Биомасса: различия между версиями
Перейти к навигации
Перейти к поиску
| [непроверенная версия] | [отпатрулированная версия] |
Содержимое удалено Содержимое добавлено
обновление, источники, исправление, уточнение, викификация |
м правильное оформление ударений |
||
| (не показана 61 промежуточная версия 41 участника) | |||
| Строка 1: | Строка 1: | ||
{{Универсальная карточка}} |
|||
{{о|биомассе как о возобновляемом источнике энергии|биомассе в экологии|биомасса (экология)}}'''Биомасса''' — это растительный или животный материал, который используется для выработки энергии или тепла. Это могут быть специально выращенные культуры, древесина или порубочные остатки, отходы пищевых культур (солома, [[жмых]], [[Багасса (отход сахарного тростника)|багасса]]), садоводства, пищевых продуктов, животноводства (навоз) или отходы человеческой деятельности из водоочистных сооружений<ref>{{Cite web|url=https://www.eia.gov/energyexplained/?page=biomass_home|title=Biomass - Energy Explained, Your Guide To Understanding Energy - Energy Information Administration|publisher=www.eia.gov|accessdate=2019-07-05}}</ref>. |
|||
'''Биома́сса''' (или вес биомате́рии) — совокупная масса растительных, животных и прочих организмов, присутствующих в [[Экосистема|экосистеме]] ([[биогеоценоз]]е) определённого размера или уровня. Различают [[фитомасса]], [[зоомасса]], [[микробомасса]] и прочие. |
|||
Биомасса на планете [[Земля]] составляет 2420 миллиардов тонн<ref>{{Cite web |url=http://slovo.ws/urok/biology/11/01/txt/45.html |title=§ 45. Биосфера и её структура — Общая биология: Учебное пособие для 11-го класса |access-date=2013-09-07 |archive-date=2013-09-28 |archive-url=https://web.archive.org/web/20130928101345/http://slovo.ws/urok/biology/11/01/txt/45.html |deadlink=no }}</ref>. |
|||
Сжигание растительной биомассы высвобождает [[Диоксид углерода|CO<sub>2</sub>]], но в отличии от ископаемого топлива, содержащего [[диоксид углерода]], захваченный фотосинтезом миллионы лет назад, он по большей части уравновешивается CO<sub>2</sub>, использованным этими же растениями для их собственного роста. Поэтому в правовой базе [[Европейский союз|Евросоюза]] сжигание биотоплива классифицируется как возобновляемый источник энергии<ref>{{Cite web|url=https://www.nrel.gov/research/re-biomass.html|title=Biomass Energy Basics {{!}} NREL|publisher=www.nrel.gov|accessdate=2019-07-05}}</ref><ref>{{Cite web|url=https://ec.europa.eu/energy/en/topics/renewable-energy/biomass|title=Biomass|website=|date=2014-07-31|publisher=Energy - European Commission|lang=en|accessdate=2019-07-05}}</ref>. В некоторых случаях, баланс CO<sub>2</sub> при выращивании и сжигании специальных культур может быть даже [[:en:Miscanthus_giganteus#GHG_savings|негативным]], поскольку в каждом цикле относительно большое количество CO<sub>2</sub> остается в земле<ref>{{Статья|автор=Jeanette Whitaker, John L. Field, Carl J. Bernacchi, Carlos E. P. Cerri, Reinhart Ceulemans|год=2018|doi=10.1111/gcbb.12488|issn=1757-1707|выпуск=3|язык=en|страницы=150–164|издание=GCB Bioenergy|заглавие=Consensus, uncertainties and challenges for perennial bioenergy crops and land use|ссылка=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/gcbb.12488|том=10}}</ref>. |
|||
Биомасса людей составляет около 450 миллионов тонн{{Когда}} в живом весе (или около 150 миллионов тонн в пересчете на сухую биомассу){{Нет АИ|16|2|2023}} — их гомомасса мала в сравнении со всей биомассой Земли, но её доля продолжает увеличиваться. |
|||
== Использование == |
|||
