Що таке біопаливо, його види та переваги

У зв'язку з кліматичними зрушеннями, які відбуваються на планеті, багато країн починають замислюватися про екологію. В першу чергу для поліпшення екології на планеті багато країн роблять біопаливо, яке зможе замінити традиційне.

Що таке біопаливо, його види та переваги

0.1. Екологічно чисте біопаливо

Ще одна причина виробництва біопалива полягає в тому, що запаси нафти і вугілля не нескінченні. Рано чи пізно вони вичерпаються, і коли це станеться, людям буде життєво необхідні альтернативні види палива, на яких зможуть їздити автомобілі, працювати котли, турбіни і так далі.

1. Що таке біопаливо

Багато хто чув про біопаливо, проте мало хто насправді знає, що це таке і як його виробляють. Отже, біопаливо - це альтернативний вид палива, який виходить в результаті переробки біологічних відходів або біологічної сировини. Варто відзначити, що існує три види біопалива:

Крім цього таке паливо може виготовлятися з різного біологічного сировини, наприклад, з гною, соломи, кукурудзи і так далі.

1.1. тверде біопаливо

Твердий тип біопалива є найбільш часто вживаним в житті людини. Найяскравіший і всім відомий приклад твердого біопалива - це, звичайно ж, дрова, які використовуються з незапам'ятних часів для обігріву приміщень і приготування їжі.

Однак на сьогоднішній день існують і інші види твердого біологічного палива. Наприклад, деревні гранули та піллети. Вони виготовлені з пресованої тирси, трісок, кори дерев, соломи та інших відходів аграрного господарства, таких як:

  • Лушпиння соняшнику;
  • Шкаралупа горіхів;
  • Гній і так далі.

Такі відходи пресуються і приймають вид гранул циліндричної форми, які мають довжину в 10-30 мм, і діаметр 6-10 мм. Біопаливо з тирси та інших аграрних відходів найчастіше використовуються для опалення житлових будинків. При цьому переробка відходів дозволяє зберігати ліси, а на відміну від вугілля, при спалюванні біопалива не виділяються шкідливі речовини, що забруднюють навколишнє середовище.

1.1.1. Піллети, тверде біопаливо

У Росії піллети вже кілька років є гідною альтернативою звичайним типам палива. Вони успішно замінюють солярку, вугілля і дрова, при цьому на відміну від солярки і вугілля, піллети при згорянні не виділяють шкідливих речовин і практично не димлять. Крім цього такий вид палива виділяє більше тепла, ніж звичайні дрова, завдяки чому піллети використовуються не тільки для обігріву приватних будинків, але і в промисловості.

Єдиним конкурентом піллет є газ, який подається через трубопровід. Скінчено, якщо враховувати тільки вартість сировини, то опалення на газу коштує в 3-4 рази дешевше. Однак якщо взяти до уваги вартість нового підключення газового обладнання (узгодження проекту, дозвіл газової служби і так далі), то пелети виграють і тут.

Що таке пелети? Це твердий тип біопалива, який представляє собою невеликі гранули циліндричної форми. Вони, як і будь-яке інше тверде біопаливо, виготовляються з відходів сільського виробництва (солома, тирса, кора, шкаралупа горіхів і так далі). Варто відзначити, що за кордоном таке паливо широко застосовується в автоматизованих котелень, як побутового, так і промислового призначення. Багато в чому таку популярність пелети отримали завдяки низькій вартості. При цьому по виділенню тепла вони не поступаються вугіллю і іншим видам палива.

Розмір однієї гранули пелет становить 6-8 мм в діаметрі і 5-70 мм в довжину. Однак існують пелети, мають розміри, що перевищують зазначені вище. Наприклад, в Новосибірську випускаються пелети, мають діаметр 10 мм.

У Росії в якості сировини для виробництва даного типу біопалива використовуються хвойні породи (залишки від переробки хвойного дерева). Але при цьому варто відзначити, що найвищу якість мають пелети, які зроблені з відходів переробки листяних порід дерев. Звичайно, для виробництва такого палива потрібне сучасне обладнання більш високого рівня.

1.2. рідке біопаливо

Рідкий вид біопалива, як правило, використовується в автомобілях. До нього можна віднести:

  • Біоетанол (прекрасна альтернатива бензину, хоча і поступається останньому по енергощільність);
  • біометанол;
  • Біобутанол - має вигляд безбарвної рідини;
  • Диметиловий ефір - виготовляється з вугілля, природного газу або біомаси;
  • Дизельне біопаливо (біодизель);
  • Біопаливо другого покоління - виготовляється шляхом піролізу біомаси.

1.2.1. дизельне біопаливо

Біодизель виробляється з різних видів рослинних олій. Для отримання такого палива з рослинної олії в першу чергу потрібно зменшити в'язкість останнього. Робиться це за допомогою спирту. Відомо, що будь-яке масло складається з тригліцеридів, що означає, що в складі масла є гліцерин. Саме гліцерин і робить масло в'язким.

