При производстве любых продуктов потребления затрачивается энергия, которая и идет на производство работы по созданию продукта. Учитывая обратимость работы и энергии, часть энергии можно вернуть, "испортив" продукт, например, путем сжигания. Если продукт исчерпал свой срок службы или выполнил возлагаемые на него функции, то желательно вернуть хотя бы часть затраченной на его производство энергии. Если это удастся, то полученную энергию можно использовать для производства другой работы или для получения тепла. То есть, часть энергии, затраченной на производство продукции, можно использовать
вторично. В соответствии с этим, те материальные объекты, которые могут вернуть часть энергии, называются
вторичными энергоресурсами.
Отметим, что теоретически можно освободить энергию, заключенную в любом веществе. Например, расплавив металл, можно затем получать тепловую энергию при его охлаждении и возвращения в исходное твердое состояние. В крайнем случае, не отвергается возможность освобождения энергии атомарных связей. Однако на этих примерах уже можно увидеть, что для освобождения энергии, заключенной в каком-то материальном объекте, необходимо то же приложить энергию для производства работы по освобождению заключенной энергии. Для многих материальных объектов соотношение подведенной и полученной энергии оказывается невыгодным.
С учетом этого,
вторичными энергоресурсами можно считать только те, которые позволяют высвободить энергии больше, чем требуется для ее высвобождения.
Теперь, когда мы окончательно установили, что называть вторичными энергоресурсами, приступим к их анализу и классификации.
Очевидно, вторичные энергоресурсы могут содержать и впоследствии высвобождать только ту часть энергии, которую использовали рукотворно для производства работы по их созданию. А могут содержать и затем высвобождать и часть энергии, полученной ими естественным путем, например, в процессе фотосинтеза. Таким образом, мы можем разделить
эффективные вторичные энергоресурсы на два вида:
- вторичные энергоресурсы, содержащие и способные высвободить только искусственно подведенную энергию;
- вторичные ресурсы, содержащие и способные высвободить возобновляемую энергию.
Вторичные энергоресурсы первого вида не могут добавить энергии, а способны только экономить энергию, используя часть ее вторично. Вторичные ресурсы второго вида могут быть источниками дополнительной энергии, полученной ими естественным путем от ВИЭ. Очевидно, вторичные энергоресурсы второго вида более ценны в энергетическом отношении.
Далее заметим, что подведенная энергия (возобновляемая и невозобновляемая) тратиться не только на получение целевого продукта, но и на отделение отходов. Отходы представляют ту часть объекта, которую нельзя использовать по целевому назначению. Заметим, что в отходы может превращаться и отработавшая свой срок службы продукция. Кроме того, отходы могут скапливаться в месте производства продукции, а могут рассредоточиваться вместе с распространением целевого продукта. Например, при производстве деревянных изделий, неизбежны отходы в виде стружек, опилок и обрезков, которые сосредоточены в
месте производства целевых деревянных изделий. А если товар требует упаковки (бумажный коробок или деревянный ящик), то упаковка перейдет в разряд отходов только после приобретения товара, следовательно, в
месте использования его по назначению, то есть, вдали от места производства. В отходы пойдет и целевой продукт по истечению срока его службы, причем, тоже по
месту использования. Если эти отходы могут быть вторичными ресурсами, то их по этому признаку можно разделить на
сосредоточенные и
рассредоточенные. Очевидно рассредоточенные отходы, представляющие вторичные энергоресурсы, могут быть смешаны с другими отходами, не представляющими энергетической ценности, что потребует затрат не только на их сбор, но сортировку. Заметим, что отходы растительного и животного происхождения (биомасса) могут быть сосредоточенные и условно сосредоточенные. К условно сосредоточенным отходам относятся пожнивные остатки, оставленные на полях. Условно рассредоточенные отходы биомассы не требуют сортировки перед использованием в качестве вторичных энергоресурсов.
Таким образом, биомасса является наиболее эффективным видом вторичных ресурсов, которые, кроме того, относятся к возобновляемым источникам энергии. Это объясняется тем, что растительная биомасса образуется не только в результате потребления питательных веществ, но и в процессе фотосинтеза, при котором энергия фотонов идет на образования хлорофилла, следовательно, на наращивание биомассы. Так как растительная биомасса идет, в том числе, и на корм животных, то отходы животной биомассы также возобновляемы. При освобождении энергии биомассы, например, путем ее сжигания, продукты сгорания возвращаются в окружающую среду и восстанавливаются в новой волне биомассы. Так как процесс воспроизводства биомассы требует определенного времени, то ее расход должен быть регулируемым, то есть, обеспечивающим воспроизводство. К сожалению, в Мире известны случаи интенсивного уничтожения биомассы без обеспечения условий ее воспроизводства, например, вырубка лесных массивов.