Люди начали использовать биомассу для получения энергии с тех времен, когда начали использовать костры для обогрева и готовки. Даже в наше время биомасса является основным источником энергии и тепла для бытовых нужд во многих развивающихся странах<ref>{{Cite web|url=https://www.worldenergy.org/data/resources/resource/biomass/|title=Biomass|publisher=www.worldenergy.org|accessdate=2019-07-05}}</ref> |
|||
== Общая биомасса Земли == |
|||
Энергия вырабатывается из биомассы путем сожжения, сожжения вместе с другими видами топлива, [[Пиролиз|пиролиза]]. Некоторые виды биомассы (отходы пищевых продуктов, отходы деревообработки) должны быть высушены перед сжиганием. При температуре 200°C—300°C они теряют 20% массы и превращаются в сухой водоотталкивающий материал, который потом спресовывается в [[Топливные пеллеты|пеллеты]]. Эти пеллеты можно сжигать сами по себе, или вместе с ископаемыми видами топлива. Наиболее часто совместное сжигание происходит на угольных электростанциях с целью уменьшить суммарные выбросы [[Парниковые газы|парниковых газов]]<ref>{{Cite web|url=http://www.nationalgeographic.org/encyclopedia/biomass-energy/|title=biomass energy|author=National Geographic Society|date=2012-11-19|publisher=National Geographic Society|lang=en|accessdate=2019-07-05}}</ref><ref>{{Статья|автор=Mohammad S. Roni, Sudipta Chowdhury, Saleh Mamun, Mohammad Marufuzzaman, William Lein|год=2017-05-15|doi=10.1016/j.rser.2017.05.023|issn=1364-0321|выпуск=C|язык=English|издание=Renewable and Sustainable Energy Reviews|заглавие=Biomass co-firing technology with policies, challenges, and opportunities: A global review|ссылка=https://www.osti.gov/pages/biblio/1407416-biomass-co-firing-technology-policies-challenges-opportunities-global-review|том=78}}</ref>. [[Файл:Holzpellets.jpg|thumb|right|[[Топливные пеллеты]]]] |
|||
Состав биомассы Земли примерно таков<ref>{{Cite web |url=https://www.universetoday.com/140847/theres-a-surprising-amount-of-life-deep-inside-the-earth-hundreds-of-times-more-mass-than-all-of-humanity/ |title=There's a Surprising Amount of Life Deep Inside the Earth. Hundreds of Times More Mass than All of Humanity - Universe Today<!-- Заголовок добавлен ботом --> |access-date=2021-02-02 |archive-date=2021-01-28 |archive-url=https://web.archive.org/web/20210128053537/https://www.universetoday.com/140847/theres-a-surprising-amount-of-life-deep-inside-the-earth-hundreds-of-times-more-mass-than-all-of-humanity/ |deadlink=no }}</ref>: |
|||
Методом [[пиролиз]]а из биомассы получают жидкое [[биотопливо]], [[метан]], [[водород]]. Возможно использование различного сырья: отходы древесины, [[солома]], кукурузная шелуха и т. д. Из пшеничной соломы получается до 58 % биотоплива, 18 % угля и 24 % газов. |
|||
Организмы континентальной части: |
|||
=== Жидкое биотопливо === |
|||
* Зеленые растения — 2400 млрд тонн (99,3 %) |
|||
Из масличных культур при помощи [[этерификация|этерификации]] [[экстракция|выделенного]] [[Растительное масло|растительного масла]] производится [[Биодизель|биодизельное топливо]]. |
|||
* Прочие организмы — 20 млрд тонн (0,7 %) |
|||
Организмы океанов: |
|||
* Зеленые растения — 0,2 млрд тонн (6,3 %) |
|||
* Прочие организмы — 3 млрд тонн (93,7 %) |
|||
[[Глубинная биосфера|Подземные организмы]]: |
|||
* Животные, грибы и микроорганизмы — 23 млрд тонн (от 15<ref>https://nauka.tass.ru/nauka/6816578</ref> до 31<ref>[https://www.nature.com/articles/s41561-018-0221-6 The biomass and biodiversity of the continental subsurface | Nature Geoscience<!-- Заголовок добавлен ботом -->]</ref> млрд тонн) |
|||
Таким образом, большая часть биомассы Земли сосредоточена в лесах Земли. На суше преобладает фитомасса растений, а в океанах и под поверхностью земли зоомасса животных и микроорганизмов. |
