Мировая энергетическая революция

Разумеется, расчет углеродных балансов происходит не столь схематично, а по довольно сложным специальным методикам, которые должны в том числе учитывать временной лаг процессов сжигания топлива и его восстановления, период возмещения выбросов углерода («carbon payback period»). Особо любознательному читателю стоит обратить внимание, например, на GEMIS (Global Emissions Model for Integrated Systems) – компьютерную модель с интегрированной базой данных, позволяющую рассчитывать и сравнивать климатический баланс для разных видов сырья[108].

В соответствии с принятыми в европейских странах правилами расчетов углеродный баланс (удельный выброс углекислого газа) составляет для древесных пеллет 42 г/кВт · ч, в то время как для природного газа – 249, нефтепродуктов – 303, бурого угля – 452 г/кВт · ч[109]. То есть «углеродный след», нагрузка на окружающую среду при сжигании древесных гранул существенно ниже, чем при использовании ископаемого топлива.

Поскольку идеологической основой европейского и мирового «энергетического разворота» является установка на снижение выбросов парниковых газов и стремление к «климатической нейтральности», использование более чистого древесного топлива стимулируется с помощью разнообразных государственных программ. В сочетании с массовой обработкой населения социальной и торговой рекламой это приводит к устойчивому росту спроса на древесное тепло и развитию данного сегмента биоэнергетики в целом.

Биогаз

Биогаз – газ, получаемый брожением биомассы. В природных условиях биогаз образуется постоянно. В современной биоэнергетике естественно-природные процессы его образования поставлены человеком под контроль. Производство биогаза осуществляется на биогазовых станциях с помощью специальных установок. Произведенный биогаз состоит из метана (более 50 %) и углекислого газа, а также незначительного объема примесей (водорода и сероводорода). После очистки биогаза от CO₂ (biogas upgrading) получается биометан – полный аналог природного газа.

В отличие от солнца и ветра биогаз может, как и природный газ, запасаться и обеспечивать непрерывное производство электроэнергии, т. е. выполнять важную задачу энергоснабжения в периоды пиковых нагрузок электросети.

Биогаз может быть использован для электрической и тепловой генерации, заправки автомобилей (в крупных городах Швеции муниципальный автобусный парк заправляется местным биогазом), может закачиваться (после превращения в биометан) в существующие газовые сети и хранилища.

Зачем нужен биогаз, если есть газ природный и инфраструктура для его доставки?

Во-первых, биогаз производится из биомассы, возобновляемого растительного сырья – его производство и использование оставляет меньший углеродный след.

Во-вторых, при производстве биогаза могут (и должны) использоваться отходы сельскохозяйственного производства, что предотвращает загрязнение окружающей среды и повышает его эффективность.

В последние годы европейская биогазовая индустрия демонстрирует двузначные темпы роста. Производство электроэнергии из биогаза составило в ЕС в 2012 г. 46 419 ГВт · ч, в 2013 г. – 52 327 ГВт · ч (для сравнения: такое количество энергии примерно соответствует годовому электропотреблению Португалии). Больше половины европейского производства приходилось на Германию[110], в которой расположено 8700 биогазовых станций[111].

Мировым лидером по производству биогаза считается Китай[112], но здесь отмечается интересный феномен. Подавляющая часть китайского биогаза производится сельскими домашними хозяйствами для собственного потребления – отопления, приготовления пищи и даже, в некоторых случаях, производства электричества. Таких домашних биогазовых станций насчитывается 41 млн[113], и ожидается, что к 2020 г. их число достигнет 80 млн при активной государственной поддержке.

В производстве биогаза наиболее желательным с точки зрения экологии является использование отходов животноводства и птицеводства. Эти отрасли генерируют большие объемы жидких и твердых отходов, утилизация которых должна предваряться особо тщательной обработкой. В странах со слабым экологическим контролем, к которым относится и Россия, отходы животноводства могут отравлять почву и водоемы. Использование этих отходов для производства биогаза с последующей генерацией тепла и электроэнергии фактически является беспроигрышной стратегией. С одной стороны, в значительной мере снимается проблема загрязнения окружающей среды, с другой стороны, хозяйства и их окружение обеспечиваются «дармовой» энергией.

Однако данный разумный подход к биогазовой энергетике сталкивается, так сказать, с экономической реальностью. Дело в том, что производить биогаз из отходов животноводства дороже, чем из специально выращиваемых «энергетических растений», – необходима более сложная обработка исходного сырья с соответствующими дополнительными капитальными затратами.