Уже многие годы ведутся исследования и разработки альтернативных источников энергии, особое внимание уделяется производству биотоплива, способного если не вытеснить, то хотя бы частично заменить бензины и дизтопливо.
Что называют биотопливом?
Биологическим топливом называют горючий элемент, созданный из растительного или животного сырья. В качестве сырья используют разнообразные сельскохозяйственные культуры. Например, соевые семена, сахарный тростник и т.д. В некоторых случаях для изготовления горючего задействуют органические отходы. Впервые биотопливом начали пользоваться в 70-х годах в США.
На данный момент природный источник энергии активно развивают и с успехом применяют более 40 стран. Известно несколько видов горючего элемента: жидкий, твердый и газообразный. Классификация установлена в согласии с агрегатным состоянием биологического вещества.
- Жидкий. Безопасный и экологически чистый природный ресурс, полученный вследствие переработки растительного сырья. Наиболее популярными представителями жидкого горючего является диметиловый эфир, биометанол и биодизель. Жидкое биотопливо наблюдается в двигателях внутреннего сгорания. Диметиловый эфир является источником питания автомобиля. Биодизель также может выступать альтернативным вариантом транспортного горючего.
- Твердый элемент. Старинный и европейский энергоресурс. Яркими представителями твердого биотоплива являются отходы жизнедеятельности животных (навоз, птичий помет), торф или древесина. С помощью торфяного энергоресурса отапливаются жилые помещения. Древесину используют для приготовления еды. На древесине функционируют европейские тепловые электростанции. Отходы жизнедеятельности животных также активно применяют в отопительных целях.
- Газообразный. Биоводород и биогаз- два ярких и главных представителя газообразного биотоплива. Биоводород добывается путем нагрева древесных отходов. Горючее активно используется в момент изготовления водородного топливного элемента для транспортных средств. Второй вариант биотоплива заменяет природный газ. Создается путем метанового брожения с помощью разнообразных бытовых и природных материалов (водоросли, помет, сточные воды).
Выведены три основные поколения биотоплива. К первому относят сельскохозяйственные культуры, содержащие высокий уровень целлюлозы: сою, кукурузу и сахарную свеклу. Выращивание подобных культур вредит климатическому состоянию окружающей среды. Поэтому ученые продолжают искать другие виды биотоплива.
Представители второго поколения богаты на целлюлозу и лигнин. Для производства травяной или древесной биомассы требуется много площади. Использование биотоплива в этом случае сокращает земельные ресурсы.
Горючее сырье, относящийся к третьему поколению в настоящее время усовершенствуется и дорабатывается. Главным представителем этого поколения являются водоросли, выращенные в открытых водоемах.
Многочисленные исследования ученых и создание новых методик позволяют в недалеком будущем разработать новые виды горючего биологического топлива.
В настоящем, альтернативные энергоресурсы, применяющиеся на практике, обладают рядом положительных и отрицательных качеств.
Источник: http://plusiminusi.ru/plyusy-i-minusy-biotopliva-kak-istochnika-energii/
Что это такое?
Биотопливом называют вещество, получаемое из животного и растительного сырья, в том числе из продуктов жизнедеятельности человека, животных, простейших микроорганизмов и промышленных отходов органического происхождения. Самый распространенный вид — биоэтанол, многим известен как просто этанол.
Эти идеи продвигал еще Генри Форд. В начале 20 века он искал способы перевести свою модель TS на этанол. На момент создания дизельных двигателей они работали на арахисовом масле, тоже природный ресурс. Однако, было открыто множество месторождений нефти, от этого бензин стал более распространенным, как и дизельные виды. Из-за это о концепции биотоплива забыли. Сейчас самое время о ней вспомнить, когда цены на бензин растут, как и обеспокоенность человечества относительно экологических последствий от выбросов углекислого газа.
Интересно, что дизельное топливо и бензин тоже можно отнести к биотопливу, только очень древнему. Нефть образована из животных и растений, которые умерли и разложились миллионы лет назад, и теперь покоятся под землей. В данном случае мы говорим не про то топливо органического происхождения в общем смысле, а про такое, которое мы можем произвести в данный момент.
