Біоконверсія продуктів фотосинтезу

Енергія Сонця в зеленій біомасі, накопичена в результаті фотосинтезу, піддається біоконверсії з утворенням висококалорійного біопалива (біоетанол та біодизель), біогазу (біометан), органічних розчинників (ацетон, бутанол), природних рідких вуглеводнів з мікроводоростей та газоподібного біоводню.

На планеті за рік відновлюється близько 232,5 млрд. тонн сухої органічної речовини, що відповідає приблизно 6000×10¹² кДж енергії.

З існуючих способів утилізації зеленої біомаси найбільш комерційно реалізована біотехнологічна конверсія з одержанням рідкого твердого та газоподібного палива, а саме біоетанолу, біодизелю та біогазу (класичний спосіб – перетворення сухої біомаси на енергію в процесі згоряння), розчинників, кислот та білкової маси.

2.4.1. Біомаса - відновне джерело енергії.Під терміном «загальна біомаса» розуміють загальну кількість живої речовини у деякій екосистемі. Поновлювальні енергетичні ресурси у майбутньому, очевидно, становитимуть значну частку в енергетичному балансі економіки держав, зокрема України.

Біомасу можна поділити на дві групи:

- первинна енергетична сировина, тобто деревина, солома і стічні осади
(аналог торфу);

- перетворена енергетична сировина, така як біогаз, етанол, метанол, ефіри ріпакової олії, макулатура.

Форми біомаси для використання її як енергоносія є доволі різноманітними:

• тверда біомаса деревини, соломи, сапропелю (органічні донні відкладення) для безпосереднього спалювання;

• рідкі біопалива (біоетанол, біоспирти, ефіри рослинної олії) для трансформації на електричну енергію;

• газоподібні біопалива (метановий біогаз, біоводень);

• "зелений" бензин, оксогенні біодобавки тощо.

Згідно з європейськими визначеннями застосування поновлювальних джерел енергії у вигляді біомаси безпосереднього палива чи біосировини для подальшого перетворення на паливо, біомаса – біодеградовані відходи та залишки продукції агропромислового комплексу, лісового господарства та близьких до них галезей промисловості. За складом біомаса – вуглецевовмісні органічні речовини рослинного і тваринного походження (деревина, солома, рослинні залишки переробного виробництва, гній, органічна частина твердих побутових відходів та торф).

Кількість біомаси визначається за вагою речовини живих організмів. Абсолютна величина біомаси сучасних організмів земної кулі може бути визначена дуже приблизно. Зокрема, вага живих організмів Світового океану дорівнює приблизно 16 мільярдів тонн, організмів суші – приблизно 6 трильйонів тонн.

Ефективність біомаси як джерела енергії обумовлена легкістю її отримання та швидким поновленням запасів.Щорічний приріст біомаси еквівалентний 80 млрд. тонн нафти. Світова потреба в енергії становить тільки 12 % енергії щорічного світового приросту біомаси.

Україна має доволі великий потенціал біомаси, придатної для одержання енергії. Загальні річні обсяги відновлюваних ресурсів біомаси в Україні становили понад 115 мільйонів тонн. За даними різних джерел біомаса може забезпечити від 10...15 до 21...27 млн.тонн умовного палива на рік, або від 5...8 % до 13% внутрішньої загальної потреби в енергії. Зокрема, сумарний річний потенціал лише тваринницької сільськогосподарської біомаси в Україні становить близко 14 тис. т умовного палива та близько 17 млн. м³ метану за рік (табл. 1.2).

Таблиця 1.2