ბიოსაწვავი

ბიოსაწვავი, ბიოსათბობი (ბიოლოგიური სათბობი) — საწვავი, მიღებული მცენარეული, ცხოველური, ცოცხალი ორგანიზმის ცხოველმოქმედების ან სამრეწველო ორგანული ნარჩენების გადამუშავების შედეგად. განასხვავებენ თხევად ბიოსაწვავს (შიგაწვის ძრავებისათვის – ეთანოლი, მეთანოლი, ბიოდიზელი), მყარს (შეშა, ბრიკეტები, საწვავი გრანულები, ნაფოტები, ჩალა) და გაზისებრს (სინთეზ-გაზი, ბიოგაზი, წყალბადი). წარმოების ტექნოლოგიის მიხედვით არსებობს პირველი თაობის (ნედლეულად გამოყენებულია სასოფლო-სამეურნეო კულტურები ცხიმების, სახამებლის და შაქრის დიდი შემცველობით), მეორე თაობის (არასაკვები კულტივირებული მცენარეების ნარჩენები, ბალახეულობა, მერქანი) და მესამე თაობის (წყალმცენარეები) ბიოსაწვავი. ამჟამად ბიოსაწვავის წილი თხევადი საწვავის მოთხოვნის მსოფლიო ბაზარზე შეადგენს დაახლოებით 3%-ს (ძირითადი მწარმოებლებია აშშ და ბრაზილია).

საწვავი რომელიც მიიღება მცენარეებისგან ან სოფლის მეურნეობის, კომერციული, ინდუსტრიული და საყოფაცხოვრებო ნარჩენებისგან. ბიომასა ბიოსაწვავად გარდაიქმნება თერმული, ქიმიური ან ბიოქიმიური დამუშავებით და შედეგად ვიღებთ მყარ, თხევად ან აირად ბიოსაწვავს. ბიოსაწვავად გამოყენებული ბიომასის ხუთი ძირითადი წყაროა:

ხე - სატყეო მეურნეობიდან ან გადამამუშავებელი წარმოებიდან
ენერგეტიკული მცენარეები - მაღალი მოსავლიანობის მქონე მცენარეები, რომლებიც ითესება სპეციალურად ენერგეტიკული მიზნებისათვის.
სოფლის მეურნეობის ნარჩენები - მცენარეული და ცხოველური.
საყოფაცხოვრებო ნარჩენები - საკვების წარმოების და გამოყენების დროს მიღებული ნარჩენები.
ინდუსტრიული ნარჩენები
ამ ხუთი წყაროდან მიიღება 3 სახის ბიოსაწვავი: მყარი, თხევადი და აირადი ბიოსაწვავი.
მყარი ბიოსაწვავი - ყველაზე ცნობილი და ფართოდ გავრცელებული ბიოსაწვავი არის ხე, რომლის პირდაპირი წვის გზითაც მიიღება სითბო. დაახლოებით მილიონი წლის წინ, მას შემდეგ რაც თანამედროვე ადამიანის წინაპარმა ცეცხლის დანთება ისწავლა, შეშა წარმოადგენდა თერმული ენერგიის მიღების ერთადერთ წყაროს მსოფლიოში, ვიდრე ინდუსტრიული რევოლუციის პერიოდში, მე-18 საუკუნის მეორე ნახევრიდან, წინა პლანზე წიაღისეული საწვავის მოხმარებამ წამოიწია და ბიომასა, როგორც ენერგიის წყარო, ნაკლებად პრიორიტეტული გახდა.

