíèöà (çåðíî) 3,28 0,83 0,59 Êóêóðóçà (çåðíî) 5,07 1,3 0,92 * Îöåíåíî ïî äàííûì: Bramm A. Die Zuckerrube: ein nachwachsender Rohstoff // Neue Landwirtshaft. Berlin, 1993. Ïðèíöèïèàëüíî áèîìàññà êëóáíåâûõ êóëüòóð ìîæåò áûòü èñïîëüçîâàíà äëÿ ïåðåðàáîòêè â òâåðäûå âèäû òîïëèâà â ðåçóëüòàòå ïðåäâàðèòåëüíîãî ãðàíóëèðîâàíèÿ (ðåçêè) è ñóøêè. Îáðàçöû òâåðäîãî òîïëèâà èç êëóáíåé êàðòîôåëÿ áûëè ïîëó÷åíû â ËÒΠÍÈÈ ÔÕÏ ÁÃÓ, îíè èìåþò äîñòàòî÷íî âûñîêóþ ïëîòíîñòü, íå ãèãðîñêîïè÷íû è õîðîøî õðàíÿòñÿ. Èìåþùèåñÿ â ðåñïóáëèêå ìîùíîñòè ïî ïðîèçâîäñòâó ýòèëîâîãî ñïèðòà ìîãóò áûòü èñïîëüçîâàíû äëÿ ïîëó÷åíèÿ òîïëèâíîãî áèîýòàíîëà. Ïðè ýòîì äîëæíû áûòü ðàçðàáîòàíû ÃÎÑÒû íà òîïëèâíûé ýòàíîë, êîòîðûå ïîçâîëÿëè áû óâåëè÷èòü âûõîä òîïëèâà çà ñ÷åò ñíèæåíèÿ òðåáîâàíèé ê íåîáõîäèìîñòè î÷èñòêè òîïëèâíîãî ýòàíîëà îò ìåòàíîëà è äðóãèõ ñïèðòîâ; ðàçðàáîòàíû ñòàíäàðòû íà ñìåñåâûå âèäû òîïëèâà, ñîäåðæàùèå áèîýòàíîë; ïðîâåäåíû èññëåäîâàòåëüñêèå è îïûòíî-êîíñòðóêòîðñêèå ðàáîòû ïî ðàñøèðåíèþ ñûðüåâîé áàçû âûïóñêà áèîýòàíîëà çà ñ÷åò ýíåðãîèíòåíñèâíûõ êóëüòóð: ñàõàðíîé ñâåêëû, áðþêâû, òîïèíàìáóðà, ñîðãî è ò. ï. Ñëåäóåò èìåòü â âèäó, îäíàêî, ÷òî ïðè ñóùåñòâóþùèõ òåõíîëîãèÿõ è âûñîêîé ñòîèìîñòè ýòàíîëà íà ìèðîâîì ðûíêå ïðîèçâîäñòâî òîïëèâíîãî ýòàíîëà â Ðåñïóáëèêå Áåëàðóñü ýêîíîìè÷åñêè íåýôôåêòèâíî: ñåáåñòîèìîñòü 1 ë áåëîðóññêîãî ýòàíîëà ñîñòàâëÿåò 0,8—1,1 äîëë. ÑØÀ, à ñåáåñòîèìîñòü 1 ë ýòàíîëà, ïðîèçâîäèìîãî â Áðàçèëèè è ÑØÀ, íå ïðåâûøàåò 0,26—0,30 äîëë. ÑØÀ. Áîëåå öåëåñîîáðàçíî ðàçâèâàòü èññëåäîâàíèÿ, íàïðàâëåííûå íà ðàçðàáîòêó òåõíîëîãè÷åñêèõ ïðîöåññîâ áèîñèíòåçà ýòàíîëà, ïîçâîëÿþùèõ áåç ñóùåñòâåííûõ ìàòåðèàëüíûõ çàòðàò çíà÷èòåëüíî ïîâûñèòü ïðîèçâîäèòåëüíîñòü ñïèðòîâûõ çàâîäîâ (Áîáðóéñêèé ÐÓÏ «Ãèäðîëèçíûé çàâîä», Ìîçûðñêèé ÐÓÏ «Ýòàíîë») è ñíèçèòü ñåáåñòîèìîñòü öåëåâîãî ïðîäóêòà. Îïðåäåëåííûé èíòåðåñ ïðåäñòàâëÿåò âîçìîæíîñòü èñïîëüçîâàíèÿ â êà÷åñòâå êîìïîíåíòîâ áåíçèíîâ áóòàíîëà è àöåòîíà, ïîëó÷àåìûõ ïóòåì áóòàíîëüíîãî áðîæåíèÿ íà øòàììàõ Ñ. acetobutylicum. Äàííûå ïî âûõîäó áóòàíîëà è àöåòîíà â ðåçóëüòàòå ñáðàæèâàíèÿ áèîìàññû ìíîãî÷èñëåííû è ïðîòèâîðå÷èâû [14]. Ìàêñèìàëüíûé òåîðåòè÷åñêèé âûõîä ðàñòâîðèòåëåé ïðè ñáðàæèâàíèè ãëþêîçû ñîñòàâëÿåò âñåãî ëèøü 0,39 ã/(1 ã ãëþêîçû) [14]. Ñóùåñòâåííûì íåäîñòàòêîì àöåòîíîâî-áóòàíîëüíîé ôåðìåíòàöèè ÿâëÿåòñÿ òàêæå íèçêàÿ êîíöåíòðàöèÿ öåëåâûõ ïðîäóêòîâ â áðîäèëüíîé ìàññå (îêîëî 2 %), ÷òî óñëîæíÿåò òåõíîëîãèþ èõ âûäåëåíèÿ. Òåì íå ìåíåå èíòåðåñ ê ïðîèçâîäñòâó áèîáóòàíîëà â êà÷åñòâå äîáàâêè ê áåíçèíó ìîæåò áûòü îáóñëîâëåí ñëåäóþùèìè îáñòîÿòåëüñòâàìè: áóòàíîë èìååò ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÈÅ ÐÀÑÒÈÒÅËÜÍÎÉ ÁÈÎÌÀÑÑÛ ÄËß ÏÐÎÈÇÂÎÄÑÒÂÀ ÐÀÇËÈ×ÍÛÕ ÂÈÄΠÒÎÏËÈÂÀ  ÐÅÑÏÓÁËÈÊÅ ÁÅËÀÐÓÑÜ 175 áîëåå âûñîêóþ óäåëüíóþ òåïëîòâîðíóþ ñïîñîáíîñòü è áîëåå íèçêîå ìàññîâîå ñîäåðæàíèå êèñëîðîäà ïî ñðàâíåíèþ ñ ýòàíîëîì; ñìåñè, ñîäåðæàùèå áåíçèí è áóòàíîë, ìåíåå ãèãðîñêîïè÷íû è â ìåíüøåé ìåðå ñêëîííû ê ðàññëàèâàíèþ, ÷åì ñìåñè áåíçèíà è ýòàíîëà; äëÿ ïåðåðàáîòêè â áèîáóòàíîë ìîæåò áûòü èñïîëüçîâàí çíà÷èòåëüíî áîëüøèé ñïåêòð áèîìàòåðèàëîâ (â òîì ÷èñëå ñûðüå, íå èìåþùåå ïðÿìîãî ïðîäîâîëüñòâåííîãî ïîòåíöèàëà), ÷åì ïðè ïðîèçâîäñòâå áèîýòàíîëà. Âåñüìà ñóùåñòâåííûì îáñòîÿòåëüñòâîì ÿâëÿåòñÿ òî, ÷òî ïðè èñïîëüçîâàíèè â êà÷åñòâå ìîòîðíîãî òîïëèâà áåíçèíî-ýòàíîëüíûõ ñìåñåé ñóùåñòâóåò ïîòåíöèàëüíàÿ âîçìîæíîñòü ïîëó÷åíèÿ ñïèðòà èç ñìåñåé ïóòåì äîáàâëåíèÿ ñîîòâåòñòâóþùåãî êîëè÷åñòâà âîäû è ïðèìåíåíèÿ îïàñíîãî ñóððîãàòà äëÿ ïèòüåâûõ öåëåé.  