БИОМАССА Как источник энергии
Количество и качество отходов
Основную долю поголовья скота в США составляют животные, предназначенные для производства мясо-молочных продуктов. Такие животные дают примерно 180 млн. т сухой массы навоза ежегодно. По данным ЕРА [3] на 1973 г., основные животноводческие фермы собрали около 40 млн. т сухой массы навоза. Согласно более поздней оценке, в закрытых помещениях может быть собрано 10,5 млн. т сухой массы навоза. С учетом всех обстоятельств можно полагать, что примерно 50-80% от 40,5 млн. т, т. е. 20-32,4 млн. т сухой массы навоза, может быть собрано экономически оправданными способами.
Количества навоза от каждого вида животных и его состав зависят от рациона питания и продолжительности содержания животных в закрытых помещениях (табл. 5). Содержание влаги в навозе колеблется в пределах 60-85%. Относительно высокое содержание влаги ограничивает технологические возможности получения энергии из навоза. Согласно имеющимся данным, теплота сгорания навоза в среднем равна 17450 кДж/кг сухой массы.
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.
