БИОЭНЕРГЕТИКА КАК АЛЬТЕРНАТИВА ТРАДИЦИОННЫМ ИСТОЧНИКАМ ЭНЕРГИИ

Руди Д.Ю.¹, Халитов Н.А.¹, Нурахмет Е.Е.¹, Руденок А. И.¹, Шарков Н.В.¹ Нифонтова Л.С.¹, Бубенчиков А.А.²

¹Магистрант, ²Кандидат технических наук, Омский государственный технический университет

Работа выполнена при поддержке гранта № МК-5098.2016.8

БИОЭНЕРГЕТИКА КАК АЛЬТЕРНАТИВА ТРАДИЦИОННЫМ ИСТОЧНИКАМ ЭНЕРГИИ

Аннотация

В статье рассмотрены современные проблемы энергетики в России.  Биоэнергетика - одна из самых молодых, быстрорастущих и наиболее перспективных отраслей возобновляемых источников энергии.  Приведены примеры использования биоэнергетики, как альтернативу традиционным источникам энергии – нефти и природному газу. Приведены наиболее развитые современные технологии биоэнергетики такие как получения биогаза, так и перспективные инновационные разработки (получение электрического тока из микроорганизмов).

Ключевые слова: биоэнергетика, возобновляемые источники энергии, проблемы энергетики

Rudi D.Yu.¹, Khalitov N.A.¹, Nurakhmet Y.Y.¹, Rudenok A.I.¹, Sharkov N.V.¹, Nifontova L.S.¹, Bubenchikov A.A.²

¹Undergraduate student, ²PhD in Engineering, Omsk State Technical University

BIOENERGETICS AS ALTERNATIVE TO TRADITIONAL POWER SOURCES

Abstract

The article deals with modern problems of power in Russia. Bioenergy - one of the youngest, fastest growing and most promising sectors of the renewable energy sources. Examples of the use of bio-energy, as an alternative to traditional energy sources - oil and natural gas. It presents the most advanced modern technologies such as bio-energy biogas and promising innovations (receiving electric current from microorganisms)

Keywords: bioenergy, renewable energy, energy issues

Современные проблемы энергетики могут быть решены только при рациональном использовании всех существующих источников топлива и энергии. В мире и в России все чаще и острее возникает вопрос нехватки энергоресурсов. Борьба за них становится одним из самых существенных факторов, влияющих на направления развития мировых отношений и развитие глобальной политики. В настоящее время успешно развивается ветроэнергетика, солнечная и биоэнергетика [1-3]/

Биоэнергетика в последнее время стала самостоятельной отраслью большой энергетики и занимает все более заметное место в мировом производстве тепла и электричества.

Однако возобновляемые источники энергии не так популярны в России.  В работе [4] приведены проблемы, почему Россия не используют огромный потенциал биоэнергетики. Правительство РФ не заинтересовано в развитии новых технологий возобновляемых источников электроэнергии. Во многих государственных программах РФ возобновляемые источники энергии и биоэнергетика в частности практически не упоминаются [5-6]. Причина этого довольно проста! Наша страна имеет огромные запасы традиционных ресурсов (нефть, природный газ, уголь).

Хотя использовать возможность биоэнергетики безграничны. В статье [7] приведён пример использования биогазовой установки. Применение этой установки можно уменьшить выбросы парниковых газов от навоза на 25 %. Ферма – самый яркий пример того, как можно использовать отходы животноводства в будущем. Животные генерируют отходы каждый день, следовательно, можно использовать этот тип биомассы для производства энергии. Из навоза можно производить биогаз с помощью технологии прямого сжигания или тепловой газификации. Используя биогаз на животноводческой ферме, можно не только экономить деньги, но и получать больше прибыли от продажи излишков энергии другим потребителям [4].

Особый интерес в этом плане представляют производство биодизельного топлива из микроводорослей [8]. Этот вопрос в последние годы находится в стадии широкой разработки. Многочисленные данные о биологии перспективных для возобновляемой энергетики видов водорослей и исследования преимуществ их использования как альтернативного энергетического сырья стимулировали развитие технологий и методов производства микроводорослей [9].

