Пропустить навигацию.
Главная

Биотопливо

Биотопливо — это топливо из биологического сырья, получаемое, как правило, в результате переработки стеблей сахарного тростника или семян рапса, кукурузы, сои. Существуют также проекты разной степени проработанности, направленные на получение биотоплива из целлюлозы и различного типа органических отходов, но эти технологии находятся в ранней стадии разработки или коммерциализации. Различается жидкое биотопливо (для двигателей внутреннего сгорания, например, этанол, метанол, биодизель), твёрдое биотопливо (дрова, солома) и газообразное (биогаз, водород).

Что же представляет собой биотопливо?

Первое что приходит в голову обыкновенные дрова. Твердое биотопливо. Дрова - древнейшее топливо, используемое человечеством. В настоящее время для производства дров или биомассы выращивают энергетические леса, состоящие из быстрооборачиваемых растений.

Биотопливо. Биоэтанол — обычный этанол, получаемый в процессе переработки растительного сырья для использования в качестве биотоплива. Мировое производство биоэтанола в 2005 составило 36,3 млрд литров, из которых 45 % пришлось на Бразилию и 44,7 % — на США. Этанол в Бразилии производится преимущественно из сахарного тростника, а в США — из кукурузы. Производство этанола из тростника на сегодняшний день экономически более выгодно, чем из кукурузы. Федеральное правительство США предоставляет производителям этанола налоговый кредит (но не субсидии) до $0,51 за галлон этанола. Бразильский этанол дёшев из-за низких заработных плат у сборщиков сахарного тростника.

Биотопливо. Биометанол Промышленное культивирование и биотехнологическая конверсия морского фитопланктона рассматривается как одно из наиболее перспективных направлений в области получения биотоплива. В начале 80-х рядом европейских стран совместно разрабатывался проект, ориентированный на создание промышленных систем с использованием прибрежных пустынных районов. Осуществлению этого проекта помешало общемировое снижение цен на нефть.

Первичное производство биомассы осуществляется путём культивирования фитопланктона в искусственных водоемах, создаваемых на морском побережье.

Вторичные процессы представляют собой метановое брожение биомассы и последующее гидроксилирование метана с получением метанола.

Основными доводами в пользу использования микроскопических водорослей являются следующие:
высокая продуктивность фитопланктона (до 100 т/га в год);
в производстве не используются ни плодородные почвы, ни пресная вода;
процесс не конкурирует с сельскохозяйственным производством;
энергоотдача процесса достигает 14 на стадии получения метана и 7 на стадии получения метанола;

Биотопливо. Биобутанол Бутанол- C4H10O — бутиловый спирт. Бесцветная жидкость с характерным запахом. Широко используется в промышленности. В США ежегодно производится 1,39 млрд литров бутанола приблизительно на $1,4 млрд.

Диметиловый эфир Диметиловый эфир — экологически чистое топливо без содержания серы, содержание оксидов азота в выхлопных газах на 90 % меньше, чем у бензина. Применение диметилового эфира не требует специальных фильтров, но необходима переделка систем питания (установка газобалонного оборудования, корректировка смесеобразования) и зажигания двигателя. Без переделки возможно применение на автомобилях с LPG-двигателями при 30 % содержании в топливе.

Биодизель — топливо на основе жиров животного, растительного и микробного происхождения, а также продуктов их этерификации.

Для получения биодизельного топлива используются растительные или животные жиры. Сырьём могут быть рапсовое, соевое, пальмовое, кокосовое масло, или любого другого масла-сырца, а также отходы пищевой промышленности. Разрабатываются технологии производства биодизеля из водорослей.

С точки зрения получения энергии данная биосистема имеет существенные экономические преимущества по сравнению с другими способами преобразования солнечной энергии.

Сырьем для производства биотопливо могут быть различные растительные масла: рапсовое (основной вид сырья в ЕС), соевое, арахисовое, пальмовое, отработанное подсолнечное и оливковое масло (использованные, например, при приготовлении пищи), а также животные жиры. С химической точки зрения биодизель представляет собой метиловый эфир.

При его производстве в процессе этерификации масла и жиры вступают в реакцию с метиловым спиртом и гидроксидом натрия, служащим катализатором, в результате чего образуются жирные кислоты, а также побочные продукты – например глицерин, широко применяющийся в фармацевтической, парфюмерной и лакокрасочной промышленности. Кстати, биодизель еще и не воняет, как солярка.

Немало внимания уделяется альтернативному горючему и за океаном. Биодизель (включая смесь В20) в настоящее время признан Агентством по охране окружающей среды и Министерством энергетики США в качестве альтернативного горючего, соответствующего требованиям по защите атмосферного воздуха и окружающей среды.

К тому же биодизель обладает рядом существенных преимуществ. Он нетоксичен (его токсичность составляет лишь 10% от токсичности поваренной соли), разлагается в естественных условиях (приблизительно за то же время, что и сахар), практически не содержит серы и канцерогенного бензола.

Кроме того, такое топливо при некотором снижении мощности двигателя (очень малом при использовании биодизеля в виде 20%-ной смеси с обычным дизельным топливом) обладает и чисто техническими преимуществами, которые включают в себя увеличение смазывающей способности, что продлевает жизнь двигателя, значительное снижение вредных выбросов (включая СО, СО2, SO2, мелкие частицы и летучие органические соединения), способствует очистке инжекторов, топливных насосов и каналов подачи горючего.

Министерством сельского хозяйства США совместно с Национальной лабораторией возобновляемых видов энергии Министерства энергетики США было проведено множество независимых исследований по сравнению различных альтернативных видов топлива. В частности, сравнивались затраты топлива на весь жизненный цикл автомобиля и на проезд одной мили. Самые конкурентоспособные результаты среди различных альтернативных видов топлива показал биодизель.