БИОМАССА Как источник энергии
ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ НЕБОЛЬШИХ УСТАНОВОК
Количество метана, которое может быть получено путем анаэробной ферментации экскрементов более чем 100 млн. голов крупного рогатого скота, составляет всего лишь 5-3% годовых потребностей (708 млн. м3/год) США в природном газе [50]. Однако биоконверсия имеет важное значение для решения проблем загрязнения окружающей среды [5, 52-55]. Кроме того, небольшие установки производства биогаза позволяют на месте решать вопросы, связанные с недостатком энергии в сельскохозяйственном секторе для производства дополнительных продуктов питания. Источниками значительных ресурсов навоза являются молочные и животноводческие фермы. Естественно, что в отличие от крупных скотоводческих хозяйств промышленного типа таким фермам требуются установки, несколько большие, чем лабораторные модели [56, 57]. Экономически целесообразно, чтобы биогаз производился и использовался в животноводческих и молочных фермах [58].
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.
