Біопаливо – елемент сучасної екологічної системи та новий напрямок інвестицій для бізнесу

Економічні теорії позаминулого століття стали наближатися до дійсності. Стало можливо прорахувати час закінчення запасів в надрах і на землі, людство задумалося над альтернативами їх заповнення. Вихід з ситуації, що склалася – біопаливо.

Зразкові підрахунки зведені в подану нижче таблицю.

Динаміка поповнення біологічних ресурсів землі

Протягом останніх десятиліть, незважаючи на запеклий опір нафтових, вугільних і газових промислових корпорацій, дали нам технології переробки органічних відходів та отримані з них всілякі види біопалива, які завойовують все більшу енергетичний простір.

Біопаливні джерела енергії прагнуть стати не менш ефективними за основними показниками, ніж нафта або газ.

Біологічне паливо як джерело екологічної енергії

Біологічне паливо виробляється з продуктів сільськогосподарського походження, органічних відходів життєдіяльності людини в місцях його концентрованого розміщення.

Іншими словами, сировиною для біопалива є те, що до сих пір викидалося і створювало величезні купи сміття і звалища по всій планеті. Ось що таке біопаливо, і тому воно набуває все більшої цінності в нашому світі.

У цьому головна перевага біологічного палива перед традиційними джерелами отримання енергії. Другим істотним перевагою є екологічність продуктів спалювання біопалива в порівнянні з канцерогенними вихлопами бензинових і дизельних двигунів.

До істотних недоліків біопалива можна віднести наступні:

• низька теплотворна здатність в порівнянні з бензином;
• більш висока собівартість виробництва біопалива;
• коррозионность складу масел біопалива для тих матеріалів, які використовуються в частинах машин і механізмів.

Справедливо сказати, що розвиток технологій не стоїть на місці, і, безумовно, фахівці і вчені прагнуть спростити і здешевити отримання біопалива, при цьому максимально поліпшивши енергетичні характеристики кожного виду розроблюваного біопалива.

Прогрес в цьому напрямку величезний за той короткий час, що минув з початку розвитку біотехнологій в паливі.

Виробництво біопалива може точно в будь-якій точці планети, на відміну від жорстко прив'язаних до надр нафти і газу. Розглянемо основні його види та технології видобутку.

Різноманіття сировини для біологічного палива гарантує повне забезпечення потреб

Рідке біопаливо отримують з рослинних масел шляхом перегонки масла з додаванням каталізаторів і отримання біодизелю та побічного продукту, гліцерину.

Виробництво рідкого біопалива кожен з нас спостерігав або виробляв самостійно у вигляді самогону, він же етанол.

У світі сировина для виробництва рідкого палива використовують різне, ось основні різновиди одержуваного кінцевого продукту:

Кукурудза – основна сировина для біоетанолу та біобутанолу

З кукурудзи і цукрового очерету виробляють біоетанол. Це виробництво на 90% розвинене в Бразилії і США, вони основні постачальники сировини.

Широко відомо виробництво з цих же складових біобутанолу, що розвивається в США.

Біобутанол є спиртом і має широке застосування в промисловості. Сировиною для нього може служити також буряк, пшениця, маніока, ведеться робота з розщеплення целюлози.

Культивація біопланктона для виробництва біопалива

Ріпак – основна олійна культура для виробництва біодизеля

Промислова культивація біопланктона в воді поставляє сировину для метанолу.Цей проект підтримується всіма європейськими прибережними країнами, і є дуже економічним внаслідок незліченних запасів біомаси в світовому океані.

Екологічно чистим видом біопалива є диметиловий ефір. Виробництво його економічно, так як не вимагає додаткових переробок з очищення, а продукт екологічно чистий, вміст сірки в ньому практично наближається до нуля.

Найвищі технічні характеристики біопалива виходять з ріпакової олії.

Виробництво біодизеля з ріпаку включає наступні етапи:

• тонке очищення ріпаку;
• віджимання рапсової олії і отримання макухи;
• етерифікація рапсового масла через додавання каталізатора;
• сепарація або відділення біодизеля від гліцерину.

Використовується біологічне паливо в концентрованому вигляді або змішується з традиційним паливом для дизеля з метою отримання більш чистих викидів в навколишнє середовище.

Крім ріпаку, для виробництва біодизеля може використовуватися будь-яке масло рослинного або тваринного походження, а також жири мікробного походження.