|||
Путём [[Ферментация|ферментации]] [[Сахароза|сахаросодержащих]] и [[крахмал]]содержащих продуктов ([[злаки]], [[картофель]], [[сахарная свёкла]]), и с предварительным [[гидролиз]]ом в случае использования [[Целлюлоза|целлюлозосодежащего]] растительного сырья ([[древесина]], [[солома]], растительные отходы) получают [[биоэтанол]]. Этанол применяется в качестве моторного топлива в чистом виде и в смеси с бензинами, используется для производства [[этил-трет-бутиловый эфир|этил-трет-бутилового эфира]] — качественного топлива для бензиновых двигателей, являющегося частично биотопливом в отличие от [[метил-трет-бутиловый эфир|метил-трет-бутилового эфира]]<ref>{{Cite web|url=https://www.eia.gov/energyexplained/index.php?page=biofuel_home|title=Biofuels: Ethanol and Biodiesel - Energy Explained, Your Guide To Understanding Energy - Energy Information Administration|publisher=www.eia.gov|accessdate=2019-07-05}}</ref>. |
|||
Однако скорость прироста биомассы намного больше в океанах. |
|||
| ⚫ | |||
Из 1 килограмма биомассы можно получить около 2,5 м<sup>3</sup> генераторного газа, основными горючими компонентами которого являются монооксид углерода (CO) и водород (H<sub>2</sub>). В зависимости от способа проведения процесса газификации и исходного сырья можно получить низкокалорийный (сильно забалластированный) или среднекалорийный генераторный газ<ref>{{Cite web|url=http://www.gigavat.com/netradicionnaya_energetika_biomassa_18.php|title=Энергетическое использование биомассы на основе термохимической газификации|publisher=www.gigavat.com|accessdate=2019-07-05}}</ref>. |
|||
| ⚫ | |||
Из навоза животных методом метанового брожения получают [[биогаз]]. Биогаз на 55—75 % состоит из [[метан]]а и на 25—45 % из СО<sub>2</sub>. Из тонны навоза крупного рогатого скота (в сухой массе) получается 250—350 кубических метров биогаза. Мировой лидер по количеству действующих установок по производству биогаза — [[Китай]]<ref>{{Статья|автор=Yanfei Deng, Jiuping Xu, Ying Liu, Karen Mancl|год=2014-07-01|doi=10.1016/j.rser.2014.04.031|issn=1364-0321|страницы=294–303|издание=Renewable and Sustainable Energy Reviews|заглавие=Biogas as a sustainable energy source in China: Regional development strategy application and decision making|ссылка=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1364032114002585|том=35}}</ref>. |
|||
Если рассмотреть прирост биомассы к уже имеющей массе, то получаются такие показатели{{Нет АИ|16|2|2023}}: |
|||
* Древесная растительность лесов — 1,8 % |
|||
[[Свалочный газ]] — смесь газов, возникающая на свалке в результате деятельности микроорганизмов. Основными компонентами являются метан и диоксид углерода. На 2012 год в США свалочный газ собирали для выработки энергии на 594 свалках.<ref>{{Cite web|url=http://www.biosphereplastic.com/landfill-gas-to-energy/methane-to-energy/|title=594 Landfills Turn Methane to Energy in United States|lang=EN|accessdate=2019-07-05}}</ref><ref>{{Cite web|url=https://www.epa.gov/lmop/basic-information-about-landfill-gas|title=Basic Information about Landfill Gas|author=OAR US EPA|date=2016-04-15|publisher=US EPA|lang=en|accessdate=2019-07-05}}</ref>. |
|||
* Растительность лугов, степей, пашни — 67 % |
|||
* Комплекс растений озёр и рек — 1400 % |
|||
* Морской фитопланктон — 1500 % |
|||
