Мировая энергетическая революция

Я не понимаю, чем вы будете топить. Газа вы не хотите, атомную энергетику не развиваете. …Дровами, что ли?

В. В. Путин

Биоэнергетика – выработка тепловой и электрической энергии на основе быстро возобновляемого органического сырья (биомассы). Биомассу называют накопленной солнечной энергией, подразумевая решающую роль солнца в образовании органических веществ.

Старейшим примером биоэнергетики (да и энергетики вообще) является сжигание дров для обогрева и приготовления пищи. Когда вы готовите шашлыки на дачном мангале, вы в общем-то тоже участвуете в биоэнергетическом процессе. Для обозначения такого способа выработки энергии, являющегося по нынешним критериям не самым эффективным и экологически чистым, используется термин «традиционная биомасса». Специалисты разделяют «традиционную биомассу» (traditional biomass) и «современную биомассу» (modern biomass) для того, чтобы отличать, в том числе и для целей статистики, возникшие недавно эффективные формы биоэнергетики от известного с начала времен использования растительного сырья для разведения огня. Традиционная биомасса покрывает сегодня 9 % мирового потребления энергии. Столь внушительная доля обусловлена тем, что порядка 2,6 млрд жителей Земли не имеют доступа к современным благам цивилизации и используют «подручное» сырье растительного происхождения для обогрева и приготовления пищи.

Хотя вездесущая статистика учитывает любые формы и подвиды использования биомассы, нас больше интересуют современные виды биоэнергетики, нежели разведение костров. Поэтому основное внимание мы уделим здесь именно современным способам освоения биологических источников, создающим конкуренцию углеводородам.

Совершенствование техники извлечения энергии из биомассы, повышение КПД энергоустановок, а также учет экологических факторов для снижения негативных последствий для экосистемы являются отличительными признаками современной, «новой» биоэнергетики, основными источниками которой являются:

1. Твердое топливо – древесина, древесные гранулы (пеллеты), производимые из отходов деревообработки и используемые для выработки тепла и электроэнергии.

2. Биогаз, получаемый из биологических отходов, специально выращиваемых «энергетических растений» (рапс, кукуруза), силоса, навоза, птичьего помета и т. п.

3. Жидкое биотопливо (спирт, биодизель), производимое из сахарного тростника, кукурузы, сои, сахарной свеклы, пальмового масла и т. п.

Разнообразие источников биологической энергии и современных методов их переработки позволяет применять биологическое возобновляемое сырье практически во всех сферах жизнеобеспечения: в производстве тепла, электроэнергии, транспортного топлива.

В отличие от солнечной и ветряной генерации выработка энергии из биологических источников является процессом, полностью контролируемым человеком. В этом плане биоэнергетика сходна с энергетикой традиционной. Технологический процесс производства энергии из возобновляемого органического сырья также почти не отличается от процессов газовой или угольной генерации. По сути биоэнергетика отличается от традиционной углеводородной энергетики только видом используемого сырья.

Возобновляемое растительное сырье обеспечило в 2013 г. 10 % мирового предложения первичной энергии – примерно 56,6 ЭДж (эксаджоулей)[96]. На «традиционную биомассу» в этой величине приходится 60 %. Доля «современной биомассы» складывается из 13 ЭДж, направляемых на цели отопления, и по 5 ЭДж используется для производства электроэнергии и биотоплива.

Таким образом, «современная биомасса» используется в первую очередь для производства тепловой энергии: 296 ГВт – совокупная мощность тепловой (био) генерации в мире[97]. Установленная мощность электрической генерации в мировой биоэнергетике в 2013 г. составила 88 ГВт с годовой выработкой 396 ТВт · ч. Прогноз роста к 2020 г. – 133 ГВт (615 ТВт · ч в год)[98]. Жидкое биотопливо покрывает 2,7 % потребностей мирового транспорта (2013 г.).

Твердое топливо

Вернемся к словам нашего президента, вынесенным в эпиграф данной главы. Да, современные европейцы и североамериканцы все больше топят «дровами», и древесное топливо занимает все большую долю в топливно-энергетическом балансе экономически развитых стран. Можно сказать, мы являемся свидетелями ренессанса печного отопления на более высоком технологическом уровне. Достаточно бросить взгляд на впечатляющие статистические данные производства и потребления древесных гранул (пеллет).

Если в 2000 г. их производство в Европе и Северной Америке составило 1,5 млн т, то в 2011 г. уже 16 млн т[99]. Другой источник сообщает нам, что в Европейском союзе в 2013 г. было потреблено 15 млн т пеллет (с годовым ростом 1 млн т, начиная с 2010 г.)[100].