დღეს, თანამედროვე ტექნოლოგიური განვითარების კვალდაკვალ, ტრადიციული ბიოსაწვავის ადგილს თანამედროვე ბიოსაწვავი იკავებს, ხის პირდაპირი წვის ნაცვლად, აქცენტი კეთდება სოფლის მეურნეობის, ხე-ტყის გადამამუშავებელი საამქროების, ტყის მოვლითი ჭრებით მიღებული ნარჩენების გადამუშავებაზე და პელეტების, ბრიკეტებისა თუ ნაფოტების სახით გამოყენებაზე, რომელიც ეფექტურ ღუმელებში იწვის და მეტი თბოუნარიანობით გამოირჩევა, ვიდრე ჩვეულებრივი შეშა. თანამედროვე მყარი ბიოსაწვავის უპირატესობას წარმოადგენს ის ფაქტიც, რომ მისი ტრანსპორტირება და შენახვა არის ადვილი, წარმოების პროცესში კი ქმნის დამატებით სამუშაო ადგილებს და საკუთარი წვლილი შეაქვს ეკონომიკის განვითარებაში. 1

თხევადი ბიოსაწვავი - თხევადი ბიოსაწვავის ძირითადი სახეობებია ბიოეთანოლი და ბიოდიზელი. ბიოეთანოლი გავრცელებული საწვავია, განსაკუთრებით ბრაზილიაში. საწვავი მზადდება შაქრისგან, რომელსაც გამოყოფენ ხორბლის, ჭარხლის, სიმინდის და სხვა მცენარეებისგან. ბიოეთანოლი ძირითადად ბენზინის ნაცვლად გამოიყენება, ან შეიძლება შეერიოს ბენზინს ნებისმიერი პროპორციით, მისი სიმძლავრე ბენზინისაზე ნაკლებია, რაც იმას ნიშნავს, რომ იმავე რაოდენობის ენერგიის მისაღებად მეტი საწვავის მოხმარებაა საჭირო, თუმცა ბიოეთანოლის უპირატესობა მდგომარეობს მაღალ ოქტანობაში, რაც ზრდის ძრავის კუმშვადობას ( ' ) და თერმულ ეფექტურობას და გამონაბოლქვით ნაკლებად აზიანებს გარემოს.
თხევადი ბიოსაწვავის მეორე ყველაზე გავრცელებული სახეობაა ბიოდიზელი, რომელიც განსაკუთრებით პოპულარულია ევროპაში და ძირითადად იწარმოება სხვადასხვა მცენარეული ზეთისაგან. ბიოდიზელი, ჩვეულებრივ დიზელთან შედარებით, 60%-ით ამცირებს გამონაბოლქვს. სუფთა ბიოდიზელის სერტიფიცირებული გამოყენება 2014 წლიდან დაიწყო, მას შემდეგ რაც ემისისების კონტროლის ოქმი შემუშავდა. ბიოდიზელი შეიძლება გამოიყენებოდეს ტრადიციულ დიზელთან ერთად და არ წარმოადგენს რამე საფრთხეს ავტომობილების ძრავისათვის.
სხვა საწვავებია აგრეთვე „მწვანე დიზელი“ რომელიც იწარმოება მცენარეული ზეთისგან და ცხოველური ცხიმისგან. აქვს იგივე მახასიათებლები რაც ჩვეულებრივ დიზელს.

აირადი ბიოსაწვავი ბიოსაწავი შეიძლება გვხვდებოდეს აირად მდგომარეობაშიც, ბიოგაზის სახით. ბიოგაზი შედგება, ძირითადად, მეთანისა და ნახშირორჟანგისაგან, რომელიც წარმოიქმნება საკვების ნარჩენებისგან ან ცხოველების ექსკრემენტებისაგან ანაერობული გადამუშავების შედეგად.
ბიოსაწვავი როგორც განახლებადი ენერგიის წყარო