Интенсивное деление микроскопических клеток фитопланктона, быстрый их рост и кратковременность существования способствуют быстрому обороту фитомассы океана, который в среднем происходит за 1—3 суток, тогда как полное обновление растительности суши осуществляется за 50 лет и более. Поэтому несмотря на небольшую величину фитомассы океана, образуемая ею годовая суммарная продукция сопоставима с продукцией растений суши. Небольшой вес растений океанов связан с тем, что они за несколько суток поедаются животными и микроорганизмами, но также за несколько суток восстанавливаются.{{Нет АИ|16|2|2023}} |
|||
== Влияние на окружающую среду == |
|||
При сгорании биомассы углерод высвобождается в виде [[Диоксид углерода|диоксида углерода]], являющегося [[Парниковые газы|парниковым газом]]. При выращивании следующего поколения растений для сжигания, аналогичный объем CO<sub>2</sub> будет захвачен обратно. Исходя из этого, Евросоюз включил сжигание биомассы, в том числе и деревьев, в список возобновляемых источников энергии. Такая формулировка активно критикуется учеными, так как она позволяет спиливать и сжигать деревья, которые росли десятки и сотни лет (столько же лет уйдет на их восстановление) и наоборот повысит текущий уровень диоксида углерода в атмосфере<ref>{{Cite web|url=https://easac.eu/press-releases/details/the-eus-renewable-energy-ambitions-bioenergy-from-forests-is-not-always-carbon-neutral-and-may-e/|title=The EU’s renewable energy ambitions: Bioenergy from forests is not always carbon neutral - and may even increase the EU’s carbon emissions|date=2019-06-17|publisher=EASAC Website|lang=en|accessdate=2019-07-05}}</ref><ref>{{Cite web|url=https://www.independent.co.uk/environment/europe-eu-renewable-energy-deforestation-forests-climate-change-a8534151.html|title=Europe’s renewable energy strategy will destroy forests and harm climate, scientists warn|date=2018-09-12|publisher=The Independent|lang=en|accessdate=2019-07-05}}</ref><ref name=":0">{{Статья|автор=Jean-Pascal van Ypersele, Peter Raven, Wolfgang Lucht, Eric F. Lambin, Daniel M. Kammen|год=2018-09-12|doi=10.1038/s41467-018-06175-4|issn=2041-1723|выпуск=1|язык=en|страницы=3741|издание=Nature Communications|заглавие=Europe’s renewable energy directive poised to harm global forests|ссылка=https://www.nature.com/articles/s41467-018-06175-4|том=9}}</ref>. Сжигание дерева на электростанции выбрасывает в 1.5 раза больше CO<sub>2</sub> на производство одного [[Киловатт-час|кВт.ч]]. чем сжигание угля и в 3 раза больше, чем сжигание природного газа<ref name=":0" />. |
|||
Ежегодно в биосфере в процессе фотосинтеза образуется около 150 млрд тонн сухого органического вещества. В континентальной части биосферы самыми продуктивными являются степи и околоводные пространства, а также умеренные дождевые и субтропические леса, в океанической — эстуарии (расширяющиеся в сторону моря устья рек) и водорослевые леса, а также зоны подъема глубинных вод — апвеллинга. Низкая продуктивность растений характерна для открытого океана, пустынь и экваториального леса.{{Нет АИ|16|2|2023}} |
|||
4 марта 2019 года группа активистов из Эстонии, Франции, Ирландии, Румынии, Словакии, Швеции и Соединенных Штатов подала иск против Евросоюза, возражая против включения лесной биомассы в Директиву ЕС о возобновляемых источниках энергии<ref>{{Cite web|url=https://www.euractiv.com/section/energy/news/eu-dragged-to-court-for-backing-forest-biomass-as-renewable-energy/|title=EU dragged to court for backing forest biomass as ‘renewable energy’|author=Frédéric Simon|date=2019-03-04|publisher=euractiv.com|lang=en-GB|accessdate=2019-07-05}}</ref>. |
|||
== Применение биомассы в энергетике == |
|||
