Розділ 9.6: Біоенергетика: біомаса, біопаливо та біогаз

Біоенергетика – це перетворення біомаси, біологічного матеріалу, в енергію. Століттями його використовували у вигляді деревини та деревного вугілля, а нещодавно як біопаливо для транспорту та виробництва електроенергії.

Однією з найперших форм біоенергетики було використання деревини для приготування їжі та опалення. Ця практика походить з доісторичних часів і все ще існує в багатьох частинах світу сьогодні. У середні віки вітряки використовували для перемелювання зерна та перекачування води, а в 19 столітті для тих же цілей використовували водяні млини. Використання гною тварин для приготування їжі та опалення також є звичайною практикою в деяких регіонах.

Першою сучасною біоенергетичною технологією була парова машина, яка працювала на дровах, вугіллі чи іншому паливі з біомаси. Перший практичний паровий двигун був розроблений Джеймсом Ваттом у 18 столітті, і він здійснив революцію в промисловості та транспорті. На початку 20 століття була розроблена технологія газифікації, яка дозволила перетворювати біомасу в газ для використання в двигунах і електростанціях.

Використання біопалива для транспорту почалося в 19 столітті з розвитком двигуна внутрішнього згоряння. Спочатку використовували біопаливо, таке як етанол і біодизель, але з відкриттям нафти в 20 столітті паливо на основі нафти стало домінуючим. Однак через зростання занепокоєння щодо зміни клімату та енергетичної безпеки в останні роки відновився інтерес до біопалива.

Біомасу також можна використовувати для виробництва електроенергії шляхом спалювання, газифікації або анаеробного зброджування. Під час спалювання біомаса спалюється для отримання пари, яка використовується для обертання турбіни та виробництва електроенергії. Під час газифікації біомаса нагрівається за відсутності кисню для отримання газу, який можна використовувати для виробництва електроенергії або тепла. Під час анаеробного зброджування біомаса розщеплюється бактеріями за відсутності кисню для отримання біогазу, який можна використовувати для отримання електроенергії чи тепла.

Біоенергія має потенціал стати стійким і відновлюваним джерелом енергії, якщо біомаса виробляється та збирається в екологічно чистий спосіб. Це також може забезпечити економічні вигоди сільським громадам шляхом створення робочих місць і зменшення залежності від імпортного палива. Однак існує також занепокоєння щодо впливу біоенергетики на навколишнє середовище, зокрема щодо зміни землекористування, втрати біорізноманіття та викидів парникових газів.

Загалом, біоенергетика є перспективним джерелом відновлюваної енергії, а постійні дослідження та розробки зосереджені на покращенні її ефективності, стійкості та впливу на навколишнє середовище.