Популярно використання в світі біобензину – виду рідкого біопалива, заснованого на 99,9% з етилового спирту і додаванні присадок і добавок, що знижують корозію і збереження гумових частин в традиційних конструкціях двигуна і паливної системи автомобілів.

При регулярному використанні цього екологічного виду біопалива конструкція автомобіля може бути виготовлена ​​з іншого конструкційного матеріалу: нержавіючої сталі або пластику, нерастворяющуюся етанолом.

В цьому випадку можна використовувати в автомобілі в якості палива і звичайний бензин, і біобензин.

Біопаливо е 95 – одна з популярних і застосовуваних в автомобільному світі марок біобензину.

Серед безлічі переваг використання Е95 виділимо основні:

• знижена ціна палива;
• зниження концентрації шкідливих речовин – при згорянні подовжує терміни експлуатації масла, фільтрів;
• не утворюється нагар на свічках запалювання;
• свіже повітря навколо вас під час руху;
• двигун не перегрівається під час сильної спеки і в пробках;
• етанол більш безпечний при ДТП, так як має меншу температуру спалаху і схильність до вибухів, ніж бензин.

До недоліків використання біобензину фахівці зараховують підвищення витрати палива при використанні його в інжекторних моделях автомобілів, нижчу теплотворну здатність в порівнянні з традиційним паливом.

Вартість виробництва одиниці теплової енергії

На сьогоднішній день стан світової економіки і технологій не готове до масового переходу на використання біопалива, хоча завдання збереження екології і навколишнього середовища продовжує залишатися ключовою для цивілізації.

Біологічне паливо має свої особливості, які в умовах масового використання бензину, нафти, газу з надр землі, є недоліками.

Конструкційні матеріали, використовувані в усіх без винятку машинах і механізмах нестійкі до реакцій біопалива, корродируют, виходять з ладу.

Нові конструкційні матеріали, і тим більше двигуни, стійкі до впливів органічних масел, поки не створені або мають недостатньо ефективні технічні характеристики.

Іншою глобальною проблемою при використанні органічних рослинних продуктів як сировини для біопалива полягає в збільшенні площ посівів, які на планеті обмежені.

Сучасні технології теж не пропонують поки рішень для масового впровадження.

Тверде біопаливо: економічність і зниження собівартості продукції

З тих же органічних продуктів, що і біопаливо рідке, проводиться і тверде біопаливо, що має не менш широку сферу застосування в промисловості і сільському господарстві.

1. Отже, тверде паливо виготовляється з різноманітних продуктів органічного походження.Це можуть бути частини рослин, продукти їх біологічної переробки тваринами, відходи життєдіяльності людини.
2. Основні труднощі виробництва твердого біопалива полягає в застосуванні технологій для розщеплення целюлози.
3. Вчені вивчають різні природні процеси, щоб змоделювати процес розщеплення, що відбувається в природі за допомогою живих істот і їх внутрижелудочной ферментації.
4. Сировиною для створення твердого біопалива є так звана біомаса – приготована в необхідної консистенції і складі готова суміш з органічного продукту.
5. Виготовлення твердого біопалива полягає в вичавлюванні або випаровуванні рідини з біомаси при регулярному рівномірному перемішуванні і формування сухого продукту.
   Популярними і ефективними формами твердого біопалива є:

Загальна схема отримання палива з біомаси

Поширеним видом сировини для твердого біопалива є деревина.

Як самі придатні для виробництва твердого біопалива використовуються:

• сухі гілки;
• тріски;
• тирса;
• відходи від роботи деревообробної та лісової промисловості.

Якщо вам цікаво, як виробляється тверде біопаливо – презентація роботи преса з виготовлення біопалива з тирси, представлена ​​на відео.

Виробництво паливних гранул з деревини

Сировина пресується під великим тиском, без додавання будь-яких складових в брикети або гранули циліндричної форми, потім просушується.

Такий продукт має хороші показники теплотворення і собівартості, екологічний, практично не має будь-яких відходів.

Для порівняння, приблизна теплотворна здатність органічних джерел тепла:

• дерево вологе: 2400 ккал / кг, зольність до 30%;
• дерево сухе 2900 ккал / кг, зольність до 20%;
• вугілля буре: 3910 ккал / кг, зольність до 40%;
• вугілля чорний 4900 ккал / кг, зольність до 30%;
• брикети з тирси: 4400 ккал / кг, зольність до 1%.

