БИОМАССА Как источник энергии
Качество остатков
Основными характеристиками растительных остатков, которые по своему составу достаточно однородны, являются размер частиц, плотность, содержание влаги и золы. Остатки зерновых культур, за исключением, возможно, риса, относятся к относительно сухим культурам: содержание влаги в них составляет примерно 15%. Теплота сгорания растительных остатков большинства этих культур колеблется в пределах 11 500-18 600 кДж/кг. В настоящем разделе среднее значение теплоты сгорания растительных остатков принято равным 16300 кДж/кг.
Исходя из оценочных количеств сельскохозяйственных культур, собираемых в США, и их средней теплоты сгорания (16300 кДж/кг), общее содержание энергии, которое может быть получено из растительных остатков, составит 1,5—4,0 • 1015 кДж/год. На эту оценку будут влиять и такие показатели, как содержание влаги в остатках, а также транспортный фактор и эффективность процессов переработки сельскохозяйственных остатков.
Комплекс по производству этанола, где полностью используется сырье (например, пшеничные зерна (рис. 4)), может дать положительный энергетический эффект. Такой комплекс включает установку для пронзвод- Ства этанола и промышленного типа хозяйство для откормки рогатого скота. В энергетическом балансе учитывается энергия, расходуемая на выращивание пшеницы, и энергия для производства пара.
Микроорганизмы, ответственные за производство этанола ферментацией, являются факультативными, так как они могут развиваться как при наличии кислорода, так и без него. В присутствии кислорода из начального субстрата образуется больше клеточной массы (в 5-10 раз больше, чем в анаэробных условиях), и скорость роста ее увеличивается. Другими словами, аэрацией можно увеличить выход клеточной массы и интенсивность процесса.
Для составления энергетического баланса необходимо точно определить границы рассматриваемой системы. Энергетический к. п.д. может быть использован для оценки к. п.д. различных систем по переработке биомассы. Однако в тех случаях, когда процесс переработки биомассы включает стадии производства энергии (например, водяного пара или электроэнергии), более полезным будет сравнение термодинамических к. п. д., поскольку последний дает возможность установить, какая из систем для производства работы (энергии) лучше по сравнению с идеальной.