Источник: http://geekometr.ru/statji/pochemu-biotoplivo-schitaetsya-perspektivnym-napravleniem.html
Определение биологического топлива
Самой перспективной отраслью энергетики считается создание условий для использования возобновляемых ресурсов. Среди них видное место занимает топливо биологического типа. Изначальными компонентами для его изготовления нередко выступает растительная или животная биомасса, в т. ч. – отходы промышленности и продукты жизнедеятельности живых организмов.
Для переработки этих материалов применяют термохимическую или биологическую технологию. Биологический метод предусматривается использование различных микроорганизмов.
Процентная доля биотоплива занимает весомое положение в энергетическом секторе многих стран. Для этого там разработаны специальные государственные программы содействия производителям биологического топлива, вплоть до введения норм обязательного использования данного вида энергии.
Источник: http://ghard.ru/vidy-biotopliva-raznovidnosti-xarakteristiki-preimushhestva/
Безопасность при хранении
Важная (с точки зрения обеспечения безопасности при организации хранения запасов топлива) характеристика – температура вспышки. Если топливо воспламеняется при низкой температуре – это огромный минус. Плюс биодизельного топлива заключается в том, что значение температуры воспламенения — не менее 150 градусов. При работе с биодизелем не следует пренебрегать техникой безопасности и допускать халатность при исполнении обязанностей. Данный вид топлива, возможно, имеет чуть меньшую взрывоопасность по сравнению с бензином или соляркой, но все же представляет большую угрозу.
Источник: http://delta-instrument.ru/otoplenie/chto-takoe-biodizel.html
Из чего делают биотопливо
Растительное сырьё, из которого производится биотопливо, подразделяется на три поколения. К первому относятся такие культуры как кукуруза, сою и рапс.
Кукуруза
Большая часть биотоплива производится путем переработки кукурузы. Этанол, который получают из кукурузы, имеет хорошие устойчивые показатели. В конце производственной цепочки, остается продукт распада – зерновой дистиллят. Им разрешается кормить рогатый скот.
Соя и рапс
Это две аграрные культуры богатые маслами. В частности, их используют для производства биодизеля и топлива для реактивных двигателей. Их переработка не требует тяжелого технологического процесса, поэтому не является дорогостоящим процессом, и в скором времени, может получить статус производства в промышленных масштабах. Получаемое масло часто используют и в пищевой промышленности.
Сахарный тростник
В производстве топлива сахарный тростник имеет неофициальное название «вторая кукуруза». Если в кукурузе на переработку идут семена, то в тростнике главный элемент — стебель. Так как сахарный тростник может расти только в тропическом поясе, есть очевидное региональное ограничение в его производстве.
Ко второму поколению сырья относится древесина и трава, а также непищевые остатки сельскохозяйственных культур. К третьему – водоросли.
Поколения биотоплива
Биотопливо из водорослей
Водоросли — это простые организмы, способные к быстрому росту в загрязненной либо соленой воде. Большим преимуществом водорослей является то, что они содержат в сотни раз больше масла в сравнении с сырьем 1-го поколения. Поэтому исследования в направлении производства топлива из водорослей считаются очень перспективными. В США ведутся разработки по генетической модификации этих растений с целью получения наилучших результатов.
К недостаткам можно отнести чувствительность водорослей к температурным скачкам. Поэтому выращивание водорослей довольно сложный процесс, требующий особого контроля.
Источник: http://altenex.ru/article/18-plyusy-i-minusy-ispolzovanija-biotopliva.html
Достоинства энергоресурса
Биологический и научный интерес к природным энергетическим ресурсам возникает благодаря следующим положительным качествам продукта:
- Экономическая доступность материала. Для покупки нефти или природного газа многие страны тратят большие деньги. Экономика государства терпит убытки. Добыть биологическое топливо можно практически в любой стране. Производство горючего на местах сократит расходы на импорт зарубежных энергоресурсов.
- Мобильность. Ветряные или солярные установки предназначены исключительно для стационарного использования. Не поддаются перевозке. Биологические материалы при необходимости можно перевозить с одного региона в другой.
- Биологическое топливо является возобновляемым ресурсом. Растение и отходы животных никогда не исчезнут.
- Природный ресурс уменьшает количество выбросов парникового газа в атмосферу. Предотвращает вероятность наступления глобального потепления.
