The paper considers environmental problems of hydrocarbon fuel usage. The assessment of the area necessary for cultivation of algae biomass and its further use as solid fuel at thermal power plant has been carried out. Expediency of production of microalgae biomass in the process of photosynthesisas raw material for biofuel production is revealed.
atmosphere, biomass, algae, biofuel
1. Введение
Две проблемы большой энергетики — снижение запасов органического топлива и загрязнение окружающей среды — тесно связаны друг с другом. Их решение предусмотрено энергетической стратегией России, цели и приоритеты которой рассмотрены в [1].
Основное количество электроэнергии в нашей стране вырабатывается на тепловых электростанциях, предполагающих сжигание топлива. Общие запасы органического топлива на земле составляют 12800 млрд т условного топлива (т у. т.), из них при- родный газ — 630, нефть и газовый конденсат — 740, каменный уголь — 11200 млрд т у. т. Годовое потребление в мире достигло 13 млрд т у. т. и продолжает расти. Отметим, что расходуется в первую очередь более чистый в экологическом отношении при- родный газ, затем идут нефть и газовый конденсат. При оценке реальных запасов следует учесть также коэффициент извлечения топлива, не превышающий, как правило, 0,5 (50%). При сжигании топлива в атмосферу поступают окислы углерода, серы, азота, пары воды, сажа, соединения свинца, мышьяка, ртути, хрома, меди и другие вредные вещества. Наиболее чистым топливом является газ, затем идет мазут, но и он содержит не менее 2,5% серы, а угли содержат наибольшее количество серы (например, подмосковные угли содержат от 6% серы), образующей при сгорании двуокись серы. В продуктах сгорания содержится вызывающий онкологические заболевания бензапирен. Огромный вред наносится гидросфере при попадании в нее нефтепродуктов, 1 т которых растекается на площади 1 км2, закрывая доступ атмосферного воздуха в воду, а также препятствуя самоочищению водоемов. Сброс охлаждающей воды на ТЭС в водоемы следует рассматривать как тепловое загрязнение, вызывающее бурный рост и последующее гниение и заражение водоемов сине-зелеными водорослями. Все вредные соединения, попавшие с продуктами сгорания в атмосферу, с осадками возвращаются на землю и поступают в гидросферу и литосферу. Например, кислотные осадки, поступая в почву, истощают щелочную составляющую и закисляют ее, а также выщелачивают алюминий и тяжелые металлы, которые затем попадают в пищевую цепь. Кислотные осадки, увеличивая кислотность водоемов, снижают продуктивность живых обитателей водоемов или убивают их.
Основной ущерб экологии планеты при эксплуатации ТЭС оказывает поступление двуокиси углерода в атмосферу. Существуют технические и биологические способы снижения содержания парниковых газов в атмосфере. Технические методы хорошо известны и подробно рассмотрены в [2]. Однако технические методы либо сложны, либо чрезмерно энергозатратны.
К биологическим способам снижения парниковых газов в атмосфере можно отнести ассимиляцию пар-
1. Rasporyazhenie pravitel´stva Rossiyskoy Federatsii ot 28 avgusta 2013 g. №1234-R «Ob utverzhdenii Energeticheskoy strategii Rossii na period do 2020 goda».
2. Ezhova N.N., Sudareva S.V. Sovremennye metody ochistki dymovykh gazov teplovykh elektrostantsiy ot dioksida ugleroda. Teploenergetika. 2009. - №1. - S. 14-19.
3. Braatz B.V., Brown S., Isichei A.O. Uchet vybrosov parnikovykh gazov v Afrikanskikh stranakh i mery po ikh snizheniyu: lesnoe i sel´skoe khozyaystvo, izmeneniya kharaktera zemlepol´zovaniya. Problemy okruzhayushchey sredy i prirodnykh resursov: Obzor. inform. VINITI. 1997. - № 12. - S. 80-101.
4. Ogbonna J.C., Tanaka H. Industrial-size photobioreactors. Chemtech. 1997. - Vol. 27. - № 7. - R. 43-49.
5. Jerry W.K. Supersized algae bioreactors. Biodiesel Magazine. 2007. November. http://www.biodieselmagazine.com/article.
6. Melis A., Neihardt J., Benemann J. Dunaliella salina (Chlorophyta) with small chlorophyll antenna sizes exhibit higher photosynthetic productivities and photon use efficiencies than normally pigmented cells. Journal of Applied Phycology. 1999. - Vol. 10. - P. 515-525.
7. Bullis K. Fuel from algae. http://www.technolgyreview. com/business/20319/page2/.
8. Chernova N.I., Kiseleva S.V. Ispol´zovanie mikrovodoroslevykh biotekhnologiy v reshenii problem ratsional´nogo prirodopol´zovaniya. Innovatsionnye tekhnologii XXI veka dlya ratsional´nogo prirodo- pol´zovaniya, ekologii i ustoychivogo razvitiya. - M.: Noosfera, 2004. - S. 205-217.
9. Chernova N.I., Kiseleva S.V., Korobkova T.P., Zaytsev S.I. Mikrovodorosli v kachestve syr´ya dlya polucheniya biotopliva. Al´ternativnaya energetika i ekologiya. 2008. - № 9. - S. 68-74.
10. Shchegol´kova N.M. Osnovnye napravleniya i perspektivy razvitiya bioenergetiki. Teploenergetika. 2010. - № 1. - S. 14-19.
