Биоэнергия: технология, термодинамика

ЭНЕРГИЯ И ДЕНЕЖНЫЕ ЗАТРАТЫ

Хотя ранее говорилось о том, что привлекательность процессов по производству биотоплива будет определяться не столько энергетически­ми затратами, сколько денежными расходами, непосредственное сравне­ние этих двух категорий расходов по отдельным продуктам прояснит отношения между денежными и энергетическими затратами в экономи­ке. На рисунке 15 дается раскладка этих двух категорий расходов. Де­нежные расходы касаются травяного силоса, производимого в Велико­британии, а затраты энергии касаются кукурузного силоса, производи­мого в США; это сравнение следует принимать как приблизительное вследствие различных технологий возделывания культур в этих странах. Машины и удобрения являются основными компонентами в обоих расче­тах и имеют примерно одинаковую значимость. В этом нет ничего неожи­данного, так как для таких продуктов энергетические затраты часто рассчитываются на основании денежных показателей. Однако два ком­понента не согласуются между собой. Один компонент, непосредствен­ные затраты топлива, является существенным с точки зрения энергетиче­ских затрат, но очень дешевым с точки зрения денежных затрат. Другой компонент — строения, рента и труд — требует больших денежных затрат, но потребляет ничтожное количество энергии. Фактически некоторые

косвенные затраты энергии должны учитываться для строений и т. д. даже в обычных энергетических расчетах, но эта статья часто не прини­мается во внимание. Однако денежные вложения предполагают эко­номию энергии в том отношении, что выделение этих денег дает воз­можность отдельным лидам тратить их на энергоемкие товары. Если заготовка силоса осуществляется в странах третьего мира, то рента, труд и строения будут требовать значительно меньших затрат и эта статья бу­дет иметь меньшую значимость. Расчет этих денежных затрат с точки зре­ния потребления энергии проводился различными специалистами.

Материализованная энергия. Энергоемкость капитала может быть получена на основании денежных амортизационных отчислений, а также балансового анализа капиталовложений в данной отрасли [6]. Рассчиты­вается средняя энергоемкость капиталовложений. Тот же автор подни­мает вопрос о включении энергетических затрат по категории заработ­ной платы и прибылей (что также будет включать земельную ренту и т. д.). Следует ли в энергетические затраты включать только физиче­скую энергию работников, владельцев и т. д., затраченную на осущест­вление данного процесса, или здесь надо учитывать также первичную энергию, необходимую для производства всех товаров и осуществления всех услуг? Последний вариант был использован [11] для расчета об­щей (материализованной) энергии, затраченной на производство това­ров и оказание услуг, включая труд и услуги органов управления. При­менение этих методов в секторах экономики США показало, что затраты в денежном выражении, определяемые конъюнктурой рынка, и мате­риализованные энергетические затраты пропорциональны для всех секторов, за исключением сектора получения первичной энергии. Хотя зто положение часто использовалось для обоснования энергетической теории стоимости, в данном контексте его приложимость не является

очевидной. Процессы производства биотоплива не могут рассматривать­ся как типичные процессы превращения первичной энергии. Но если они рассматриваются как общие производственные процессы и если затраты энергии можно прогнозировать на основании денежных затрат, — зачем нужны энергетические анализы? Мы можем только вернуться к более общему обоснованию, заключающемуся в том, что если возобновляе­мые процессы предполагают чистое увеличение потребления традицион­ных видов первичной энергии, а также восполнение этих видов энергии в течение последующих десятилетий или столетий, тогда мы не будем использовать возобновляемые виды энергии. При точных расчетах за­работной платы, прибыли и т. д. в ходе энергетического анализа, описан­ного в этой главе, мы получим, что почти все эти категории предполага­ют чистое увеличение потребления видов первичной энергии И с точки зреїшя термодинамики они мало могут быть полезны человечеству.

Резюме. На основании двух последних глав можно сделать вывод, что в общих чертах как экономические, так и энергетические затраты на производство биологических возобновляемых видов топлива явля­ются высокими по сравнению с затратами на производство традицион­ных видов топлива. Это особенно верно для развитых стран, где ручной труд заменяется установками, требующими определенных капиталовло­жений, и эти установки должны быть безопасны, прочны, надежны, приемлемы с точки зрения охраны окружающей среды. В других слу­чаях эти критерии могут быть менее важными, и при низком уровне за­работной платы предприниматель может не заботиться о повышении производительности труда. В результате в развитых странах биотопливо ограничено рамками меньших, но более ценных рынков. При наличии реального рынка сбыта вопрос о том, является ли биотопливо чистым производителем или потребителем остающихся источников ископаемой первичной энергии, становится вопросом академического порядка.

ЛИТЕРАТУРА

[1] Chapman, Р. F., Leach, G., Slesser, М., The energy cost of fuels, Energy Policy, Sept. 1974, 231-243.

t21 Leach, G., Net energy analysts - is it any use? Energy Policy, Dec. 1975, 332-344.

[3] Huettner, D. A., Net energy analysis: An economic assessment, Science, 192, 1976, 101-104.

[4] Leach, G., Energy and Food Production, International Institute for Environment and Development, 1975.

[5] Chapman, P. F., Energy costs: a review of methods, Energy Policy, June 1974, 91-93.

[6] Wright, D. J., Energy budgets, Goods and services, an input - output analysis, Energy Policy, Dec. 1974, 307-315.

[7] Heichel, G. H., Agricultural production and energy resources. American Scientist, 64,1976, 64-72.

[8] Energy and US Agriculture 1974, Data Base NTIS publication PB-264 449, Sept. 1976.

[9] Pimentel, D., Terhume,.E. C, Energy and food, Ann. Rev. Energy, 2, 1977,v17l - 195.

[10] Blankenhorn, P. R., Bowersox, T. W., Murphy, W. K., Recoverable energy from the forests, Tappi, 61,1978, 57-60.

[11] Constanza, R., Embodied energy and economic valuation. Science, 210, 19§0, 1219-1224.

[12] Mission Analysis for the Federal Fuels from Biomass Program, Vol. 4, Thermo­chemical conversion of biomass to fuels and chemicals, Jan. 1979, SRI Report on Contract EY-76-C-03-0115 PA-131 for US Dept, of Energy.

[13] Lewis, C. W., Fuel* from biomass - Energy outlay versus energy returns: a critical appraisal, Energy, 2, 1977, 241 - 248.

[14] Weisz, P. B., Marshall, J. F., High-grade from^iomass farming: potentials and con­straints, Science, 206,1979, 24-29.

[15] Weisz, P. B., Marshall, J. F., Fuels from Biomass, Marcel Dekker Inc., 1980.

[16] Chambers, R. S., Herendeen, R. A., Joyce, J. J., Penner, P. S., Gasohol; does it or doesn’t it produce positive net energy? Science, 206,1979, 789-795.

[17] Methanol from coal yields more net energy than alcohol from biomass, Synfuels, Nov. 17, 1981, p. 5.

[18] Energy Balances in the Production and End-use of Alcohols Derived from Biomass, Report No. 97611-E002-UX-00, Prepared by TRW Energy Systems Planning Division for the US Dept, of Energy.

[19] Kyle, B. G., and reply by Weisz, P. B., and Marshall, J. F., High grade fuels and biomass farming, Science, 210,1980, 807 - 808.

[20] Hopkinson, C. S., Day, J. W., Net energy analysis of alcohol production from sugar cane, Science, 207, 1980, 302-303.