Щоб вивести (нейтралізувати) гліцерин масло піддається процесу трансетеріфікаціі - усунення гліцерину за допомогою спирту. В результаті такого процесу виходить чисте біологічне дизельне паливо. Отримана рідина має колір меду і не повинна містити домішок. Якщо рідина, навіть трохи каламутна, це говорить про те, що в ній присутня вода. Видалити її можна в процесі нагрівання.

Варто відзначити, що дизельне біопаливо вкрай не рекомендується зберігати більше трьох місяців, так як воно починає розкладатися і втрачати свої властивості.

1.2.2. Біопаливо з соломи

Відносно недавно вчені з Нідерландів розробили ще один вид рідкого біологічного палива, яке може використовуватися в автомобілях. Проводиться воно з соломи.

Відповідно до технології виробництва такого палива солома нагрівається до певної температури, після чого до неї додаються спеціальні ферменти. Це дозволяє утворити цукру. Наступний етап полягає в тому, що за допомогою бактерій утворені цукру переробляються в етанол, який згодом можна використовуватися як паливо для автомобіля.

Виробництво біопалива з соломи відрізняється економічністю. Близько третини переробляється соломи відправляється у відходи, які спалюються. При горінні вони виділяють достатню кількість енергії (температури), щоб отримати цукру з решти двох третин соломи. Більш того, при спалюванні соломи утворюється більше енергії, ніж потрібно для утворення цукрів. Цю енергію цілком можливо використовувати в інших цілях.

Вчені стверджують, що після переробки 5 т соломи за представленою технології виходить біопаливо для автомобілів, якого вистачить на цілий рік їзди.

1.2.3. Біопаливо з ріпаку

Ріпак є найперспективнішим сировиною, яке використовується для виробництва біопалива. Варто зазначити, що вже сьогодні 80% біодизеля виготовляють саме з ріпаку.

Технологія виготовлення біологічного дизельного палива з рапсу полягає в тому в тому, що вихідна сировина (тобто насіння ріпаку) потрапляє в спеціальний пристрій (олійницю). Тут масло відділяється від рапсового шроту, який в подальшому використовується в комбікормової промисловості. Отримане масло надходить для подальшої обробки в етеріфікаціонную установку. В процесі етерифікації з ріпакової олії видаляється гліцерин. Для цього в масло додається метанол і небагато лужного каталізатора.

Весь процес етерифікації здійснюється в спеціальних колонах. В результаті хімічних реакцій виходить метиловий ефір, який відрізняється гарною воспламеняемостью. Варто зазначити, що такий біодизель має більш високу цетанове число, ніж звичайне дизельне паливо, отримане з нафти (відповідно 56-58 проти 50-52).

1.3. газоподібне біопаливо

До такого типу палива відносяться:

Такі види біопалива виходять в результаті бродіння біомаси. Процес видобутку біогазу полягає в тому, що біомаси містять суміш метану і вуглекислого газу. Таким чином, якщо піддати біомасу впливу спеціальних бактерій (метаногенів) відбудеться розкладання.

2.1.1. Біопаливо з гною

Довгий час відходи сільськогосподарської і харчової промисловості використовувалися виключно для виробництва добрив, однак сьогодні ці ж відходи дозволяють виробляти біологічне паливо. В якості сировини для виробництва палива можна використовувати гній худоби та птахів, а також пивна дробина, відходи боєнь, послеспиртовая барда, каналізаційні стоки, буряковий жмих і так далі.

В результаті переробки таких відходів виходить газоподібне біопаливо, яке виходить в результаті бродіння. Отриманий в результаті біогаз може бути використаний для виробництва електроенергії або в котельнях, для опалення житлових будинків. Крім цього таке паливо використовується в автомобілях.

Однак варто зазначити, що для отримання газоподібного біопалива для автомобілів біогаз, отриманий в результаті бродіння необхідно відчистити від СО2, після чого він перетворюється в метан.

2.2. Біопаливо другого покоління

Біопаливо другого покоління - це такий вид палива, який проводиться з нехарчової відновлюваної сировини, на відміну від етанолу, метанолу, біодизеля і так далі. В якості сировини для виробництва біопалива другого покоління може використовуватися солома, водорості, тирса і будь-яка інша біомаса.

Величезний плюс даного типу палива полягає в тому, що воно виготовляється з продуктів, які завжди доступні, і які постійно поновлюються. На думку багатьох вчених саме біопаливо другого покоління зможе вирішити енергетичну кризу.

2.2.1. Біопаливо з водоростей

На сьогоднішній день вчені розробили спеціальну технологію отримання біопалива другого покоління з водоростей. Розвиток цієї технології в подальшому зробити справжню революцію в світі біопалива, так як головне сировину (водорості) не вимагають особливого догляду і не потребують добривах (для росту потрібна вода і сонячне світло). Більш того, вони ростуть в будь-якій воді (брудної, чистою, солоної і прісної). Також водорості здатні допомогти в чищенні каналізаційних магістралей.

Ще один позитивний момент виробництва біопалива з водоростей полягає в тому, що останні складаються з простих хімічних елементів, які легко піддаються переробці і розщепленню. Таким чином, завдяки всіх переваг технологія виробництва біопалива з водоростей має найбільший потенціал.

Схожі статті