ñëó÷àå èñïîëüçîâàíèÿ áåíçèíî-áóòàíîëüíûõ ñìåñåé òàêîé ïðîáëåìû íå ñóùåñòâóåò. Òàêèì îáðàçîì, ïåðåðàáîòêà áèîìàññû ðàñòèòåëüíûõ êóëüòóð â æèäêèå âäû òîïëèâà ïðèâîäèò ê ñóùåñòâåííîé äåãðàäàöèè ýíåðãåòè÷åñêîãî ïîòåíöèàëà èñõîäíîãî ñûðüÿ è òðåáóåò áîëåå äîðîãîñòîÿùèõ òåõíîëîãèé, ÷åì ïðè ïðîèçâîäñòâå òâåðäûõ âèäîâ òîïëèâà. ÏÐÎÈÇÂÎÄÑÒÂÎ ÒÂÅÐÄÛÕ ÂÈÄΠÒÎÏËÈÂÀ ÈÇ ÁÈÎÌÀÑÑÛ ÐÀÑÒÈÒÅËÜÍÛÕ ÊÓËÜÒÓÐ Íåïîñðåäñòâåííîå ñæèãàíèå ðàñòèòåëüíîé áèîìàññû çàòðóäíåíî âñëåäñòâèå åå íèçêîé ïëîòíîñòè è âûñîêîé âëàæíîñòè. Êðîìå òîãî, áåç ñïåöèàëüíîé îáðàáîòêè áèîìàññà ìíîãèõ ðàñòåíèé ïîäâåðæåíà ãíèåíèþ, ÷òî ñíèæàåò åå ýíåðãåòè÷åñêóþ è òåõíîëîãè÷åñêóþ öåííîñòü. Ïîýòîìó ñóùåñòâåííîé çàäà÷åé ïðè ïîëó÷åíèè òâåðäûõ âèäîâ òîïëèâà ÿâëÿåòñÿ ïðîèçâîäñòâî åãî â ôîðìå, îáëàäàþùåé âûñîêîé ôèçè÷åñêîé (~1 ò ⋅ ì–3) è íàñûïíîé ïëîòíîñòüþ (> 0,5 ò ⋅ ì–3). Ïðîèçâîäñòâî òâåðäîãî òîïëèâà èç áèîìàññû ðàñòèòåëüíûõ êóëüòóð âêëþ÷àåò â ñåáÿ ñëåäóþùèå òåõíîëîãè÷åñêèå îïåðàöèè: èçìåëü÷åíèå áèîìàññû, ñóøêà, ñîðòèðîâêà áèîìàññû, ïðåññîâàíèå, óïàêîâêà (ñêëàäèðîâàíèå) òîïëèâà. Ýòà ñõåìà ïðîèçâîäñòâà òâåðäîãî òîïëèâà äîñòàòî÷íî óíèâåðñàëüíà, íî ïðè èñïîëüçîâàíèè ðàçëè÷íûõ âèäîâ ðàñòèòåëüíîãî ñûðüÿ äîëæíû áûòü ìîäèôèöèðîâàíû íåêîòîðûå òåõíè÷åñêèå ïàðàìåòðû óñòàíîâîê. Òàê, ïðè èñïîëüçîâàíèè ñîëîìû, ñòåáëåé êóêóðóçû è äðóãèõ âèäîâ ñûðüÿ, âûñóøåííûõ íà âîçäóõå, ÷àùå âñåãî èñêëþ÷àåòñÿ íåîáõîäèìîñòü èõ äîïîëíèòåëüíîé ñóøêè. Êîíå÷íûì ïðîäóêòîì ïðîèçâîäñòâà ÿâëÿþòñÿ òîïëèâíûå òàáëåòêè, èëè ïåëëåòû, äèàìåòðîì 6—20 ìì ñ ôèçè÷åñêîé ïëîòíîñòüþ 0,8—1,1 ò ⋅ ì–3 è íàñûïíîé ïëîòíîñòüþ áîëåå ÷åì 0,5 ò ⋅ ì–3. Êðîìå òîãî, ìîãóò âûïóñêàòüñÿ ïîëó÷åííûå ïóòåì øíåêîâîãî ïðåññîâàíèÿ òîïëèâíûå áðèêåòû («åâðîäðîâà» äèàìåòðîì îêîëî 5 ñì ñ âíóòðåííèì îòâåðñòèåì 2 ñì è äëèíîé ïîðÿäêà 30 ñì èëè áðèêåòû äëèíîé 5 ñì è âûñîòîé îêîëî 5 ñì). Òîïëèâíûå ïåëëåòû (áðèêåòû) íàçûâàþò «óëó÷øåííûì» èëè «ðàôèíèðîâàííûì» òîïëèâîì èç áèîìàññû, òàê êàê îíè ïîëó÷åíû ïóòåì ïåðåðàáîòêè è èìåþò óëó÷øåííûå ñâîéñòâà (íàïðèìåð, êîíå÷íàÿ âëàæíîñòü 8—10 %, óïëîòíåíèå èñõîäíîãî