Из чего делают биотопливо

Изготовление биотоплива – достаточно долгий и трудоемкий процесс. Современная промышленность этого направления делит процесс производства биотоплива на такие этапы:

• Измельчение сырья. На данном этапе происходит максимальное измельчение, почти до состояния муки;
• Сушка сырья;
• Доизмельчение особо крупных частиц, если таково необходимо;
• Водоподготовка – минимальное увлажнение сырья для дальнейшей обработки;
• Прессование продукта – основа процесса изготовления биотоплива. Частицы размягчаются и склеиваются в небольшие цилиндры благодаря сжатию и повышения температуры;
• Охлаждение;
• Фасовка и упаковка возможна как в огромные биг-бэги по несколько тонн (промышленная расфасовка), так и в упаковки поменьше, по несколько десятков кг (расфасовка для частного потребителя). Этому этапу следует продажа и использование продукта.

Следует заметить, что из 3-4 кубометров отходов древесных пород, или же сырья, производится около 1тонны гранул биотоплива. Биотопливо в общем понимании можно изготавливать из широкого спектра биологических материалов. Именно в связи с этим выделяют несколько поколений биотопливного сырья.

Поколение 1. Сельскохозяйственные культуры.

Именно эти материалы были непосредственными участниками открытия возможности использования биологических материалов в энергетической сфере. Главное требование к сырью данного поколения – высокое содержание жиров, сахаров и крахмала.

• Жиры отлично перерабатываются в биодизельные материалы;
• Сахар и крахмал – в этанол.

Недостаток использования сырья первого поколения: истощение почв, использование пестицидов, высокая стоимость.

Поколение 2. Непищевые отходы растительного сырья.

Данный тип сырья содержит целлюлозу и лингнин, что делает его достаточно полезным в вопросе альтернативной энергетики. Получать дополнительную энергию из этого поколения биотоплива можно сжигая его, либо же газифицируя.

Стоит заметить, что использование сырья фоторого поколения экономически намного выгоднее, чем первого.

Недостаток использования сырья второго поколения: относительно небольшой коэффициент полезности, очень большие площади занимаемых земельных ресурсов.

Поколение 3. Растения водного происхождения.

Водоросли – достаточно перспективные материалы для изготовления биотоплива.

Коэффициент полезности в данном случае – достаточно высокий, и нет никаких затрат земельной площади.

Недостаток: использование битоплива поколения 3 в сфере альтернативной энергетики пока недостаточно изучено.

Кроме этого, в процессе размножения водоросли практически неконтролируемы. То есть, размножаясь в верхних шарах воды, они попросту перекрывают поступление солнечных лучей ниже, и большое количество биоматериала гибнет.

Cырье для изготовления биотоплива

Рассмотрим самое популярное сырье для производства биотоплива в современной промышленности:

1. Кукуруза. Да-да, именно представитель первого поколения биотоплива на сегодняшний день в топе материалов, которые активно используются. Особенно это касается США. Кукурузный этанол – полезное биотопливо. Существует мнение, что кукуруза – только временное сырье для биотоплива. Но так ли это? Стоит лишь припомнить “Интерстеллар”. Кто знает, утратит ли кукуруза со временем свой рейтинг;
2. Соя, рапс. Данные растительные культуры особо богаты маслами. Биодизель, изготовленный из данных культур, нашел свое применение в двигателях самолетов. Огромный минус использования растительных культур в альтернативной энергетике состоит в том, что они уже не могут быть использованы в пищевой промышленности. Некоторые эксперты, тем не менее утверждают, что какой-то процент из обработанной кукурузы может быть использован для корма скота, например;
3. Сахарный тростник. Эффективность использования данной культуры среди упомянутых выше том, что задействуется намного большая часть растения – целый стебель. Это в значительной мере влияет на эффективность переработки. Естественные природные условия земли позволяют выращивать его только в тропическом климате, то есть выработка его ограничена, что является огромным минусом.
4. Метан. Данный компонент природного газа образуется как результат процессов разложения органических продуктов. Как известно, именно он вызывает парниковый эффект в окружающей среде. Он очень опасен. В некоторых промышленных случаях метан смешывают с природным газом с банальной целью сэкономить.

Главные недостатки использования метана – это, в первую очередь, нанесенный окружающей среде вред. Кроме того, автомобильные моторы должны быть специально переработаны под титан, что, несомненно, будет достаточно дорого. Тем не менее, данный источник альтернативной биоэнергетики активно используется на нашей планете на сегодняшний день.

Стоит подчеркнуть, что на данный момент организация Greenpeace совершенно не поддерживает технологии твердого биотоплива. Существует мнение, что в некоторых случаях использование биологического топлива более вредно, чем традиционного.

Но наука не стоит на месте. Кроме вышеперечисленных представителей первого поколения биотоплива, которые наиболее широко используются в современной промышленности, известно огромное количество других, возможно, менее эффективных и известных видов биотоплива.

Например, несколько лет назад во Франции начали применение удивительного вида биотоплива. Его изготавливают из… сока квашеной капусты! Овощеперерабатывающие фабрики и их владельцы в огромном плюсе: ежедневно тысячи литров когда-то ненужного сырья находит себе применение! Утилизация данного продукта прежде стояла немалые деньги, а теперь приносит огромный доход. В это даже сложно поверить, ведь речь идет о соке квашеной капусты. Но факт остается фактом.

Какая технология биотоплива предусматривается в будущем?

Активное развитие данного вопроса, его уникальная актуальность и работы сотни тысяч ученых по всему миру доказывает, что данный вопрос сложно предугадать теоретически. Но вот что можно сказать.

Рыжик и ятрофа

В растительных источниках биотоплива помимо других качеств особо ценится процент масла в семенах и условия произрастания. Эти два неприхотливых растения – рыжик и ятрофа – оцениваются как весьма перспективные для биотопливной технологии в ближайшем будущем. Их отличительная черта состоит в том, ареал засушливых земель не повлияет негативно на их жизнедеятельность. Кроме этого, они положительно влияют на земельную  почву, что делает их еще более выгодными!

Целлюлоза

Речь идет не о той известной и широко распространенной целлюлозы в бумаге и дереве. Ученые видят перспективу для развития технологий биоэнергетики и биотоплива в целлюлозе, сосредоточенной в стеблях кукурузы, просе и т.д. Данный перспективный тип биотоплива еще недостаточно хорошо изучен ввиду своего растительного происхождения. Поэтому будущее покажет.

Менее перспективными материалами для биотопливной промышленности являются, например, животные жиры и бумага. Но, как известно на данный момент, их переработка – достаточно долгий и затратный процесс. Возможно, в будущем технология биотоплива позволит применять данные материалы более выгодно.

Читайте также