კლიმატის ცვლილების სამთავრობათაშორისო საბჭოს მიხედვით, ბოლო ერთი საუკუნის განმავლობაში დედამიწის ზედაპირის ტემპერატურამ 0.6 გრადუსით მოიმატა და 1990-იანი წლები იყო ყველაზე თბილი წლები. მეცნიერების მტკიცებით, ცივილიზაციის დასაწყისიდან, დედამიწის ზედაპირის ტემპერატურის ცვლილება მერყეობს ერთ გრადუსიან ნიშნულში, თუმცა მანამდე უფრო დიდი რყევები იყო. -ის პროგნოზის მიხედვით კი 2100 წლისთვის ტემპერატურა მოიმატებს 1.4 დან 5.8 გრადუსამდე. ტემპერატურის მატების შედეგად ივარაუდება ზღვის დონის აწევა, ოკეანეების გაფართოება და პოლარული ყინულის დნობა. მეოცე საუკუნის მიწურულს, ზღვის დონემ 10–დან 20 სანტიმეტრამდე აიწია. 2100 წლისთვის კი შესაძლოა ამ მაჩვენებელმა 88 სანტიმეტრს მიაღწიოს. მეცნიერების უმეტესობას სჯერა, რომ ამ დათბობის მიზეზია სათბური გაზების, კონკრეტულად კი 2-ის კონცენტრაციის ზრდა ატმოსფეროში რაც ადამიანის ჩარევით, ინდუსტრიალიზაციის შედეგად მოხდა. შესაბამისად, გლობალური დათბობის მიზეზი ადამიანური საქმიანობით გამოწვეული აქტივობებია.

ამ პირობებში, განახლებადი ენერგიის წყაროები: მზის, ქარის, ბიომასის, წყლის, გეოთერმული ენერგია განსაკუთრებით აქტუალური ხდება, რადგან მიჩნეულია, რომ მათგან ენერგიის წარმოება გარემოსათვის ზიანის მიყენების გარეშე არის შესაძლებელი და, შესაბამისად, სუფთა ენერგიის წყაროებია. ბიოსაწვავისთვის დამახასიათებელია ნახშირორჟანგის მოკლე ციკლი და არ ახდენს ატმოსფეროში ზედმეტი 2 ის გაფრქვევას, არა აქვს დამატებითი სათბური გაზის ეფექტი.
ბიოსაწვავის გამოყენების გარშემო არსებული სადავო საკითხები და წარმოდგენები

ბიომასის ენერგეტიკული მიზნით გამოყენებაც წარმოშობს აზრთა სხვადასხვაობას და დებატებს. დისკუსია ძირითადად შემდეგ საკითხებს უკავშირდება:

ასოციაცია სიღარიბესთან - ბიომასის, კონკრეტულად კი ხის, საწვავად გამოყენება სიღარიბესა და ქვეყნის განვითარების დაბალ დონესთან ასოცირდება, რადგან ტრადიციული ბიომასა ძირითადი ენერგიის წყაროა აფრიკის განვითარებად ქვეყნებში და სხვა რეგიონებში, თუმცა თანამედროვე ტექნოლოგიებით გადამუშავებული ბიომასის გამოყენება (პელეტები, ბრიკეტები, ნაფოტები) ამ შეხედულების საწინააღმდეგოს ამტკიცებს.
დაბინძურება და მასთან დაკავშირებული ჯანმრთელობის პრობლემები განვითარებად ქვეყნებში - ბიომასის პირდაპირი წვა საცხოვრებლებში საკვების მოსამზადებლად და გათბობისათვის იწვევს ჯანმრთელობის პრობლემებს განსაკუთრებით ქალებსა და ბავშვებში. ჯანდაცვის მსოფლიო ორგანიზაციის მონაცემებით, დაახლოებით 3 მილიარდი ადამიანი იყენებს შეშას საკვების მოსამზადებლად ღია სივრცეში და არასტანდარტულ ღუმელებში საიდანაც დიდი რაოდენობით ხდება კვამლის გამოდინება. ამ პროცესებში გამოყოფილი ნაწილაკები ღრმად აღწევს სასუნთქ სისტემაში, განსაკუთრებით ფილტვებში და იწვევს მძიმე რესპირატორულ დაავადებებს.
დაბალი ეფექტიანობა, წყლის მაღალი შემცველობა - სხვადასხვა სახის ბიომასა განსხვავებული რაოდენობის ენერგიას შეიცავს. ახლად მიღებული ბიომასა დიდი რაოდენობით შეიცავს წყალს, მცენარეული ნარჩენების წყლის შემცველობა 8-20%-ია ხოლო ხის - 30-60%. შედარებისთვის, წყლის შემცველობა ქვანახშირის საწვავში არის 2-12%. რაც იმას ნიშნავს, რომ ნედლი ბიომასის ენერგიის დიდი ნაწილი დაიხარჯება წყლის აორთქლებაზე ვიდრე ქვანახშირის წვის შემთხვევაში. თუმცა, ბიომასის ქიმიური შემადგენლობა ნაკლებ საზიანოა გარემოსათვის ვიდრე წიაღისეული საწვავის .

