Сельскохозяйственные остатки

Сельскохозяйственная трата - потенциально огромный источник биомассы. Урожай и отходы животноводства обеспечивают существенное количество энергии, приходящей второй только после леса как доминирующее топливо биомассы во всем мире. Трата от сельского хозяйства включает: части хлебных злаков, от которых отказываются как солома, или поврежденные или избыточные поставки, и экскременты животных. Считалось, например, что 110 миллионов тонн (Mt) экскрементов и остатков урожая использовались в качестве топлива в Индии в 1985, по сравнению с 133 Mt леса, и в Китае масса доступных сельскохозяйственных остатков была оценена в 2,2 раза массе деревянного топлива.

Каждый год, миллионы тонн соломы произведены во всем мире с обычно половиной из этого излишек, чтобы нуждаться. Во многих странах это все еще сжигается в области или пахало назад в почву, но в небольшом количестве законодательства в области окружающей среды развитых стран, которые ограничивают полевое горение, привлек внимание к его потенциалу как энергетический ресурс

Усилие удалить остатки урожая из почв и использовать их в энергетических целях приводит к центральному вопросу: сколько остатка нужно оставить и переработано в почву, чтобы выдержать производство биомассы? Согласно опыту из развитых стран приблизительно 35 % остатков урожая могут быть удалены из почвы без отрицательных воздействий на будущее производство завода.

Промышленные отходы, которые содержат биомассу, могут использоваться, чтобы произвести энергию. Например отстой, оставленный после производства алкоголя (известный как vinasse), может произвести огнеопасный газ. Другие полезные ненужные продукты включают, трата от пищевой промышленности и пух от промышленности текстиля и хлопка.

КОРОТКИЕ ЗАВОДЫ ВРАЩЕНИЯ

Биомасса может быть также быть произведенной так называемой плантацией короткого вращения деревьев и других растений как травы (сорго обыкновенное, сахарный тростник, switchgrass). Все эти заводы могут использоваться в качестве топлива как лес с главным преимуществом их короткого промежутка между плантацией и собирающий - как правило между тремя и восемью годами. Для некоторых трав сбор урожая имеет место каждые шесть к 12 месяцам. Недавно есть приблизительно 100 миллионов гектаров земли, используемой для плантации дерева во всем мире. Большинство этих деревьев используется для рынков лесоматериалов.

Параметры, которые важны в оценке разновидностей для коротких заводов вращения, включают доступность установки запаса, непринужденности распространения, способности к выживанию при неблагоприятных условиях и потенциале урожая, измеренном как производство сухого вещества за гектар ежегодно (t/ha/y). Урожай - мера способности завода использовать ресурсы места. Это - наиболее важный фактор, рассматривая производство биомассы из-за потребности оптимизировать/максимизировать урожай из данной области земли в пределах данного периода времени по наименее возможной стоимости. Высоко приведение к разновидностям поэтому предпочтено для энергетических систем биомассы.

Некоторые сообщества завода показали превосходство в производстве сухого вещества по сравнению с другими, выращенными при подобных условиях. Хотя производство сухого вещества, о котором сообщают, различных разновидностей дерева изменяется по широкому диапазону в зависимости от типов почвы и климата, определенные разновидности выделяются. Для разновидностей Eucalyptus об урожаях до 65 t/ha/y сообщили, по сравнению с 30 и 43 t/ha/y в разновидностях Salix и Populus соответственно.

Несмотря на то, что плантация биомассы может быть очень важной для большинства опыта развитых стран, показал, что это вряд ли будет установлено в крупном масштабе во многих развивающихся странах, особенно в бедных сельских районах, пока биотопливо (особенно лес) может быть получено в ноле или около нулевой стоимости.

 

ТОПЛИВО БИОМАССЫ В РАЗВИВАЮЩИХСЯ СТРАНАХ

Древесное топливо

Термин древесное топливо описывает все типы топлива, полученного из лесоводства и плантации. Древесное топливо составляет приблизительно 10 процентов общего количества, используемого в мире. Это обеспечивает приблизительно 20 % из всех используемых в Азии и Латинской Америке, и приблизительно 50 % общего количества, используемого в Африке. Однако, это - основной источник, в особенности во внутренних целях, в бедных развивающихся странах: в 22 странах древесное топливо составляло 25 - 49 %, в 17 странах, 50-74 %, и в 26 странах, 75-100 % их соответствующего национального потребления.

Больше чем половина полного леса, собранного в мире, используется в качестве древесного топлива. Для определенных стран, например в Танзании, вклад может быть столь же высоким как 97 %. Хотя древесное топливо - основной источник для большинства сельских и людей с низким доходом в развивающихся странах, потенциальная поставка древесного топлива истощается быстро, приводя к дефициту и экологической деградации. Считается, что для больше чем одной трети мирового населения реальный кризис - ежедневная схватка, чтобы получить древесное топливо, чтобы встретить внутреннее использование.

Несколько исследований поставки древесного топлива в развивающихся странах пришли к заключению, что дефициты древесного топлива реальны и продолжат существовать, если соответствующие подходы к управлению ресурсом не предприняты. Увеличение производства древесного топлива через эффективные методы, может, поэтому, быть рассмотрен как одну из главных предпосылок для того, чтобы достигнуть устойчивого развития в развивающихся странах.

Древесный уголь

Главное расширение в использовании древесного угля в Европе шло с промышленной революцией в Англии в 17^-ых и 18^-ых столетиях. В Швеции темно-серое потребление для железного создания выросло в течение большей части 19^{-ого столетия}, и было основанием традиции хорошего качества шведской стали. Сегодня древесный уголь - важное домашнее топливо и до меньшей степени, индустриального топлива во многих развивающихся странах. Это, главным образом, используется в городских территориях, где его непринужденность хранения, высокое содержание (30 MJ/kg по сравнению с 15 MJ/kg в древесном топливе), более низкие уровни эмиссии дыма, и, сопротивление нападениям насекомого делает это более привлекательным чем древесное топливо. В Объединенной республике Танзании древесный уголь составляет приблизительно 90 процентов биотоплива, потребляемого в городских центрах.

Остатки

У сельскохозяйственных остатков есть огромный потенциал для производства. При благоприятных обстоятельствах производство электроэнергии биомассы могло быть существенно данный обширные количества существующего лесоводства и сельскохозяйственных остатков - более чем 2 миллиарда тонн/лет во всем мире. Этот потенциал в настоящее время недостаточно используется во многих областях мира. В недостаточных лесом областях, таких как Бангладеш, Китай, северные равнины Индии, и Пакистана, целых 90 процентов домашнего хозяйства во многих деревнях удовлетворяют их энергетические потребности с сельскохозяйственными остатками. Считалось, что приблизительно 800 миллионов человек во всем мире полагаются на сельскохозяйственные остатки и экскременты для приготовления, хотя надежные данные трудно получить. Вопреки распространенному мнению использованию навоза, поскольку источник не ограничен одними только развивающимися странами, например, в Калифорнии, коммерческий завод производит ПРИБЛИЗИТЕЛЬНО 17,5 МВТ электричества от удобрения рогатого скота, и много заводов работают в Европе.

Есть 54 ЭДЖА энергии биомассы, теоретически доступной от восстанавливаемых остатков в развивающихся странах и 42 ЭДЖА в индустрализированных регионах. Количество потенциально восстанавливаемых остатков включает три главных источника: лесоводство, зерновые культуры и экскременты. Вычисления предполагают, что только 25 процентов потенциально harvestable остатки, вероятно, будут использоваться. Развивающиеся страны могли теоретически получить 15 процентов существующего потребления энергии из этого источника, и промышленно развитые страны могли получить 4 процента.

Остатки сахарного тростника (выжимки, и листья) - особенно важны и предлагают огромный потенциал для поколения электричества. Вообще, остатки все еще используются очень неэффективно для производства электричества, во многих случаях сознательно, чтобы предотвратить их накопление, но также и из-за нехватки технических и финансовых способностей в развивающихся странах.

В зависимости от выбора технологии газовой турбины и степени, к которой вершины тростника и листья могут привыкнуть для несезонного поколения, согласно некоторому оценочному количеству электричества, которое может быть произведено из остатков тростника, могли быть до 44 раз локальные потребности сахарной фабрики или ликероводочного завода алкоголя. Поскольку каждый литр алкоголя произвел единицу газовой турбины (BIG/STIG), будет в состоянии произвести больше чем 11 кВтч электричества сверх потребностей ликероводочного завода (приблизительно 820 kWh/t). Другая оценка выжимок в паровых турбинах извлечения сжатия помещает избыточные ценности электричества в 20-65 кВтч за тонну тростника, и этот излишек мог быть удвоен при использовании barbojo для поколения в течение межсезонья. Стоимость произведенного электричества, как оценивается, составляет приблизительно 0,05/кВтч USD. Доходы от продажи электричества, cо-произведенного с сахаром, могли быть сопоставимыми с сахарными доходами, или альтернативно, доходы от продажи электричества, cо-произведенного с этанолом, могли быть намного больше чем доходы алкоголя. В последнем случае электричество стало бы основным продуктом сахарного тростника, и алкоголем побочный продукт.

В одной только Индии производство электричества от остатков сахарного тростника к 2030 году могло быть до 550 TWh/year (полное производство электричества из всех источников в 1987 было меньше чем 220 TWh. Глобально, считалось, что ПРИБЛИЗИТЕЛЬНО 50 000 МВТ могли быть поддержаны в настоящее время производимыми остатками. Теоретический потенциал остатков в 80 производящих сахарный тростник развивающихся странах мог быть до 2800 TWh/yr., который является приблизительно на 70 процентов больше чем полное производство электричества этих стран из всех источников в 1987. Исследования промышленности сахарного тростника указывают на объединенную способность власти сверх 500 TWh/yr. Предположение, что одна треть глобальных ресурсов остатка могла экономно и жизнеспособно быть восстановлена новой энергетической технологией, 10 процентов текущего глобального требования электричества (10.000 TWh/yr.) мог быть произведен.

Очевидно, к достижению таких целей, они - теоретические вычисления со страной - и место определенные проблемы. Они действительно однако подчеркивают потенциал, который много стран должны обеспечить существенную пропорцию их от биомассы, выращенной на жизнеспособной основе.