Biomass Energy: a Multidimensional Analysis of Sustainable Energy Transition
Автор: Mammadova A., Imanov H., Jafarli M.
Журнал: Бюллетень науки и практики @bulletennauki
Рубрика: Технические науки
Статья в выпуске: 5 т.12, 2026 года.
Бесплатный доступ
Global energy demand is growing exponentially due to increasing population, rapid urbanization, and industrialization. Fossil fuels, which currently account for approximately 80% of the primary energy supply, are proving insufficient for a sustainable energy future due to limited reserves, geopolitical vulnerabilities, and devastating climate impacts. This study comprehensively examines biomass energy from a systematic and interdisciplinary perspective. The study covers the structural chemistry of biomass, feedstock classification, pre-treatment stages, thermochemical (combustion, pyrolysis, gasification, liquefaction) and biochemical (anaerobic digestion, fermentation, biophotolysis) conversion technologies, and final product applications within an integrated framework. The main lignocellulosic components—cellulose (35–55%), hemicellulose (15–35%), and lignin (10–30%)—possess critical feedstock characteristics for different conversion pathways. Fermentation processes employing specific microorganisms such as Saccharomyces cerevisiae form the basis of bioethanol production, while anaerobic digestion yields biogas with 55–75% methane content alongside organic fertilizer. Fast pyrolysis converts biomass to liquid bio-oil with 60–70% efficiency at 450–550°C with short residence times; steam gasification offers high calorific value advantages in syngas production. The global bioenergy sector currently holds a 12% share of renewable energy generation as the largest renewable source and encompasses 3.58 million jobs. Biomass emerges as a strategic resource that must be placed at the center of energy policies, providing not only energy security but also reducing greenhouse gas emissions, utilizing agricultural wastes, and supporting rural development.
Biomass energy, lignocellulosic biomass, thermochemical conversion, biochemical conversion
Короткий адрес: https://sciup.org/14135645
IDR: 14135645 | УДК: 620.952: 502.131.1 | DOI: 10.33619/2414-2948/126/30
Энергия биомассы: многомерный анализ в контексте перехода к устойчивой энергетике
Глобальный спрос на энергию неуклонно возрастает в каждом последующем десятилетии в связи с увеличением численности населения, ускоренными процессами урбанизации и индустриализации. В настоящее время ископаемые топлива, обеспечивающие около 80 % первичного энергоснабжения, оказываются недостаточными для обеспечения устойчивого энергетического будущего вследствие ограниченности запасов, геополитической уязвимости и разрушительного воздействия на климат. Настоящая работа представляет собой систематический и междисциплинарный анализ энергии биомассы, занимающей уникальное положение среди возобновляемых источников энергии. Оригинальный вклад исследования заключается в комплексной оценке, охватывающей путь от структурной химии биомассы, классификации типов сырья, стадий предварительной обработки, термохимических (сжигание, пиролиз, газификация, ожижение) и биохимических (анаэробное сбраживание, ферментация, биофотолиз) методов конверсии до областей конечного применения получаемых продуктов. Основные компоненты лигноцеллюлозной биомассы — целлюлоза (35–55%), гемицеллюлоза (15–35%) и лигнин (10–30%) — обладают критически важными свойствами сырья для различных маршрутов конверсии. В биохимических процессах ферментация с использованием специфических микроорганизмов, таких как Saccharomyces cerevisiae, лежит в основе производства биоэтанола; анаэробное сбраживание позволяет получать биогаз с содержанием метана 55–75%, обеспечивая одновременно производство энергии и органических удобрений. Среди термохимических методов быстрый пиролиз позволяет превращать биомассу при 450–550°C и коротком времени пребывания в жидкую бионефть с выходом 60–70 %; паровая газификация характеризуется получением синтез-газа с высоким теплотворным значением. В настоящее время биоэнергетика занимает ведущее положение среди возобновляемых источников, обеспечивая около 12% мирового производства возобновляемой энергии и создавая рабочие места для 3,58 млн человек. В итоге биомасса выступает стратегическим ресурсом, который должен занять центральное место в энергетической политике не только благодаря обеспечению энергетической безопасности, но и в силу способности снижать выбросы парниковых газов, утилизировать сельскохозяйственные отходы и способствовать развитию сельских территорий.