- Использование биотоплива для двигателей автомобиля уменьшает затраты на его техническое обслуживание.
В недалеком будущем работа горючего топлива будет обходиться дешевле, нежели использование бензина.
Источник: http://plusiminusi.ru/plyusy-i-minusy-biotopliva-kak-istochnika-energii/
Варианты использования биотоплива
Подобное топливо допускается заливать в бак автомобиля. При этом оно ничуть не уступает традиционному дизелю, а по некоторым параметрам даже и превосходит таковой. Многие владельцы авто и тяжелой техники (грузовики, комбайны, спецтехника) не могут отважиться на такой шаг. Но по многочисленным свидетельствам водителей биодизельное топливо не причиняет вреда двигателю и не загрязняет систему впрыска.
Иногда биодизель смешивается в определенных пропорциях с традиционными видами топлива и заливается в бак транспортного средства. Подобный опыт еще недостаточно хорошо изучен. Но, судя по отзывам, такая методика также имеет право на жизнь.
Источник: http://delta-instrument.ru/otoplenie/chto-takoe-biodizel.html
О плюсах и минусах биодизеля
Основная масса достоинств этого вида горючего относится к снижению выбросов в окружающую среду. Если смотреть на вопрос глобально, то количество углекислого газа, образовавшегося при сгорании топлива, теоретически равняется тому объему, что потребили из воздуха масличные культуры. Можно считать, что выдерживается баланс, но только при сжигании биодизеля в котлах, их КПД довольно высок. А вот эффективность ДВС – всего 60%, там помимо углекислого образуется и угарный газ, загрязняющий атмосферу.
В составе топлива очень мало серы, из-за чего использование биодизеля наносит куда меньший вред окружающей среде. При попадании в воду горючее не загрязняет ее, а постепенно разлагается микроорганизмами. Ну и двигатель на растительной солярке работает лучше, ибо его цетановое число (51) выше, чем нефтяного топлива (42—45). Из минусов стоит отметить:
- более высокую стоимость по сравнению с традиционным горючим;
- невозможность длительного хранения, спустя 3 месяца начинается процесс его разложения;
- большие посевные площади для выращивания сырья.
При производстве своими руками образуются технологические отходы биодизеля в виде глицериновой фазы, которые невозможно переработать в домашних условиях. Да и само топливо, добытое дома, не сравнится по качеству с заводским и может создать много проблем во время эксплуатации ДВС. Поэтому умельцам, занимающимся этим делом, можно посоветовать как можно тщательнее фильтровать масло перед загрузкой в бак, это касается и конечного продукта.
Источник: http://cotlix.com/proizvodstvo-biodizelya-v-domashnix-usloviyax
Газообразное биотопливо
Различают два основных вида газообразного топлива:
- Биогаз
- Биоводород
Биогаз
Продукт брожения органических отходов, в качестве которых могут использоваться фекальные остатки, сточные воды, бытовые отходы, отходы забойных производств, навоз, помет, а также силос и водоросли. Представляет собой смесь метана и углекислого газа. Еще одним продуктом переработки бытовых отходов при получении биогаза являются органические удобрения. Технология производства связана с преобразованием сложных органических веществ под воздействием бактерий, осуществляющих метановое брожение.
В начале технологического процесса осуществляется гомогенизация массы отходов, затем подготовленное сырье подается с помощью загрузчика в подогреваемый и утепленный реактор, где непосредственно и происходит процесс метанового брожения при температуре примерно 35-38 °С. Масса отходов постоянно перемешивается. Образующийся биогаз поступает в газгольдер (используется для хранения газа), а затем подается на электрогенератор. Полученный биогаз заменяет обычный природный газ. Можно использовать как биотопливо, либо вырабатывать из него электроэнергию.
Биоводород
Можно получить из биомассы термохимическим, биохимическим либо биотехнологическим путем. Первый способ получения связан с нагреванием отходов древесины до температуры 500—800 °C, в результате чего начинается выделение смеси газов – водорода, моноокиси углерода и метана. В биохимическом способе используются ферменты бактерий Rodobacter speriodes, Enterobacter cloacae, вызывающие продукцию водорода при расщеплении растительных остатков, содержащих целлюлозу и крахмал. Процесс протекает при нормальном давлении и невысокой температуре. Биоводород используется при производстве водородных топливных элементов на транспорте и в энергетике. Широкого применения пока не имеет.
