БИОМАССА Как источник энергии
Критерии
Для сравнения различных систем переработки биомассы надо определить их границы и основу.
1. Граница системы. Было принято, что система для завода, производящего топливо, включает все операции от приема биомассы у ворот завода до подготовки конечного продукта для транспортирования по назначению. Если система предназначена для производства энергии (водяной пар, электричество), то ее границы должны «отражать» эту энергетическую форму при выходе. Точки, в которых масса или энергия пересекает границы системы, должны быть четко определены.
2. Основа. Для составления материального баланса должен быть известен состав биомассы в момент ее получения у ворот завода или в момент ее подачи в первый аппарат установки, если произошли значительные изменения в составе в период хранения. Для технологического процесса приемлем любой удобный период времени. При расчете энтальпии также надо определить параметры стандартного состояния при 298 К, включая все компоненты.
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.