ìàòåðèàëà â 5—10 ðàç. Òîïëèâíûå ãðàíóëû èç ðàñòèòåëüíîé áèîìàññû îáëàäàþò âûñîêîé ýíåðãèåé ñãîðàíèÿ ïðè íåçíà÷èòåëüíîì çàíèìàåìîì îáúåìå. Ïðè ñæèãàíèè 1 ò òîïëèâ- 176 Ã. ß. Êàáî, À. Â. Áëîõèí, Â. Â. Ñèìèðñêèé, Î. À. Èâàøêåâè÷ íûõ ãðàíóë èç ñîëîìû (10 % âëàæíîñòè) âûäåëÿåòñÿ ñòîëüêî æå ýíåðãèè (16,5 ÃÄæ), ñêîëüêî ïðè ñæèãàíèè 460 ë äèçåëüíîãî òîïëèâà (ñòîèìîñòüþ 345 äîëë. ÑØÀ) èëè 490 ì3 ïðèðîäíîãî ãàçà (ñòîèìîñòüþ 75 äîëë. ÑØÀ). Ïî îöåíêàì ñïåöèàëèñòîâ è ïðîèçâîäèòåëåé äðåâåñíûõ òîïëèâíûõ ãðàíóë [20], ñåáåñòîèìîñòü îäíîé òîííû ïðîèçâåäåííîé ïðîäóêöèè ñîñòàâëÿåò 50—80 äîëë. ÑØÀ â çàâèñèìîñòè îò ìîùíîñòè çàâîäà, êà÷åñòâà èñõîäíîãî ñûðüÿ è åãî óäàëåííîñòè îò ìåñòà ïåðåðàáîòêè, ïðè ýòîì öåíà ðåàëèçàöèè 1 ò ïåëëåò äîñòèãàåò 170 äîëë. ÑØÀ. Ïðèìåðíî 30 % ñåáåñòîèìîñòè äðåâåñíûõ ïåëëåò îáóñëîâëåíî ñòîèìîñòüþ èñõîäíîãî ñûðüÿ (20—30 äîëë. ÑØÀ çà êîëè÷åñòâî, íåîáõîäèìîå äëÿ ïðîèçâîäñòâà 1 ò ïåëëåò). Ñ ó÷åòîì ìåíüøåé ñòîèìîñòè ñîëîìû (15—20 äîëë. ÑØÀ çà òîííó) è åå ìåíüøåé âëàæíîñòè (17 % â ñðàâíåíèè ñ 25—60 % âëàæíîñòüþ äðåâåñíîãî ñûðüÿ) ïðè ñîõðàíåíèè îñíîâíûõ ñòàäèé ãðàíóëèðîâàíèÿ áèîìàññû ñåáåñòîèìîñòü 1 ò òîïëèâíûõ ãðàíóë èç ñîëîìû ñîñòàâèò 50—60 äîëë. ÑØÀ ïðè öåíå åå ðåàëèçàöèè äî 120 äîëë. ÑØÀ. Òîïëèâíûå ïåëëåòû è áðèêåòû ìîãóò áûòü êðàéíå ïðèâëåêàòåëüíû äëÿ íåáîëüøèõ ïðîèçâîäñòâ, ôåðì, çàãîðîäíûõ äîìîâ è îôèñîâ. Êîòåëüíûå óñòàíîâêè, ðàáîòàþùèå íà ïåëëåòàõ (êîòåë, îáîðóäîâàííûé àâòîìàòè÷åñêîé ãîðåëêîé, è áóíêåð), ÿâëÿþòñÿ íàèáîëåå ñîâðåìåííûìè è ýêîëîãè÷åñêè ÷èñòûìè ïî ñðàâíåíèþ ñ óñòàíîâêàìè, ðàáîòàþùèìè íà òðàäèöèîííûõ âèäàõ òîïëèâà. Ïðè ýòîì îòîïëåíèå, îñíîâàííîå íà ïåëëåòàõ, ïîëíîñòüþ àâòîìàòèçèðîâàíî, ãàðàíòèðóåòñÿ ïîëíàÿ âçðûâîáåçîïàñíîñòü. Èç ñðàâíåíèÿ çàòðàò íà ýêñïëóàòàöèþ ðàçëè÷íûõ êîòåëüíûõ ìîùíîñòüþ 25 êÂò (òàáë. 5), äîñòàòî÷íûõ äëÿ îòîïëåíèÿ ïîìåùåíèé ïëîùàäüþ äî 200 ì2, ñëåäóåò, ÷òî îòîïëåíèå íà ïåëëåòàõ ïî÷òè â òðè ðàçà äåøåâëå ïî ñðàâíåíèþ ñ îòîïëåíèåì, îñíîâàííûì íà äèçåëüíîì òîïëèâå, à çàòðàòû íà ïðèîáðåòåíèå áèîòîïëèâíîé êîòåëüíîé îêóïàþòñÿ â òå÷åíèå äâóõ îòîïèòåëüíûõ ñåçîíîâ. Äëÿ îáåñïå÷åíèÿ ñûðüåì çàâîäà ïî ïðîèçâîäñòâó òîïëèâíûõ ãðàíóë èç ñîëîìû (âëàæíîñòü 10 % ïî íîðìå) ìîùíîñòüþ 15 òûñ. ò â ãîä (àíàëîãè÷íîãî çàâîäàì ïî ïðîèçâîäñòâó äðåâåñíûõ ïåëëåò â ã. Ñòîëáöû è ã. Æèòêîâè÷è [2]) òðåáóåòñÿ 18 òûñ. ò ñîëîìû â ãîä (ñ ó÷åòîì 17 % âëàæíîñòè èñõîäíîé ñîëîìû è 10 % ïîòåðü ïðè èçìåëü÷åíèè, ñóøêå è ñîðòèðîâêå áèîìàññû). Ïðè ñðåäíåé Òàáëèöà 5 Ñðàâíåíèå îòîïèòåëüíûõ óñòàíîâîê, ðàáîòàþùèõ íà ðàçëè÷íûõ âèäàõ òîïëèâà, ìîùíîñòüþ 25 êÂò Ñðàâíèòåëüíàÿ õàðàêòåðèñòèêà Îðèåíòèðîâî÷íàÿ ñòîèìîñòü êîòåëüíîé Óñëîâíûé ÊÏÄ óñòàíîâêè Ðàñõîä òîïëèâà ïðè ïîëíîé ìîùíîñòè Ïîòðåáíîñòü â òîïëèâå çà ñåçîí Ñòîèìîñòü åäèíèöû òîïëèâà Çàòðàòû íà îòîïëåíèå çà ñåçîí (180 ñóòîê, êîýôôèöèåíò çàãðóçêè 0,5) Äèçåëüíîå òîïëèâî Ïåëëåòû èç ñîëîìû 2500 äîëë. ÑØÀ 7000 äîëë. ÑØÀ 70 % 70 % 3,56 ë/÷ 7,79 êã/÷ 7690 ë 16,8 ò 0,751 äîëë./ë 0,12 äîëë./êã* 5780 äîëë. ÑØÀ 2020 äîëë. ÑØÀ * Öåíà, âäâîå ïðåâûøàþùàÿ ñåáåñòîèìîñòü ïðîèçâîäñòâà ïåëëåò èç ñîëîìû. 177 ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÈÅ ÐÀÑÒÈÒÅËÜÍÎÉ ÁÈÎÌÀÑÑÛ ÄËß ÏÐÎÈÇÂÎÄÑÒÂÀ ÐÀÇËÈ×ÍÛÕ ÂÈÄΠÒÎÏËÈÂÀ  ÐÅÑÏÓÁËÈÊÅ ÁÅËÀÐÓÑÜ óðîæàéíîñòè ñîëîìû 2,6 ò ⋅ ãà–1 (ñì. òàáë. 2) è ïåðåðàáîòêå â òâåðäîå òîïëèâî òîëüêî 20 % óðîæàÿ ñîëîìû ïëîùàäü ïîñåâîâ çåðíîâûõ êóëüòóð, íåîáõîäèìàÿ äëÿ îáåñïå÷åíèÿ ðàáîòû çàâîäà, ðàâíà (18 000 ò/2,6 ò ⋅ ãà–1)/0,20 = 34,6 ⋅ 103 ãà, ÷òî ñîñòàâëÿåò ïðèìåðíî 1,5 % îò îáùåé ïëîùàäè ïîñåâîâ çåðíîâûõ â Ðåñïóáëèêå Áåëàðóñü. Ïëîùàäü ïàõîòíûõ çåìåëü, íåîáõîäèìàÿ äëÿ îáåñïå÷åíèÿ áèîìàññîé çàâîäà ìîùíîñòüþ 15 òûñ. ò ïåëëåò â ãîä, ìîæåò áûòü ñîêðàùåíà â 30—50 ðàç ïðè óñëîâèè