Источник: http://yandex.ru/turbo/xn—-7sbobabrbdpiaj6czak3gi.xn--p1ai/s/otopitelnye-sistemy/plyusy-biotopliva.html?sign=e08cb7d19c09286bdbeb7965b10130511547e9063105ce4fa2face98001bd14e:1620464690
Солнечная энергия
Источник жизни на всей планете, активно используется в качестве резервного, а иногда и основного источника ресурсов. Генерация мощности происходит в специальных устройствах с последующим преобразованием в электрическую (через фотоэлектрические элементы) или тепловую (через коллекторы) энергию. Считается одним из самых чистых носителей, не оказывающих существенного влияния на окружающую среду.
Источник: http://pobenzinu.ru/toplivo/ekologicheskoe
Тенденции мирового рынка биотоплива
Популярность биотоплива во-первых обусловлена энергетической безопасностью, во-вторых это одно из направлений борьбы против глобального потепления, за счет снижения выбросов в атмосферу.
Биотопливо – альтернатива всем обыденным видам энергетических источников. Все виды транспорта стараются использовать биотопливо, так как это дешевле и чище в процессе сгорания. Высокая потребность на это топливо, способна значительно поменять состояние дел на рынке энергоносителей.
Согласно прогнозам независимого общества энергетики, к 2025 году дефицит нефтепродуктов составит 14%.
По состоянию на 2012 год, выработка биотоплива составила 110 млрд литров. Такие темпы производства, в лучшем случае смогут покрыть только 7% на 2021 год, что является не совсем хорошим показателем.
К сожалению, увеличение производства пока не идет в ногу с увеличением потребности населения и промышленности. Сегодня многие государства мира начинают все больше уделять внимания программа по разработке и производству биотоплива. Согласно прогнозу специалистов в 2020 году производство экологической энергии в мире вырастит до 36%, а к 2040 году она может достичь 48%.
Источник: http://altenex.ru/article/18-plyusy-i-minusy-ispolzovanija-biotopliva.html
НЕОБХОДИМЫЕ ДОРАБОТКИ СИСТЕМ АВТОМОБИЛЯ ДЛЯ РАБОТЫ НА БИОЭТАНОЛЕ
Существует и сугубо российская проблема. По давней традиции наше государство считает спирт веществом антисоциальным и оберегает от него граждан налогами и ограничениями. При таком раскладе стоимость спиртового горючего едва ли будет привлекательнее, чем привычного бензина. И разрешат ли продавать этанол круглосуточно?..
Есть и препятствия глобального масштаба. Одно из них — отсутствие единых стандартов и требований к биотопливу. Где гарантии, что, например, колесящему по Германии многотопливному «Опелю» понравится биобензин в соседней Франции, изготовленный из другого сырья? Поэтому современные модели, работающие на биотопливе, обычно не брезгуют бензином или дизтопливом.
Источник: http://teplotekcorp.ru/kaminy-i-pechi/biotoplivo-eto.html
Опилки и водоросли
«При цене сырой нефти 60 долларов за баррель становится оправданным многое из того, что раньше не имело смысла, — говорит Стив Хауэлл, директор Национальной комиссии по биодизельному топливу (США). — Вам еще предстоит познакомиться с источниками топлива, о существовании которых люди сейчас даже и не подозревают».
И правда, в последние годы совершенно новые технологии получения биотоплива появляются чем дальше, тем чаще. Недавно ученые из Университета штата Арканзас придумали способ его производства из куриного жира. Сразу три крупные компании— Global Green Solutions (Канада), Bio Fuel Systems (Испания), De Beers Fuel Limited (ЮАР) — заявили в прошлом году о начале строительства заводов по производству биодизеля из водорослей. Это одно из самых перспективных направлений: водоросли обладают настолько высокой урожайностью, что для обеспечения топливом всех автомобилей такой моторизированной страны, как США (220 миллионов авто на 300 миллионов жителей), нужно засадить водорослями всего 4 миллиона гектаров прудов. Это примерно 2% от пригодных территорий. Специалисты из небольшой американской компании Green Fuel Technologies (штат Массачусетс) пытаются весьма успешно совместить приятное с полезным, скармливая тем же водорослям выбросы из заводских труб. В результате урожайность «зеленого» топлива растет, а экологический ущерб от промышленных производств падает. А российские ученые из Иркутского института органической химии (ИрИОХ СО РАН) придумали, как можно дешевле превращать в автомобильный спирт отходы нашей лесозаготовки. Из пяти тонн древесных опилок получается тонна этанола, себестоимость которого в два раза ниже, чем у этанола, полученного из кукурузы или пшеницы. Жаль только, наши топливопроизводители не слишком интересуются такими разработками. Их пока вполне устраивает нефть, цена которой постоянно растет, а прирост ее добычи — падает.