Также для получения электричества, тепла или моторного топлива можно использовать отходы деревообрабатывающей продукции. Использование сельскохозяйственных угодий для производства биомассы на энергетические цели имеет неуклонную тенденцию к росту. Интерес к быстрорастущим древесным насаждениям в немалой степени обуславливается их высоким природоохранным потенциалом[10-11].

В работе [12] описан процесс получения электрического тока.  Объектом работы является технология микробных топливных элементов (МТЭ), которая позволяет утилизировать отходы, производя при этом электричество при помощи микроорганизмов, находящихся в экскрементах сельскохозяйственных животных.

Важно отметить следующее: переход российской энергетики с традиционной на возобновляемые источники энергетики и на биоэнергетику в частности невозможен. Данная структура энергетики не сможет справиться с большим количеством потребителей, как гражданского сектора, так и промышленного. Эффективная работа «зелёной энергетики» будет выполняться, если она будет работать вместе с другими структурами альтернативной энергетики и подструктурами биоэнергетики. Наиболее эффективная работа энергетики РФ будет заключаться в совместной работе ВИЭ и традиционной энергетики до момента развития и укрепления структур альтернативной энергетики.

Таким образом, чтобы Россия не отстала от мировых лидеров в использовании альтернативных источников энергии, необходимо обратить самое пристальное внимание на технологию извлечения энергии из биомассы, запасы которой неограниченны и распространены повсеместно.

Исследование выполнено при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках научного проекта № МК-5098.2016.8»

Литература

1. Бубенчиков А.А., Николаев М.И., Киселёв Г.Ю., Есипович Н.В., Феофанов М.К., Шкандюк Д.О. Возможность применения солнечной энергии на территории россии и омской области // Современная наука и практика. 2015. № 4 (4). С. 85-89.
2. Бубенчиков А.А., Артамонова Е.Ю., Р.А. Дайчман Р.А., Файфер Л.А., Катеров Ф.В., Бубенчикова Т.В. Проблемы применения ветроэнергетических установок в регионах с малой ветровой нагрузкой // Международный научно-исследовательский журнал. 2015. № 5-2 (36). С. 39-43.
3. Бубенчиков А.А., Киселёв Г.Ю., Киселёв Б.Ю., Есипович Н.В., Николаев М.И. Целесообразность применения гелиоустановок // Современная наука и практика. 2015. № 4 (4). С. 77-80.
4. Матрунчик А.С. Потенциал использования биоэнергетики на животноводческих фермах России // Вопросы современной науки и практики. Университет им. В.И. Вернадского. 2015. № 2 (56). С. 22-27.
5. Основные направления государственной политики в сфере повышения энергетической эффективности электроэнергетики на основе использования возобновляемых источников энергии на период до 2020 года. Утв.распоряжением Правительства РФ от 08.01.2009 N 1-р (ред. от 28.05.2013) // "Собрание законодательства РФ", 26.01.2009, N 4, ст. 515.
6. Государственная программа Российской Федерации «Энергоэффективность и развитие энергетики» на 2013–2020 г. Утв. распоряжением Правительства РФ от 3.04.2013 г. № 512-р. //"Собрание законодательства РФ", 08.04.2013, N 14, ст. 1739.
7. Найман С.М., Найман М.О., Тунакова Ю.А. Возможность применения биогазовых технологий для переработки органических отходов в Татарстане. Биоэнергетика. // Вестник Казанского технологического университета. 2013. Т. 16. № 14. С. 154-156.
8. Воробьев В.В., Кожевников Ю.А., Щекочихин Ю.М. Микроводоросли для производства энергетической биомассы и топлива. // Инновации в сельском хозяйстве. 2015. № 2 (12).С.235-243.
9. Возобновляемое растительное сырье. В 2-х томах, Под ред. Д. Шнаар. Изд. СПб, 2006. 416 с.
10. Горностаев В.Н. О направлениях использования древесины пней в биоэнергетике и промышленности // Образование и наука в современных условиях. 2015. № 3. С. 281-282.
11. Родькин О.И. Экономические аспекты производства возобновляемой энергии из древесины быстрорастущей ивы. // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия: Экономика и экологический менеджмент. 2013. № 4. С. 7.
12. Захаров Е.В., Сультимова Т.Д., Стом Д.И. Получение электрического тока из сельскохозяйственных отходов при помощи микробных топливных элементов. // В сборнике: Биотехнология и общество в XXI веке Сборник статей Международной научно-практической конференции. А.А. Ильичев - главный редактор. 2015. С. 350-352.