Сторонники сжигания древесины как топлива аргументируют свою позицию тем, что можно использовать погибшие деревья, некачественную древесину, которая непригодна для других целей и деревья, спиленные для прореживания леса. Так же необходимо активно сажать быстрорастущие деревья<ref>{{Cite web|url=https://www.eia.gov/energyexplained/index.php?page=biomass_environment|title=Biomass and the Environment - Energy Explained, Your Guide To Understanding Energy - Energy Information Administration|publisher=www.eia.gov|accessdate=2019-07-05}}</ref><ref>{{Cite web|url=https://www.euractiv.com/section/energy/opinion/bioenergy-at-the-centre-of-eu-renewable-energy-policy/|title=Bioenergy at the centre of EU renewable energy policy|author=Various authors|date=2018-01-15|publisher=euractiv.com|lang=en-GB|accessdate=2019-07-05}}</ref>. |
|||
{{main|Биоэнергетика (электроэнергетика)}} |
|||
[[Файл:Top 5 Biomass-Electricity Countries.png|thumb|right|График, илюстрирующий динамику использования биомассы как топлива (по 5 наиболее использующим её странам)]] |
|||
Биомасса — шестой по запасам из доступных на настоящий момент планетарных источников энергии после [[Горючий сланец|горючих сланцев]], [[уран (элемент)|урана]], [[ископаемый уголь|угля]], [[нефть|нефти]] и [[природный газ|природного газа]]. Приближённо полная биологическая масса земли оценивается в 2,4{{e|12}} тонн.{{Нет АИ|16|2|2023}} |
|||
Биомасса — пятый по производительности возобновимый источник энергии после [[Солнечная энергетика|прямой солнечной]], [[Ветроэнергетика|ветровой]], [[Гидроэнергия|гидро-]] и [[Геотермальная энергетика|геотермальной]] энергии. Ежегодно на земле образуется около 170 млрд тонн первичной биологической массы и приблизительно тот же объём разрушается.{{Нет АИ|16|2|2023}} |
|||
Биомасса — крупнейший по использованию в мировом хозяйстве возобновляемый ресурс (более 500 млн тонн [[Условное топливо|у. т.]] в год){{Нет АИ|16|2|2023}} |
|||
Биомасса применяется для производства [[тепло|тепла]], [[электроэнергия|электроэнергии]], [[Биотопливо|биотоплива]], [[биогаз]]а ([[метан]]а, [[водород]]а).{{Нет АИ|16|2|2023}} |
|||
Основная часть топливной биомассы (до 80 %), это прежде всего древесина, употребляется для обогрева жилищ и приготовления пищи в развивающихся странах.{{Нет АИ|16|2|2023}} |
|||
[[Россия]] ежегодно накапливает до 300 млн тонн в сухом эквиваленте органических отходов: 250 млн тонн в сельскохозяйственном производстве, 50 млн тонн в виде бытового [[твёрдые бытовые отходы|мусора]].{{Нет АИ|16|2|2023}} |
|||
[[США]] на свободных землях могут ежегодно выращивать 1,3 миллиарда тонн биомассы (''Switchgrass'' — разновидности [[просо|проса]]). Из этой биомассы можно получать биотоплива в объёме, эквивалентом 4,5 млн баррелей [[нефть|нефти]] в день.{{Нет АИ|16|2|2023}} |
|||
== См. также == |
|||
{{Викисловарь|биомасса}} |
|||
* [[Биоэнергетика]] |
|||
* [[Биоматериал]] |
|||
== Примечания == |
== Примечания == |
||
{{примечания}} |
{{примечания}} |
||
{{Нет источников |дата=2024-10-19}} |
|||
== Ссылки == |
|||
{{ВС}} |
|||
{{Энергетика}} |
{{Энергетика}} |
||
Текущая версия от 01:12, 4 ноября 2024
| Биомасса | |
|---|---|
 | |
 Медиафайлы на Викискладе |
Биома́сса (или вес биомате́рии) — совокупная масса растительных, животных и прочих организмов, присутствующих в экосистеме (биогеоценозе) определённого размера или уровня. Различают фитомасса, зоомасса, микробомасса и прочие.
Биомасса на планете Земля составляет 2420 миллиардов тонн[1].
Биомасса людей составляет около 450 миллионов тонн[когда?] в живом весе (или около 150 миллионов тонн в пересчете на сухую биомассу)[источник не указан 668 дней] — их гомомасса мала в сравнении со всей биомассой Земли, но её доля продолжает увеличиваться.
