Конверсия биомассы в биотопливо и оценка жизненного цикла: обзор

Ожидается, что к 2040 году мировой спрос на энергию возрастет почти на 28% по сравнению с текущим уровнем. Биомасса является перспективным источником энергии для производства как твердых, так и жидких видов топлива. Биотопливо представляет собой альтернативу ископаемому топливу и может способствовать сокращению антропогенных выбросов парниковых газов. Тем не менее политические решения в отношении биотоплива должны основываться на доказательствах того, что оно производится устойчивым образом. Для этого оценка жизненного цикла (LCA) предоставляет информацию о воздействии на окружающую среду, связанном с производственными цепочками биотоплива. В настоящем обзоре рассмотрены достижения в области конверсии биомассы в биотопливо и экологического воздействия этих процессов, оцениваемого с помощью оценки жизненного цикла. К таким процессам относятся газификация, сжигание, пиролиз, ферментативный гидролиз и ферментация. Термохимические процессы подразделяются на низкотемпературные, протекающие при температуре ниже 300 °C, и высокотемпературные, протекающие при температуре выше 300 °C; к ним относятся газификация, сжигание и пиролиз. Пиролиз является перспективным процессом, поскольку протекает при относительно низкой температуре — до 500 °C, — по сравнению с газификацией, осуществляемой при 800–1300 °C. Основное внимание уделено: (1) недостаткам и преимуществам термохимических и биохимических маршрутов конверсии биомассы в различные виды топлива, а также возможности интеграции этих маршрутов для повышения эффективности процесса; (2) методологическим подходам и основным результатам 40 исследований оценки жизненного цикла, посвященных путям конверсии биомассы в биотопливо и опубликованных в период с 2019 по 2021 год; и (3) библиометрическим тенденциям и пробелам в знаниях в области конверсии биомассы в биотопливо с использованием термохимических и биохимических маршрутов. Интеграция гидротермальных и биохимических маршрутов является перспективной для развития циркулярной экономики.