А ведь у нас еще есть шанс пробиться в ряды будущих королей биозаправок. Всего-то и надо, что пустующие земли рапсом засеять. Да и пустующих прудов в России побольше будет, чем в США.
Читайте также на сайте «Вокруг Света»:
• Топливо двойного назначения
Источник: http://vokrugsveta.ru/vs/article/3443/
Расчет необходимых инвестиций
Наш проект предполагает полное финансирование инвестором. Распределение инвестиций:
| Статья | Сумма, $ |
| Основное оборудование (доставка, подготовка помещения, монтаж, обучение персонала включены в стоимость) | 2 545 000 |
| Контракт о долгосрочной аренде помещения (не меняя 3 лет) | 150 000 |
| Офисный инвентарь | 25 000 |
| Контракт на поставки сырья для производства и закупка на 5-7 дней | 90 000 |
| Непредвиденные расходы | 190 000 |
| Итого | 3 000 000 |
Постоянные издержки
| Статья | Сумма в год, $ |
| Арендная плата | 300 000 |
| Фонд заработной платы | 250 000 |
| Дополнительные расходы (транспорт, хоз нужды, накладные расходы) | 150 000 |
| Итого | 700 000 |
Источник: http://delta-instrument.ru/otoplenie/chto-takoe-biodizel.html
Дрова:
Дрова сегодня считаются одним из самых популярных видов топлива биологического происхождения. Для получения больших объемов дров высаживаются энергетические лесные массивы, с которыми ассоциируются быстрорастущие леса, кустарники и травы (акация, тополь, кукуруза). Посадку биотехнологических культур, как правило, выполняют в шахматном порядке или квадратно-гнездовым способом. Нередко, практикуется высадка в междурядье деревьев других сельскохозяйственных быстрорастущих культур (комбинированный способ). От момента посадки до полного среза деревьев или растительных культур должно пройти не менее 4-6 лет. В развитых странах мира практикуется обслуживание целых плантаций быстрорастущего тополя и ивы. В Северной Индии выделены огромные площади для высадки эвкалипта и тополя. Главной целью данных мероприятий является получение больших объемов экологически чистого и энергоемкого топлива для обогрева жилищ и закрытых производственных площадок.
Источник: http://teplotekcorp.ru/kaminy-i-pechi/biotoplivo-eto.html
Биодизель:
Биодизель – продукт биологического происхождения на основе животных и растительных жиров (масел), а также их производных.
Биодизель обладает множеством достоинств:
а) отличные смазочные качества продукта позволяют существенно продлить срок эксплуатации двигателей внутреннего сгорания;
б) полностью распадается при попадании в почву, не причиняя вреда животным и растениям;
в) не содержит серы в отличие от дизельного топлива;
г) позволяет вводить в оборот ранее неиспользуемые низкокачественные земли сельскохозяйственного назначения;
д) остаточный компонент производства биодизеля – жмых можно в дальнейшем использовать в качестве корма для скота.
Для производства биодизеля в разных странах мира используется рапс и его разновидности, соя, касторовое, кокосовое и пальмовое масло, растение ятрофа из семейства молочайных.
В последние годы учеными ведутся работы по совершенствованию технологии получения биодизеля из водорослей. Эксперты подсчитали, что с одного акра земли можно получить 2400 литров пальмового масла, а с водной поверхности – 3570 баррелей бионефти (где один баррель приравнивается к 150 литрам).
Источник: http://teplotekcorp.ru/kaminy-i-pechi/biotoplivo-eto.html