Таким чином, ту саму кількість тепла можна отримати, спалюючи в два з половиною рази менше сировини, якщо використовувати біопаливо з тирси.

Виробництво пелет з тирси

Виробництво біопалива з відходів деревини придбало поширений характер, заводи з виробництва пелет зводяться в прогресуючих темпах.

Для обігріву житлових будинків, виробничих приміщень широко використовуються котли на біопаливі, для обслуговування великих площ будуються екологічні котельні на біопаливі, які застосовують паливні брикети з деревини.

Біологічне паливо для біокамінів Fanola з деревини

Деревина використовується як сировина у виробництві паливної рідини для камінів під назвою Fanola. Це рідина повністю біологічного походження, що не виділяє токсинів при горінні, що не димить, не вимагає при установці каміна димоходів і вентиляції.

Обсяг утворюється СО2 порівняємо з повітрям, що видихається людиною. Теплотворна здатність біопалива для каміна Fanola на 40% вище, ніж при згорянні деревини.

У приморських районах популярно виробляти біопаливо з водоростей. Низька собівартість, високий вміст вуглецю в певні періоди року, хороша врожайність такого виду водоростей як морська капуста.

Laminaria digitata розглядається як найважливіша сировина для виробництва біопалива. Водорості складають більше 50% всієї біомаси на планеті, при цьому не вимагають витрат на обробіток і самовосстанавливаются з відомою періодичністю.

Порада. Якщо у вас невелика ферма або виробництво, то встановіть собі обладнання для виробництва біологічного палива, так як воно окупиться в найближчі кілька років.

Установки на біологічному паливі в домашніх господарствах

Фермерські господарства та тваринницькі комплекси успішно виробляють біопаливо з гною.Технологія заснована на процесі бродіння гною під впливом тепла в спеціальних герметичних бункерах, відділенні рідких добрив, випаровуванні зайвої рідини і сушка твердого продукту.

При бродінні виділяється біогаз, що використовується для обігріву приміщень і приготування їжі, як біопаливо для теплиць або для печей.

Виробництво твердого палива з гною

Достатні обсяги власного сировини роблять такий безвідходний тваринницький комплекс ефективним. Котельня на біопаливі, що обслуговує всі ділянки власного господарства, опалення, газ, електрику, отримані з власної сировини, значно здешевлюють сумарну собівартість продукції.

При наявності достатнього сировинного ресурсу нескладно виробляти біопаливо своїми руками. Економічно проект виробництва біопалива в домашніх умовах має сенс, коли його кількість здатна виконати будь-яку самостійну енергетичну задачу.

Досить зробити розрахунок щоденної норми сировини для отримання енергії, споживаної щодня в господарстві на основні потреби, перераховані нижче:

• генератором біопалива для підтримки процесу виробництва;
• споживання енергії на обігрів приміщень;
• споживання енергії на приготування їжі;
• споживання енергії на забезпечення сільськогосподарських виробничих процесів.

Солома – основна сировина для паливних брикетів

Наступним етапом буде вивчення самого технологічного процесу, його протяжності в часі і необхідного устаткування. Необхідно мати або вивчити основи фізики процесів, щоб правильно побудувати.

Основні технологічні конструкції і складові елементи неважко знайти на фото в інтернеті. Інструкція по виготовленню часто викладається майстрами на форумах, і самі вони охоче діляться секретами і питаннями, як зробити той чи інший елемент найбільш ефективно.

Домашні біопаливні установки можуть виробляти даний ресурс різних видів і станів, стовідсотково використовуючи сировину і попутні продукти кожного з етапів його переробки.

Наприклад, отримуючи біопаливо для парника, паралельно проводять біогаз для обігріву та приготування їжі. Таким чином, з наявних відходів отримуємо біопаливо другого покоління.

В умовах домашнього господарства можна відтворити багато технологій виробництва біопалива так як вони спочатку і були підглянуті у природи.

В основі їх, отримання енергії в результаті природних процесів:

• нагрівання природним шляхом або з незначним додаванням каталізаторів;
• сушка;
• пресування в брикети;
• збір газу від бродіння гною;
• сучасні прилади контролю за процесами.

Заключним в ланцюжку є транспортування до місця споживання, яким в більшості випадків є котел.