Теоретические основы получения биотоплива Вводная лекция Объективные

Теоретические основы получения биотоплива Вводная лекция

Объективные и субъективные причины возникновения и развития индустрии биотоплива и альтернативной энергетики, естественный исторический процесс

Академик АН СССР Н. Н. Семёнов «Быстрое исчерпание в будущем ресурсов обычного топлива и увеличения диоксида углерода в атмосфере настоятельно ставит перед человечеством проблему создания принципиально новой базы мировой энергетики. Времени на создание этой базы у нас мало, по – видимому , около 100 лет» 3

Рудольф Дизель 4

5

Глобальная политика Ри чард Ми лхауз Ни ксон и ФРС США Моше Даян и армия Израиля Фейсал ибн Абдель Азиз ас-Сауд и ОПЕК в 1967 году нефть стоит 13, 3 грамма золота за тонну, в 1973 м, в самый разгар «нефтяного кризиса» — 12, 25 грамма золота за тонну, то есть не выше, а ниже типичного уровня шестидесятых

в разгар Первого ближневосточного нефтяного кризиса, правительство Бразилии запустило в жизнь программу по использованию алкоголя в топливных целях (National Fuel Alcohol Program) Эрнесту Бекман Гейзель

http: //www. ipcc. ch/ Межправительственная группа экспертов по изменению климата Альберт Арнольд «Эл» Гор

Федеральный закон «О ратификации Киотского протокола к Рамочной конвенции Организации Объединённых Наций об изменении климата»

Политика Региональный уровень

Риски традиционной энергетики 13

Чернобыль 26 апреля 1986 235 миллиардов долларов составили убытки Беларуси от аварии на Чернобыльской атомной станции. 14

Саяно–Шушенская ГЭС 17 августа 2009 40 млрд. рублей 15

27 января 2011 года Группа компаний BP опубликовала отчет об убытках в связи с аварией. Убытки составили $13, 5 млрд. Мексиканский залив 20 апреля 2010 16

Фукусима 11 марта 2011 Цена акций TEPCO снизилась на 80 %, компания потеряла 32 млрд. $ в рыночной стоимости общая сумма компенсационных выплат может превысить 130 млрд. $ 17

Возобновляемые источники энергии 18

19

В 2008 год инвестиции составили: В АИЭ . лрд м 40 1 В уголь, газ, нефть, АЭС 12 0 м лр д. 20

Роль ВИЭ в мировом энергетическом балансе 21

Мировое потребление первичной энергии по источникам в 2009 г. , % ВИЭ Атомная энергия Ископаемое топливо Renewables 2010 Global Status Report /Renewable Energy Policy Network for the 21 st century Secretariat. – Paris, 2010. – P. 23. 22

ВИЭ Уголь Атомная энергия Газ Гидроэнергетика 23

Граничные условия

Площадь поверхности Земли, облучаемой Солнцем, составляет около 500 · 106 км 2. Поток солнечной радиации, достигающей Земли, по разным оценкам составляет (7, 5— 10) · 107 к. Вт · ч/год, или (0, 85— 1, 2) · 1014 к. Вт

Пути конвертации солнечной энергии

Альтернативы развитию и повсеместному внедрению солнечной энергетики нет Вице-президент РАН Ж. И. Алферов

Ученые из Университета Дюка (Duke University) Джон Блекберн и Сэм Канингем (John Blackburn, Sam Cunningham) провели исследование, в ходе которого выяснилось что производство электричества при помощи солнечных батарей стало дешевле ядерной энергетики. Авторы исследования установили, что за последние 12 лет постоянно снижающаяся стоимость фотоэлементов достигла такого уровня, который ставит под сомнение экономическую целесообразность строительства атомных электростанций: по сравнению с 1998 годом стоимость производства фотоэлементов снизилась вдвое. Технологические новшества, а также постоянно растущий спрос оказали положительное влияние на снижение цен на солнечные батареи. Одновременно с этим затраты на эксплуатацию стареющих атомных электростанций вкупе с необходимостью утилизации отработанного ядерного топлива накладывают отпечаток на себестоимость "ядерного киловатта".

Полярная ночь

поколения Сырье Примеры Первое Сахар, крахмал, растительные масла, животные жиры Растительное масло, биодизель, биосинтетический газ, биогаз второе Непродовольственные культуры, пшеничная солома, зерно, дерево, твердые отходы, энергетические культуры Био-масло, биоводород, биодизель Фишера. Тропша, целлюлозное топливо третье Водоросли Растительное масло, биодизель четвертое Растительное масло, биодизель Биобензин

Сырьевая база биотоплива

ЕЖЕГОДНО в мире образуется 400 млрд. тонн биомассы эффективно используется не более 5% 37

В России ежегодно образуется 175 -200 млн. тонн отходов биомассы в год, что эквивалентно 89 -102 млн. тонн углеводородов. Потребление бензина - 30 млн. тонн в год 38

Пашня • 78 % земной поверхности испытывают серьёзные природные ограничения для развития земледелия • 13 % площадей отличаются низкой продуктивностью • 6 % средней • 3 % высокой. • В настоящее время распахано около 11 % всей суши, ещё 24 % используется под пастбища.

Уровень сельского хозяйства • • Дания - 8, 11 тонн с Га, Великобритания - 7, 1 тонн с Га, Германия - 7, 74 тонн с Га, Франция - 7, 45 тонн с Га, Россия - 2, 15 тонн с Га, Индия - 2, 89 тонн с Га, США - 2, 99 тонн с Га.

Объем производства с площади в 1 га Сырье Объем производства, т/га Сахарная свекла 2. 5 -3. 0 Сахарный тростник 3. 5 -5. 0 Кукуруза 2. 5 Пшеница 0. 5 -2. 0 Картофель 1. 2 -2. 7 Сладкое сорго 3. 0 -5. 0 Ламинария сахаристая 25. 0 -30. 0 44

• Пшеница 1819 млн. тонн Если переработать всю пшеницу 782 млрд. л. Сегодня мировое производство этанола 74 млрд. л.

60 -90 млн тонн в год Глобальный биодизельный потенциал, получаемый в результате экспорта липидов http: //www. sage. wisc. edu/energy/ 46

Издержки производства 1 л биодизеля из существующих экспортных поставок липидов http: //www. sage. wisc. edu/energy/ 47

2006 Производство биодизеля Производство биоэтанола 48

Мировое производство этанола 58. 65 млн. тонн