ñîçäàíèÿ «ýíåðãåòè÷åñêèõ ïëàíòàöèé». Íà ýòèõ ïëîùàäÿõ áóäóò âûðàùèâàòüñÿ ñ öåëüþ ïåðåðàáîòêè â òîïëèâî ýíåðãîèíòåíñèâíûå ðàñòèòåëüíûå êóëüòóðû (òîïèíàìáóð, ìèñêàíòóñ è äð.), îáåñïå÷èâàþùèå â óñëîâèÿõ Ðåñïóáëèêè Áåëàðóñü ìàêñèìàëüíûé âûõîä ýíåðãèè ñ 1 ãà («ýíåðãåòè÷åñêèé ãåêòàð»). Äëÿ ðàáîòû îäíîé áèîòîïëèâíîé êîòåëüíîé ìîùíîñòüþ 1 ÌÂò íà îòîïèòåëüíûé ñåçîí (180 ñóòîê; êîýôôèöèåíò çàãðóçêè 0,5; ÊÏÄ óñòàíîâêè 70 %) òðåáóåòñÿ ~670 ò ïåëëåò. Òàêèì îáðàçîì, îäèí çàâîä ïî ïðîèçâîäñòâó ïåëëåò (áðèêåòîâ) èç ñîëîìû ìîùíîñòüþ 15 òûñ. ò â ãîä ìîæåò îáåñïå÷èòü ðàáîòó áèîòîïëèâíûõ êîòåëüíûõ ñóììàðíîé ìîùíîñòüþ ~22 ÌÂò. Ñëåäóåò òàêæå îòìåòèòü, ÷òî ñîëîìåííûå ïåëëåòû ëèøü íåçíà÷èòåëüíî óñòóïàþò ïî êà÷åñòâó äðåâåñíûì (òàáë. 6), à ïî ñîâîêóïíîñòè ýêîëîãè÷åñêèõ ïîêàçàòåëåé ïðåâîñõîäÿò òðàäèöèîííûå âèäû òîïëèâà (óãîëü, òîðô, äèçåëüíîå òîïëèâî è ìàçóò). Òàáëèöà 6 Ñðàâíèòåëüíûå õàðàêòåðèñòèêè ðàçëè÷íûõ âèäîâ òîïëèâà [20] Âèä òîïëèâà Êàìåííûé óãîëü Äèçåëüíîå òîïëèâî Òåïëîòà ñãîðàíèÿ, ÌÄæ ⋅ êã–1 15—25 Ñîäåðæàíèå Ñîäåðæàíèå Äîïîëíèòåëüíîå êîëè÷åñòâî óãëåêèñëîñåðû, çîëû, ìàññ. % ìàññ. % ãî ãàçà, êã ⋅ ÃÄæ–1 1—3 10—35 60 42,5 0,2 1 78 Ìàçóò 37—39 1,2 1,5 78 Òîðô (ïåëëåòû, áðèêåòû) 17—18 0,2—0,3 5—15 70 Äðåâåñíûå ïåëëåòû 16,9 0,1 1 0 Ñîëîìåííûå ïåëëåòû 16,5 0,1—0,2 3—5 0 0 0 57 Ïðèðîäíûé ãàç 34 ÌÄæ · ì–3 Êîíêóðåíòîì ñîëîìåííûõ è äðåâåñíûõ ïåëëåò ÿâëÿåòñÿ â íàñòîÿùåå âðåìÿ ïðèðîäíûé ãàç, îäíàêî åãî ñòîèìîñòü ïîñòîÿííî óâåëè÷èâàåòñÿ. Îñîáî ñëåäóåò îòìåòèòü òî, ÷òî ïðè ñãîðàíèè òâåðäîãî áèîòîïëèâà íå âûäåëÿåòñÿ â àòîìîñôåðó äîïîëíèòåëüíîãî êîëè÷åñòâà óãëåêèñëîãî ãàçà: ÑÎ2, íàêîïëåííûé â âåãåòàòèâíûé ïåðèîä, âûäåëÿåòñÿ ïðè ñæèãàíèè. Ñîëîìåííûå ïåëëåòû (áðèêåòû) îáëàäàþò íåâûñîêîé çîëüíîñòüþ (äî 5 %), ïðè÷åì çîëà ìîæåò èñïîëüçîâàòüñÿ â êà÷åñòâå óäîáðåíèÿ (ïðè ñæèãàíèè óãëÿ, íàïðèìåð, øëàêà îáðàçóåòñÿ ïðèìåðíî â 7 ðàç áîëüøå è åãî íåëüçÿ èñïîëüçîâàòü â êà÷åñòâå óäîáðåíèÿ). Ïðè ñæèãàíèè ïåëëåò èç ñîëîìû îáðàçóþòñÿ áåçâðåäíûå ïðîäóêòû ñãîðàíèÿ — â íàñòîÿùåå âðåìÿ ýòî îäèí èç ñàìûõ êîìôîðòíûõ è ýêîëîãè÷åñêè ÷èñòûõ âèäîâ òîïëèâà. 