მიწის გამოყენება ენერგეტიკული მცენარეებისთვის- ბიოსაწვავის საკვებთან დაპირისპირება ამ დებატების ყველაზე ხშირად გამოყენებული ფორმაა მთელ მსოფლიოში. ძირითადი კითხვა შემდეგ ეთიკურ საკითხს მოიცავს - რამდენად გამართლებულია ენერგეტიკული მიზნებით გამოსაყენებელი მცენარეების დარგვა და ამისთვის მიწის გამოყენება მაშინ, როცა სხვადასხვა ქვეყანაში საკვების დეფიციტია და ხალხი შიმშილობს? თუკი ხალხს სჯერა, რომ ტრანსპორტის საწვავად გამოყენებული ბიოდიზელი ხალხის შიმშილის ხარჯზე არის მიღებული, მაშინ ყოველგვარ ტექნოლოგიურ განვითარებას და თანამედროვე ბიოსაწვავს ეთიკური და მორალური არგუმენტი უპირისპირდება. ამ დებატებში ცალსახა პასუხი არ არსებობს და ყველაფერი ქვეყნების პოლიტიკებსა და ბევრ სხვა გარემოებაზეა დამოკიდებული.

ბიომასა და ბიოსაწვავი საქართველოში
ნარჩენი ბიომასის მნიშვნელოვანი პოტენციალი არსებობს საქართველოშიც, რომელიც შეიძლება გამოყენებული იქნას ენერგეტიკული მიზნებისათვის. ნარჩენები მიიღება სოფლის მეურნეობის ერთწლიანი (ხორბალი, სიმინდი, ქერი, შვრია, მზესუმზირა, ლობიო) და მრავალწლიანი (ყურძენი, ხეხილი, თხილი, დაფნა) კულტურებისაგან, ისევე როგორც ტყის სანიტარული და მოვლითი ჭრების ღონისძიებებიდან. თეორიულად, 304 ათასი ტონა ნარჩენი შეიძლება იქნას მიღებული მრავალწლიანი მცენარეებისგან, რისი ენერგეტიკული ღირებულებაც არის 5.6 პჯ რაც წელიწადში 1.565 ტვტ/სთ. ენერგიის ტოლია. ერთწლიანი მცენარეების ნარჩენებისგან კი არსებობს 23.4 პჯ ენერგიის მიღების პოტენციალი.
რაც შეეხება ტყეს, საქართველოშიც, ისევე როგორც სხვა ქვეყნებში, ტყის ნარჩენი ბიომასა ძირითადად 2 სახისაა. 1) ხის მოჭრისას ტყეში დატოვებული ტოტები, მორები, ფოთლები და ნახერხი 2) ხე-ტყის გადამამუშავებელ ქარხნებში წარმოქმნილი ნარჩენი ნახერხის, ქერქის, ბურბუშელისა და სხვა სახით. პირველადი შეფასებით, აღნიშნული წყაროებიდან დაახლოებით 40 პჯ ენერგიის მიღების პოტენციალი არსებობს .

აღსანიშნავია, რომ სოფლის მეურნეობის ნარჩენი ბიომასის ძირითადი ნაწილი საქართველოში იწვება ან ხდება მინდვრებში მისი დატოვება. მოსახლეობა გათბობისათვის იყენებს თხილის ნარჩენს (ნაჭუჭი), ცალკეული შემთხვევების გარდა ასევე არ გამოიყენება ხე-ტყის გადამამუშავებელი საამქროების მიერ წარმოქმნილი ნარჩენები.