References

1. Bubenchikov A.A., Nikolaev M.I., Kiselyov G.YU., Esipovich N.V., Feofanov M.K., SHkandyuk D.O. Vozmozhnost' primeneniya solnechnoj ehnergii na territorii rossii i omskoj oblasti // Sovremennaya nauka i praktika. 2015. № 4 (4). S. 85-89.
2. Bubenchikov A.A., Artamonova E.YU., R.A. Dajchman R.A., Fajfer L.A., Katerov F.V., Bubenchikova T.V. Problemy primeneniya vetroehnergeticheskih ustanovok v regionah s maloj vetrovoj nagruzkoj // Mezhdunarodnyj nauchno-issledovatel'skij zhurnal. 2015. № 5-2 (36). S. 39-43.
3. Bubenchikov A.A., Kiselyov G.YU., Kiselyov B.YU., Esipovich N.V., Nikolaev M.I. Celesoobraznost' primeneniya gelioustanovok // Sovremennaya nauka i praktika. 2015. № 4 (4). S. 77-80.
4. Matrunchik A.S. Potencial ispol'zovaniya bioehnergetiki na zhivotnovodcheskih fermah Rossii // Voprosy sovremennoj nauki i praktiki. Universitet im. V.I. Vernadskogo. 2015. № 2 (56). S. 22-27.
5. Osnovnye napravleniya gosudarstvennoj politiki v sfere povysheniya ehnergeticheskoj ehffektivnosti ehlektroehnergetiki na osnove ispol'zovaniya vozobnovlyaemyh istochnikov ehnergii na period do 2020 goda. Utv.rasporyazheniem Pravitel'stva RF ot 08.01.2009 N 1-r (red. ot 28.05.2013) // "Sobranie zakonodatel'stva RF", 26.01.2009, N 4, st. 515.
6. Gosudarstvennaya programma Rossijskoj Federacii «EHnergoehffektivnost' i razvitie ehnergetiki» na 2013–2020 g. Utv. rasporyazheniem Pravitel'stva RF ot 3.04.2013 g. № 512-r. //"Sobranie zakonodatel'stva RF", 08.04.2013, N 14, st. 1739.
7. Najman S.M., Najman M.O., Tunakova YU.A. Vozmozhnost' primeneniya biogazovyh tekhnologij dlya pererabotki organicheskih othodov v Tatarstane. Bioehnergetika. // Vestnik Kazanskogo tekhnologicheskogo universiteta. 2013. T. 16. № 14. S. 154-156.
8. Vorob'ev V.V., Kozhevnikov YU.A., SHCHekochihin YU.M. Mikrovodorosli dlya proizvodstva ehnergeticheskoj biomassy i topliva. // Innovacii v sel'skom hozyajstve. 2015. № 2 (12).S.235-243.
9. Vozobnovlyaemoe rastitel'noe syr'e. V 2-h tomah, Pod red. D. SHnaar. Izd. SPb, 2006. 416 s.
10. Gornostaev V.N. O napravleniyah ispol'zovaniya drevesiny pnej v bioehnergetike i promyshlennosti // Obrazovanie i nauka v sovremennyh usloviyah. 2015. № 3. S. 281-282.
11. Rod'kin O.I. EHkonomicheskie aspekty proizvodstva vozobnovlyaemoj ehnergii iz drevesiny bystrorastushchej ivy. // Nauchnyj zhurnal NIU ITMO. Seriya: EHkonomika i ehkologicheskij menedzhment. 2013. № 4. S. 7.
12. Zaharov E.V., Sul'timova T.D., Stom D.I. Poluchenie ehlektricheskogo toka iz sel'skohozyajstvennyh othodov pri pomoshchi mikrobnyh toplivnyh ehlementov. // V sbornike: Biotekhnologiya i obshchestvo v XXI veke Sbornik statej Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii. A.A. Il'ichev - glavnyj redaktor. 2015. S. 350-352.