178 Ã. ß. Êàáî, À. Â. Áëîõèí, Â. Â. Ñèìèðñêèé, Î. À. Èâàøêåâè÷ Ðèñ. 4. Ñîïîñòàâëåíèå ýíåðãåòè÷åñêîãî âûõîäà äëÿ ðàçëè÷íûõ ñïîñîáîâ ïåðåðàáîòêè ðàñòèòåëüíîé áèîìàññû â òîïëèâî Îáîñíîâàíèå ñòðàòåãèè ïåðåðàáîòêè áèîìàññû â òâåðäîå, æèäêîå èëè ãàçîîáðàçíîå òîïëèâî äîëæíî áàçèðîâàòüñÿ íà òî÷íûõ ðàñ÷åòàõ ýíåðãåòè÷åñêèõ ñâîéñòâ èñõîäíûõ ïðîäóêòîâ, ýíåðãåòè÷åñêèõ ñâîéñòâ ïîëó÷àåìûõ âèäîâ òîïëèâà è çàòðàò íà èõ ïðîèçâîäñòâî. Òàêàÿ ðàáîòà òðåáóåò ñïåöèàëüíîãî ôèíàíñèðîâàíèÿ è äîëæíà ïðåäøåñòâîâàòü ïðèíÿòèþ äåòàëüíîé ïðîãðàììû ðàçâèòèÿ ïðîèçâîäñòâà ðàçëè÷íûõ âèäîâ òîïëèâà íà îñíîâå ðàñòèòåëüíîãî ñûðüÿ. Ðåçóëüòàòû ñîïîñòàâëåíèÿ ðàçëè÷íûõ ñïîñîáîâ ïåðåðàáîòêè ðàñòèòåëüíîé áèîìàññû â òîïëèâî ïðåäñòàâëåíû íà ðèñ. 4. Ïîñêîëüêó òâåðäûå âèäû òîïëèâà ìîæíî ïîëó÷àòü èç áèîìàññû ïðàêòè÷åñêè áåç ýíåðãåòè÷åñêîé äåãðàäàöèè, òî ðàáîòó ïî ñîçäàíèþ êîìïëåêñíîãî ïðîèçâîäñòâà òâåðäîãî òîïëèâà è óñòàíîâîê ïî åãî ýôôåêòèâíîìó ñæèãàíèþ ìîæíî ñ÷èòàòü ïåðâîî÷åðåäíîé. ÑÏÈÑÎÊ ËÈÒÅÐÀÒÓÐÛ 1. Âàñèëåíêî Ò. À. // Ïðèðîä. ðåñóðñû. 2007. ¹ 4. C. 95. 2. Îôèöèàëüíûé ñàéò Ìèíèñòåðñòâà ëåñíîãî õîçÿéñòâà Ðåñïóáëèêè Áåëàðóñü. [Ýëåêòðîííûé ðåñóðñ]. Ðåæèì äîñòóïà: http://www.mlh.by. 3. Èâàøêåâè÷ Î. À., Êàáî Ã. ß., Àíòîíîâà Ç. À. è äð. // Ýíåðãîýôôåêòèâíîñòü. 2005. ¹ 6. Ñ. 18. 4. Îôèöèàëüíûé ñàéò Ìèíèñòåðñòâà ñòàòèñòèêè è àíàëèçà Ðåñïóáëèêè Áåëàðóñü. [Ýëåêòðîííûé ðåñóðñ]. Ðåæèì äîñòóïà: http://www.belstat.gov.by. 5. Îôèöèàëüíûé ñàéò Äåïàðòàìåíòà ïî ýíåðãîýôôåêòèâíîñòè Ãîñóäàðñòâåííîãî êîìèòåòà ïî ñòàíäàðòèçàöèè Ðåñïóáëèêè Áåëàðóñü. [Ýëåêòðîííûé ðåñóðñ]. Ðåæèì äîñòóïà: http://energoeffekt.gov.by. 6. Osowski S., Neumann J., Fahlenkamp H. // Chem. and Eng. Technol. 