Общая биомасса Земли
[править | править код]Состав биомассы Земли примерно таков[2]:
Организмы континентальной части:
- Зеленые растения — 2400 млрд тонн (99,3 %)
- Прочие организмы — 20 млрд тонн (0,7 %)
Организмы океанов:
- Зеленые растения — 0,2 млрд тонн (6,3 %)
- Прочие организмы — 3 млрд тонн (93,7 %)
Таким образом, большая часть биомассы Земли сосредоточена в лесах Земли. На суше преобладает фитомасса растений, а в океанах и под поверхностью земли зоомасса животных и микроорганизмов.
Однако скорость прироста биомассы намного больше в океанах.
Оборот биомассы
[править | править код]Если рассмотреть прирост биомассы к уже имеющей массе, то получаются такие показатели[источник не указан 668 дней]:
- Древесная растительность лесов — 1,8 %
- Растительность лугов, степей, пашни — 67 %
- Комплекс растений озёр и рек — 1400 %
- Морской фитопланктон — 1500 %
Интенсивное деление микроскопических клеток фитопланктона, быстрый их рост и кратковременность существования способствуют быстрому обороту фитомассы океана, который в среднем происходит за 1—3 суток, тогда как полное обновление растительности суши осуществляется за 50 лет и более. Поэтому несмотря на небольшую величину фитомассы океана, образуемая ею годовая суммарная продукция сопоставима с продукцией растений суши. Небольшой вес растений океанов связан с тем, что они за несколько суток поедаются животными и микроорганизмами, но также за несколько суток восстанавливаются.[источник не указан 668 дней]
Ежегодно в биосфере в процессе фотосинтеза образуется около 150 млрд тонн сухого органического вещества. В континентальной части биосферы самыми продуктивными являются степи и околоводные пространства, а также умеренные дождевые и субтропические леса, в океанической — эстуарии (расширяющиеся в сторону моря устья рек) и водорослевые леса, а также зоны подъема глубинных вод — апвеллинга. Низкая продуктивность растений характерна для открытого океана, пустынь и экваториального леса.[источник не указан 668 дней]
Применение биомассы в энергетике
[править | править код]
Биомасса — шестой по запасам из доступных на настоящий момент планетарных источников энергии после горючих сланцев, урана, угля, нефти и природного газа. Приближённо полная биологическая масса земли оценивается в 2,4⋅1012 тонн.[источник не указан 668 дней]
Биомасса — пятый по производительности возобновимый источник энергии после прямой солнечной, ветровой, гидро- и геотермальной энергии. Ежегодно на земле образуется около 170 млрд тонн первичной биологической массы и приблизительно тот же объём разрушается.[источник не указан 668 дней]
Биомасса — крупнейший по использованию в мировом хозяйстве возобновляемый ресурс (более 500 млн тонн у. т. в год)[источник не указан 668 дней]
Биомасса применяется для производства тепла, электроэнергии, биотоплива, биогаза (метана, водорода).[источник не указан 668 дней]
Основная часть топливной биомассы (до 80 %), это прежде всего древесина, употребляется для обогрева жилищ и приготовления пищи в развивающихся странах.[источник не указан 668 дней]
Россия ежегодно накапливает до 300 млн тонн в сухом эквиваленте органических отходов: 250 млн тонн в сельскохозяйственном производстве, 50 млн тонн в виде бытового мусора.[источник не указан 668 дней]
США на свободных землях могут ежегодно выращивать 1,3 миллиарда тонн биомассы (Switchgrass — разновидности проса). Из этой биомассы можно получать биотоплива в объёме, эквивалентом 4,5 млн баррелей нефти в день.[источник не указан 668 дней]
См. также
[править | править код]
Примечания
[править | править код]- ↑ § 45. Биосфера и её структура — Общая биология: Учебное пособие для 11-го класса. Дата обращения: 7 сентября 2013. Архивировано 28 сентября 2013 года.
- ↑ There's a Surprising Amount of Life Deep Inside the Earth. Hundreds of Times More Mass than All of Humanity - Universe Today. Дата обращения: 2 февраля 2021. Архивировано 28 января 2021 года.
- ↑ https://nauka.tass.ru/nauka/6816578
- ↑ The biomass and biodiversity of the continental subsurface | Nature Geoscience
 | В статье не хватает ссылок на источники (см. рекомендации по поиску). |
Ссылки
[править | править код] | |
|---|---|
| В библиографических каталогах |