2005. Vol. 28, ¹ 5. P. 280. ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÈÅ ÐÀÑÒÈÒÅËÜÍÎÉ ÁÈÎÌÀÑÑÛ ÄËß ÏÐÎÈÇÂÎÄÑÒÂÀ ÐÀÇËÈ×ÍÛÕ ÂÈÄΠÒÎÏËÈÂÀ  ÐÅÑÏÓÁËÈÊÅ ÁÅËÀÐÓÑÜ 179 7. Èâàøêåâè÷ Î. À., Êàáî Ã. ß., Áëîõèí À. Â. è äð. // Âåñöi ÍÀÍ Áåëàðóñi. Ñåð. õiì. íàâóê. 2006. ¹ 4. Ñ. 37. 8. Èâàøêåâè÷ Î. À., Êàáî Ã. ß., Áëîõèí À. Â. è äð. // Äîêë. ÍÀÍ Áåëàðóñè. 2007. Ò. 51, ¹ 6. Ñ. 53. 9. Êàäûðîâ Ì. À., Áóëàâèí Ë. À., Áà÷èëî Í. Ã. è äð. // Çåìëÿðîáñòâà i àõîâà ðàñëií. 2004. ¹ 5. Ñ. 26. 10. Ýíöèêëîïåäè÷åñêèé ñëîâàðü Áðîêãàóçà è Åôðîíà. Ñò. «Áîòâà». [Ýëåêòðîííûé ðåñóðñ]. Ðåæèì äîñòóïà: http://gatchina3000.ru/brockhaus-and-efron-encyclopedic-dictionary/014/14459.htm 11. Ïóãà÷åâ À. È. Êîíòðîëü êà÷åñòâà óáîðêè çåðíîâûõ êóëüòóð. Ì., 1990. 12. Íàäòî÷àåâ Í. Ô., Òåòåðêèíà À. Ì. // Çåìëÿðîáñòâà i àõîâà ðàñëií. 2006. ¹ 1. Ñ. 22. 13. Äóáðîâñêèé Â., Âèåñòóð Ó. Ìåòàíîâîå ñáðàæèâàíèå ñåëüñêîõîçÿéñòâåííûõ îòõîäîâ. Ðèãà, 1988. 14. Âàðôîëîìååâ Ñ. Ä., Êàëþæíûé Ñ. Â., Ìåäìàí Ä. ß. // Óñïåõè õèìèè. 1988. Ò. 57, âûï. 7. Ñ. 1201. 15. Willumsen Í. Landfill gas recovery plants. Waste management world. 2004. 16. Ïàóøêèí ß. Ì., Ãîëîâèí Ã. Ñ., Ëàïèäóñ À. Ë. è äð. // Õèìèÿ òâåðä. òîïëèâà. 1994. ¹ 3. C. 111. 17. Ïàíöõàâà Å. Ñ., Ïîæàðíîâ Â. À., Çûñèí Ë. Â. è äð. // Âîçîáíîâëÿåìàÿ ýíåðãèÿ. 2004. Ò. 199, ¹ 3. Ñ. 85. 18. Ïåðåðàáîòêà êàðòîôåëÿ — ñòðàòåãè÷åñêèé ïóòü ðàçâèòèÿ êàðòîôåëåâîäñòâà Ðîññèè / Ì-âî ñåëüñêîãî õîç-âà ÐÔ, ÃÍÓ «Âñåðîññèéñêèé ÍÈÈ êàðòîôåëüíîãî õîçÿéñòâà èì. À. Ã. Ëîðõà». Ì., 2006. 19. TRC Thermodynamic Tables — Hydrocarbons and Non-Hydrocarbons — TRC/NIST. Boulder, 2003. 20. Îâñÿíêî À. Ä. Òîïëèâíàÿ ãðàíóëà: Ðîññèÿ, Áåëàðóñü, Óêðàèíà: ñïðàâî÷íèê // Ñàíêò-Ïåòåðáóðã, Áèîòîïëèâíûé ïîðòàë WOOD-PELLETS.COM, 2007.
